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

3 CSA 和增益误差因子

数据表中显示的单级差分 CSA 的典型器件增益就是 RFB 与 RINT 的匹配比，如方程式 2 所示。

方程式 2. G a i n t y p i c a l   =   R F B ,   t y p i c a l R I N T ,   t y p i c a l

当使用输入电阻器（REXTERNAL 或 REXT）时，由于增益误差因子 (GEF) 小于 1，总分流电压增益 (GainTOTAL) 会发生可预测衰减。这种新的衰减增益可以使用方程式 3 在理论上计算得出。这个总分流电压增益现在是电路的新典型增益。注意，器件的 GEF 公式通常在数据表中提供。

方程式 3. G a i n T o t a l , t y p i c a l   =   G a i n t y p i c a l × G E F T y p i c a l

引入输入 GEF 时，有一种新的方法可以参考输入失调电压。通常情况下，数据表中规定的初始失调电压误差 (VOSI) 是以输入 (RTI) 为基准，但要让它以分流 (RTS) 为基准，则需要除以 GEF。这也适用于文档末尾所示的 VOS, EXT RTI 推导过程。

带输入电阻的 CSA 的 RTI（以输入为基准）和 RTS（以分流为基准）图 3-1 带输入电阻的 CSA 的 RTI（以输入为基准）和 RTS（以分流为基准）
方程式 4. V O S   E X T   R T S   =   V O S   E X T   R T I G E F V O S I   R T S   =   V O S I   R T I G E F

确定新的典型总增益后，设计人员可以在系统硬件或软件中移位（校准）分流电压增益。但是，由于内部电阻器旨在实现精确的比率（器件增益 = RFB/RINT），而不是精确的绝对值，因此增益误差变化 (EG, EXT) 可能会随着系统数量的增加而显著增大。

对于大多数 CSA，保守评估认为，这些电阻器的绝对工艺变化 (PV) 为 ±20%、温度系数 (PV_TC) 为 ±30ppm/°C。这些参数均基于工艺技术的规格。此外，单个器件的所有内部电阻器本身可以具有相同的 PV 和 PV_TC，因此可以简化误差分析。定义这些 PV 规格后，设计人员可以计算外部电阻加载误差 (eEXT) 的范围。