负载电流 I_LOAD 流经分流电阻器 R_SHUNT，产生分流电压 V_SHUNT。然后由 U1A 和 R₁ 至 R₄ 构成的差分放大器放大分流电压。差分放大器的增益通过 R₄ 与 R₃ 之比设定。为了最大程度地减少误差，设置 R₂ = R₄ 且 R₁ = R₃。基准电压 V_REF 通过使用 U1B 缓冲电阻分压器的方式提供。传递功能由 方程式 1 提供。

其中

• ${\mathrm{V}}_{\mathrm{S}\mathrm{H}\mathrm{U}\mathrm{N}\mathrm{T}}={\mathrm{I}}_{\mathrm{L}\mathrm{O}\mathrm{A}\mathrm{D}}\times {\mathrm{R}}_{\mathrm{S}\mathrm{H}\mathrm{U}\mathrm{N}\mathrm{T}}$
• $\mathrm{G}\mathrm{a}\mathrm{i}{\mathrm{n}}_{\mathrm{D}\mathrm{i}\mathrm{f}\mathrm{f}\text{-}\mathrm{A}\mathrm{m}\mathrm{p}}=\frac{{\mathrm{R}}_4}{{\mathrm{R}}_3}$
• ${\mathrm{V}}_{\mathrm{R}\mathrm{E}\mathrm{F}}={\mathrm{V}}_{\mathrm{C}\mathrm{C}}\times \left(\frac{{\mathrm{R}}_6}{{\mathrm{R}}_5+{\mathrm{R}}_6}\right)$

该设计中存在两种误差类型：增益和失调电压。增益误差是由分流电阻器的容差和 R₄ 与 R₃ 之比，以及类似的 R₂ 与 R₁ 之比造成的。失调电压误差是由分压器（R₅ 和 R₆）以及 R₄ / R₃ 之比与 R₂ / R₁ 之比之间的接近程度而造成的。R2/R1 之比影响差分放大器的 CMRR，最终导致了失调电压误差。

V_SHUNT 是低侧测量值，因此 V_SHUNT 的值是系统负载的接地电势。所以，必须对 V_SHUNT 使用最大值。在此设计中，V_SHUNT 的最大值设置为 100mV。方程式 2 计算分流电阻器的最大值，假设最大分流电压为 100mV，最大负载电流为 1A。

R_SHUNT 的容差与成本成正比。在此设计中，选择容差为 0.5% 的分流电阻器。如果需要更高的精度，请选择 0.1% 或更佳的电阻器。

由于负载电流是双向电流，因此并联电压范围为 –100mV 至 +100mV。此电压在到达运算放大器 U1A 前，由 R₁ 和 R₂ 分压。请确保 U1A 同相节点处的电压在器件的共模范围内。使用共模范围扩展到低于负电源电压的运算放大器（例如 OPAx383）非常重要。由于 OPAx383 的典型失调电压仅为 ±0.5µV（±5µV，最大值），所以失调电压误差很小。

假设对称负载电流为 –1A 至 +1A，分压电阻器（R₅ 和 R₆）必须相等。为了与分流电阻器保持一致，必须选择 0.5% 的容差。为了更大程度地降低功耗，使用了 10kΩ 电阻器。

要设置差分放大器的增益，必须考虑 OPAx383 的共模范围和输出摆幅。方程式 3 和 方程式 4 分别显示了具有 3.3V 电源的 OPAx383 的典型共模范围和最大输出摆幅。

可使用 方程式 5 计算差分放大器的增益。

R₁ 和 R₃ 的电阻值选定为 1kΩ。R₂ 和 R₄ 的电阻值选定为 15.4kΩ，因为该值最接近标准值。因此，计算出的差分放大器增益为 15.4V/V。

电路的增益误差主要取决于 R₁ 至 R₄，因此选择 0.1% 电阻器。该配置降低了设计中需要两点校准的可能性。如有需要，简单进行一点校准可消除 0.5% 电阻器产生的失调电压误差。