ZHCAEQ8 July   2024 FDC1004 , FDC1004-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1 引言
  5. 2 CSA 和输入偏置级
  6. 3 CSA 和增益误差因子
  7. 4 电流检测放大器输入引脚处电阻的应用
    1. 4.1 输入电阻设计注意事项
  8. 5 电流检测放大器基准引脚处输入电阻的应用
    1. 5.1 双向 CSA 和应用
    2. 5.2 使用高电阻源电压驱动 CSA 基准引脚
    3. 5.3 参考引脚处的输入电阻设计注意事项
  9. 6 CSA 外部输入电阻的设计过程和误差计算
    1. 6.1 计算带 110Ω 输入电阻的 INA185A4 的 eEXT
  10. 7 电容耦合电流检测放大器上输入电阻的设计过程
    1. 7.1 对电容耦合电流检测放大器的输入 eEXT 进行基准验证
  11. 8 CSA 基准引脚输入电阻的设计过程
  12. 9 INA185 在整个温度范围内的输入电阻误差测试
    1. 9.1 原理图
    2. 9.2 方法
    3. 9.3 理论模型
    4. 9.4 带 110Ω 输入电阻的 INA185A4 的数据
      1. 9.4.1 数据计算
    5. 9.5 分析
  13. 10INA191 在整个温度范围内的输入电阻误差测试
    1. 10.1 原理图
    2. 10.2 方法
    3. 10.3 理论模型
    4. 10.4 带 2.2kΩ 输入电阻的 INA191A4 的数据
      1. 10.4.1 数据分析
    5. 10.5 分析
  14. 11单级电流检测放大器 (CSA) 的 VOS, EXT 推导过程
  15. 12总结
  16. 13参考资料

1 引言

大多数电流检测放大器 (CSA) 的输入电阻远低于类似的闭环仪表放大器（以安培为单位）和差分放大器。这主要是因为与输入引脚的非隔离式连接，但也是由于输入引脚之间的输入偏置级。因此，CSA 在理想情况下应在输入引脚上几乎没有外部输入电阻 (REXT < 10Ω)；然而，某些应用可能需要更高的 REXT，因此了解和计算最坏情况误差至关重要，这样才能查看电路是否仍满足系统要求。

近年来，电容耦合输入电流检测放大器（例如 INA190 或 INA191）可以在工作温度范围内表现出高得多的有效差分电阻，范围在 2MΩ 至 5MΩ。

简化的 INA191 功能方框图图 1-1 简化的 INA191 功能方框图
INA191 差分输入电阻与温度间的关系图 1-2 INA191 差分输入电阻与温度间的关系

这些器件可以轻松测量微安范围内的较低电流，并使用较大的输入电阻器保持高精度。请注意，只要存在显著的外部阻抗，容性耦合输入放大器通常需要在输入引脚上提供一些差分输入电容。这有助于为内部开关电容器提供电荷。

大多数 CSA 和差分放大器的另一个重要输入负载电阻是基准电压源电阻 (REXT3)。通过基准 (REF) 引脚，可以在差分测量 0V 时将双向 CSA 的输出偏置为电压。与低阻抗源相反，只需使用电阻分压器驱动 REF 引脚，就可以降低系统设计成本和复杂性。但是，必须考虑并限制所有误差源和动态范围损失。有关负载 REF 引脚产生的误差的详细分析，请参阅驱动电流检测放大器的电压基准引脚 应用手册。

总体而言，较高的输入阻抗器件在外部负载下可能更准确；然而，只需几种规格的工艺变化，使用 REXT >10Ω 的 CSA 的系统设计人员就能在低精度但低成本的小型 PCB 系统中实现可控的误差目标。本文档说明了如何计算此输入电阻随温度的限值。在许多情况下，单点失调电压校准最实用。