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[参考译文] LM358A:如何连接/测量 LM358/CC3220MODSF12MOBR 的分流电压

Guru**** 1091470 points
Other Parts Discussed in Thread: LM358, LM358A, TLV9062, LMV358A, TLV9002, LM7705
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1184327/lm358a-how-to-connect-measure-shunt-voltage-from-lm358-cc3220modsf12mobr

器件型号:LM358A
主题中讨论的其他器件:LM358TLV9062LMV358ATLV9002LM7705

您好!

我们使用 CC3220MODSF12MBR 和 LM358AIDR 来读取模拟电压、工作正常。

现在、我们必须使用分流电阻器测量直流电流。 我的问题是、我们能否像原理图中的分流端 A 到 AIN1以及分流端 B 到 AGND1那样直接将分流电阻器连接到所连接的电路? 或者需要其他电路/转换器? 请提供建议。 分流输出为0-75mV。

2.还需确认、一般而言、我们可以通过此原理图/LM358AIDR 实现的精度是多少?  

我们可以通过该电路测量的最小电压是多少?

谢谢、此致、

Naveen K  

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    嗨、Naveen、

    这两个连接之间的区别在于、情况1是低侧电流感应、而情况2是高侧电流感应。 我在下面添加了一个博客、对这两者进行了比较。

    在您的情况下、使用 LM358时、输入端的共模电压扩展到 V-、因此它将在低侧电流感应中表现更佳(情况1)。   

    https://e2e.ti.com/blogs_/b/analoguewire/posts/system-trade-offs-for-high-and-low-side-current-measurements 

    就精度而言、如果感测到0-75mV 的分流电压、则仅偏移电压一项在整个温度范围内的最大值为5mV (误差为6.67%)。 如果您添加电阻器容差和电源容差、您 将看到额外的误差。

    我在下面的 模拟工程师运算放大器指导手册中包含了一个电路 、用于介绍如何设计低侧电流感应电路。 使用的运算放大器为 TLV9062、但您可以在考虑因素的情况下使用 LM358A。

    https://www.ti.com/lit/an/sboa285/sboa285.pdf 

    最棒的
    Jerry

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    您好、Jerry、

    感谢您提供信息。

    1、此处需要电压增益、还是我们可以根据电路仅使用电压跟随器(轨到轨)?

    精度5mV (6.67%)、平均值

       a)。 如果 OPAMP V+输入为75mV、则输出 VO 将为75mV±5mV ( 电阻容差和电源容差除外)、对吧?

       b)。 如果 OPAMP V+输入为3V、则输出 VO 将为3V±0.2V ( 电阻容差和电源容差除外)、对吧?

    我们在运算放大器的输入侧使用两个电阻器(1k Ω 和150Ohm)、在输出侧使用两个电阻器(1k Ω 和1k Ω)作为分压 器          1%容差。 我们可以预期额外的1%+1%容差? 或者我们如何计算额外误差?

    4.供应容差是指? VCC 将为3.3±0.2V、但输入到输出将是线性(轨到轨)、对吧? 电源电压对精度有何影响? 请提供建议。

    谢谢、此致、

    Naveen K

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    您好、Jerry、

    我们能给您提供建议吗?

    1、此处需要电压增益、还是我们可以根据电路仅使用电压跟随器(轨到轨)?

    精度5mV (6.67%)、平均值

       a)。 如果 OPAMP V+输入为75mV、则输出 VO 将为75mV±5mV ( 电阻容差和电源容差除外)、对吧?

       b)。 如果 OPAMP V+输入为3V、则输出 VO 将为3V±0.2V ( 电阻容差和电源容差除外)、对吧?

    我们在运算放大器的输入侧使用两个电阻器(1k Ω 和150Ohm)、在输出侧使用两个电阻器(1k Ω 和1k Ω)作为分压 器          1%容差。 我们可以预期额外的1%+1%容差? 或者我们如何计算额外误差?

    4.供应容差是指? VCC 将为3.3±0.2V、但输入到输出将是线性(轨到轨)、对吧? 电源电压对精度有何影响? 请提供建议。

    谢谢、此致、

    Naveen K

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    Naveen、

    当输入电压为75mV 时、给出了5%的值。 最大失调电压将以输入为基准、因此、如果电路具有增益、失调电压也将乘以增益。

    如果您的输入信号较大、但电路保持单位增益、例如3V 输入。 您的失调电压不会增加、误差将为3V/5mV、即0.167%。

    1、电压增益不会修正失调电压误差、您的失调电压乘以增益。

    2mV 表示最大偏移为5mV。 如果输入信号为75mV、则误差为5%。 如果输入信号为3V、则误差为0.167%

    3.您从电阻器中看到的最坏情况容差为4%,但实际上您会看到更低的误差

    电源容差意味着如果电源上存在纹波、您可能会看到一些纹波传递到器件的输出端。 这是通过 PSRR 电源抑制测得的。 如果您的电源稳定且纹波极小、则除非您进行精确测量、否则不应担心这一点。 如果电源上有较大的纹波、您可以更改电源、更改去耦电容器或将运算放大器更改为具有更好 PSRR 的器件。

    最棒的
    Jerry

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    您好、Jerry、

    感谢您提供信息。

    1、为了实现精确的测量和精度、我们需要考虑更高的 PSSR 和校准、如果我们考虑单位增益放大器、会更好、对吧?

    2、 我们的电源电压借助 单位增益放大器保持稳定。 我们如何改进失调电压误差和额外误差(电阻器/电源容差)? 仅通过软件/硬件预设中的校准?

     3. LMV358AIDR 和 TLV9002IDR 用于测量和提供输出的最小输入灵敏度是多少?  比如、我们可以使用  LMV358AIDR 或 TLV9002IDR 测量1mV?

    正如我们所说的、我们正在使用 CC3220MODSF12MOBR、要测量的模拟引脚的最小输入灵敏度是多少?  比如、我们可以测量1mV、或者可以从 CC3220MODSF12MOBR 模拟端口测量多少最小电压?

    谢谢、此致、

    Naveen K

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    嗨、Naveen、

    1. 如果您不想进行校准、那么您的主要误差源将是您的运算放大器失调电压和电阻器容差。
      如果您在时间0校准偏移、那么您的主要误差源将是您的温漂和随时间变化的漂移。 漂移误差无法校准、因为漂移的行为不一致。 有关随时间变化的班次的更多说明 、请单击此处
    2. 可以通过校准或使用更精确的运算放大器来改善失调电压误差。
    3. 通过查看输入共模电压和输出电压线性范围并取较小的值、可以找到最小输入灵敏度。 您的线性输出电压范围可在开环增益规格中找到。 由于您处于单位增益状态、虽然您的有效输入为1mV、但由于您的线性输出电压范围、您的输出不会达到1mV。
      对于 LMV358A:


      对于 TLV9002:


      根据这些图像、输出的线性工作范围可达到相对于电源轨约50mV 的水平。
    4. 最低有效位是 ADC 的全范围电压除以位数。 CC3220具有一个12位 ADC、最大输入电压为1.5V、因此您的最低有效位为1.5V/(2^12)= 0.3mV。  

    最棒的
    Jerry

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    您好、Jerry、

    感谢您提供信息。

    1."根据图像、输出的线性工作范围可达到相对于电源轨约50mV 的水平。"

    是的,对于 VS=3.3V 和 V--=0V 的电压跟随器,我们只能测量50mV 到3.25V 的输入电压范围,对吧?

    2.如果我们要测量1mV 输入电压、那么我们必须使用增益放大器、对吧?

    3.在预分频 放大器中、可以在 最小 线性输出电压范围内测量的最小电压是多少? 还建议使用与  LM358AIDR 引脚兼容的预分频放大器。

    谢谢、此致、

    Naveen K

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    您好、Naveen、

    当接近信号接地时、通常可以通过使用一个小负电源电压来避免不必要的输入和输出饱和效应。 例如、LM7705专为此类应用而设计。

    Kai