[参考译文] OPA380：如何使用跨阻放大器测量电流

早上 Sufyan、  

这种互阻抗似乎正在出现很多、实际上、我已经在这一领域发表了很多文章-回到90年代中期。 从何处开始？ 这里有许多不同的排列、  

1.关键是源、你展示的是带 R 的电压源？ 这听起来更像是电压增益级。 通常，您有一个探测器二极管或其他东西的电容源。  

2、几乎所有的 ADC 现在都是差分输入、我们有 FDA 来驱动这些输入、   

作为 OPA838产品发布的一部分、我撰写了这篇详细的两级(主要是噪声分析)文章-只是一个示例、单击这些 EDN 数字以在新窗口中展开、  

https://www.edn.com/design/analogue/4458766/Controlling-spot-and-integrated-noise-in-a-two-stage-transimpedance-design

最近、这一一般的 Decomp 讨论(大多数 I/V 最终使用 Decomp)

PDF 此处、由于 Planet Analog 在2019年8月中断了其数字扩展链接、  

e2e.ti.com/.../3364.Applying-High-Speed-DeCompensated-VFAs-July1_5F00_2019.pdf

因此、听起来像是高侧或低侧电流感应应用-感应电阻器通常非常小、后跟 INA -有一些器件可以实现这一点、只需在 TI 网站上查看电流感应或 INA 即可

INA250等大多数集成解决方案都包含一个非常小的感应电阻器(mOhm)、因此、如果我尝试感应 nA 电流、即使在芯片的最高增益型号(A4)中、芯片的输出也会具有低电压振幅、 因为感应电阻器上的压降非常小。 我的理解是、这些器件是针对安培级电流而设计的。 TI 是否提供用于精密 uA/NA 传感的 IC？

此外、感应电阻器感应方法也是一种实现方法。 我实际上是在尝试构建一个电路、这样它就可以在不使用感应电阻器的情况下测量电流。 由于我的电流幅度很低、当我尝试使用感测寄存器上的压降作为计算电流的唯一基础时、噪声也会出现在图片中。 如果有一种直接方法、使跨阻放大器可以与负载串联、并提供与流经线路的电流成比例的放大电压输出、则肯定可以解决这个问题。

请告诉我您的想法。

谢谢、此致、

Sufyan Khan

在这些 INA 安培型感应解决方案中、您是对的、  

或许、列出规格会很有用、  

信号电流范围

2.所需增益

3所需的频率 范围、  

我先前提到的这些条款也许会有所帮助。 是的、SNR 最终会进入这种情况、  

感谢您的回复 Michael、

信号电流范围：10nA 至100uA

2.所需增益：对于10nA、输出应为0.5mV；对于100uA、输出应为5V。 可以相应地设置增益。

输入信号的最大频率：1MHz

如果您需要我提供的更多信息、请告诉我。

谢谢、此致、

Sufyan Khan

谢谢、这是一个很好的信息。  

要创建此"50kOhm"增益、它仍然对如何通过 R SOURCE 处理电压源感到困惑。 不是真正的电流源、电压是未知的还是未知的 R、这就是您要尝试测量的电压？  

经典的跨阻设计在具有 C 源的分流器中发现了高直流阻抗-此处不是这种情况、因此可能是电压放大器。 在任何情况下、都可以查看 LMP7718以获得低输入 Ibias 高 GBP 解决方案-这是某种类型的解决方案。

V SOURCE 已知。 我要尝试使用该电路测量非常高的电阻。

例如、如果 V 为10V、我想测量1gohm 至100kohm 范围内的电阻、即10nA 至100uA 范围内的电流。 因此、在这种情况下、我知道 V=10V、我将放大器的输出馈入 ADC、然后我将能够计算线路中存在的电阻。 因此、V 已知、I 被测量、因此 R 被计算。

感谢您的耐心、希望我们能为我的问题找到解决方案。

此致、

Sufyan Khan

您好、Sufyan、

正如 Micheal 提到的、您的解决方案无法在典型的跨阻配置中完成。 我要将此主题移至我们的电流感应组、因为他们可能拥有适合此应用的部件或设计。  

最棒的

Hasan Babiker

您好、Sufyan、

由于电流较低、电流感应组没有适合您所需产品的产品。 分压器解决方案是否适合您、如下所示？

如果是、我可以帮助您找到要使用的放大器和电阻器值。  

最棒的

Hasan Babiker

您好 Hasan、

感谢您的回答。

实际上、我已经为该应用实现了分压器电路、并且对跨阻实现更感兴趣。 我已经使用 OPA380提出了连接电路。

电路说明：R1 =负载电阻(待测量)、R2 =反馈电阻、VS1 = R1的电压输入、VS2 =电源电压。

该图表明 R1在1到100Mohms 之间变化、并绘制 OPA380的输出。 如您所见、输出在50Mohms 后达到饱和、ADC 很难准确测量电压的微小差异。 您能否建议对电路进行任何修改、以便 能够解决较高电阻值下的饱和问题。

谢谢、此致、

Sufyan Khan

您好、Sufyan、

我不建议使用此电路。 您使用的放大器的同相增益为1 + R2/R1、具有恒定直流输入。 您可以看到、当 R1的值较小时、您会尝试实现放大器无法提供的增益、并且会对输出进行过驱动。 当您开始尝试测量较大的值时、您可以看到增益仅饱和为1、因为您的 R2/R1项对您的电路的影响较小。 无论您将什么用于反馈电阻、情况都是如此、因为增大电阻值只会在 R1的较低电阻下使器件进一步饱和、并且尝试使 R2增大、会使您的输出在上提前达到1V。  

在电路功能之外、使用如此大的电阻器将为您提供足够的噪声、从而难以测量精确的电压。 这将是放大器的电阻器噪声和电流噪声的组合。 您的偏置电流在直流精度方面也不会有所帮助。

为了设置跨阻配置、您需要使用合适的电流源作为输入(例如光电二极管)。 以这种方式使用它并不等效。

最棒的

Hasan Babiker

对延迟答复表示歉意。 我将仔细查看文档和仿真文件、并尽早返回给您。 我衷心感谢这项努力，如果有任何疑问，我将很快答复。

谢谢、

Sufyan Khan