差动放大器vs.电流检测放大器
利用电流检测放大器AD8210和差动放大器AD8274实现高电压、高精度电流检测和输出电平转换
利用电流检测放大器AD8210和差动放大器AD8274实现高电压、高精度电流检测和输出电平转换电流监控功能在电源管理、电磁阀控制和电机控制等许多应用中非常关键。
在负载的高端监控电流，就可以实现精确的电流检测和诊断保护，防止对地(GND)短路。
AD8210 等集成器件可提供高电压接口，并能够在分流电阻上进行双向电流监控，从而简化高端电流监控。
它具有高共模抑制(CMR)特性和出色的温度性能，可在应用中实现最佳精度。
该器件放大经分流电阻流至负载的电流，并提供以地为参考、与负载电流成比例的输出电压。
在采用双电源的应用中，AD8210的输出可以驱动 AD8274等精密、低失真差动放大器，。
AD8274可提供额外增益，并以所需的输出共模电压为中心实现AD8210输出电平转换，这有利于与使用双电源的其它电路元件实现接口。
精密基准电压源 AD780 提供2.5 V基准电压，使AD8210能够执行双向电流监控，同时为AD8274的电平转换功能提供基准电压。
图1. 利用AD8210、AD8274和AD780实现电流检测并以GND为中心进行电平转换（原理示意图：未显示去耦和所有连接）放大电路描述流至负载的电流流经电阻RSHUNT。
该电阻上的电压由AD8210以20 V/V的增益放大。
AD8210可以承受−2 V至+65 V范围内的输入共模电压。
它还具有高共模抑制(CMR)特性，即使存在PWM共模信号也能监控电流，例如监控H-桥配置中受驱动电机的相位电流。
图2显示监控PWM电机电流时的典型波形，图3显示电路过载特征。
图2. AD8210输出电压与负载电流成比例，AD8274对AD8210进行输出电平转换放大图3. 过载条件下AD8210和AD8274的输出电压放大AD8210输出与分流电阻上的电流成比例，其传递函数如下：AD8210输出偏置2.5 V，将两个 VREF 引脚与2.5 V精密基准电压源AD780相连即可实现。
通过利用差动放大器与电流检测放大器执行高边电流检测功能
通过利用差动放大器与电流检测放大器执行高边电流检测功能在许多应用中都需要精确的高端电流检测，包括电机控制，电磁阀控制和电源管理（例如，DC-DC转换器和电池监控）。
在这些应用中，高端电流监测- 而不是返回- 可以提高诊断能力，例如确定接地短路和连续监测再循环二极管电流- 并通过避免引入来保持接地路径的完整性分流电阻。
图1,2和3描述了用于电磁阀和电机控制的典型高侧电流分流配置。
在上面显示的所有配置中，分流电阻上的脉冲宽度调制（PWM）共模电压- 监视负载电流- 从整个范围从地面到电池摆动。
该PWM输入信号将具有由功率级到FET的控制信号建立的周期，频率和上升/下降时间。
因此，监测分流电阻两端电压的差分测量电路需要非常高的共模抑制和高压处理能力的严格组合，以及高增益，高精度和低偏移- 所有这些都是为了提供负载电流值的真实表示。
在使用单个控制FET的电磁阀控制（图1）中，电流始终以相同方向流动，因此单向电流传感器就足够了。
在电机控制配置中（图2和图3），将分流器置于电机相位意味着分流电阻器中的电流可以双向流动;因此，双向电流传感器是必要的。
研究高端电流检测功能选择的设计人员将从许多半导体供应商那里找到各种选择。
然而，一个关键的发现是，这些集成电路器件中的选择可以根据两种截然不同的高压架构进行分类：电流检测放大器和差分放大器我们将在这里确定并解释这些架构之间的一些关键差异，以帮助需要高端电流检测的设计人员选择最适合应用的器件。
我们将比较两个高压部件，AD8206双向差动放大器和AD8210双向电流检测放大器。
两款器件均提供相同的引脚排列，均可执行高端电流分流监控，但其规格和架构不同。
那么，如何考虑哪种设备最适合应用？工作原理。
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第一节差动放大电路
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.1.1 差动放大电路的基本结构 差动放大电路如图３-１所示。
图3-2中可以算出差模输入电阻为: Rid＝２(ｒbe+Rb) 输出电阻为： Rο＝２RC
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.3 共模输入信号与共模抑制比ＫCMR
在差动放大器两输入端同时输入一对极性相同、幅度相 同的信号称为共模输入方式。定义共模信号uic为两个输入信 号的算术平均值，即：
uic
ui1
差动放大电路及集成运算放大器
因此，其差模电压放大倍数为：
Aud
uo uid
Rc
Rb rbe
上式说明，该电压放大倍数与单管共射放大电路的电压
放大倍数相等。
这里我们用两套电路的元件实现的电压放大倍数和一套 电路相同。但该电路具有很好的超低频性能和很强的抑制零 点漂移的能力，这个问题下面还要详细讨论。
uo uo1 uo2 2uo1
差动放大电路及集成运算放大器
由图3-2可以计算出VT1、VT2的输出电压分别为：
VT1的输出电压：
uo1
Rcuid
2(Rb rbe )
VT2的输出电压：
uo 2
Rcuid
2(Rb rbe )
则差动放大电路的双端输出电压为：
uo
uo1
uo2
RCuid
Rb rbe
在一些超低频及直流放大电路中，级间耦合必须采用直 接耦合方式。直接耦合电路既能放大交流信号又能放大直流 信号，具有相当好的低频特性，所以又常称为直流放大器。 但由于其内部各级电路的静态工作点相互影响,给电路设计 和调整带来诸多不便。
NTC热敏电阻检测方法
NTC热敏电阻检测方法NTC热敏电阻是一种常见的温度传感器，它的电阻随温度的变化而变化。
在实际应用中，我们需要通过其中一种方式来对NTC热敏电阻进行检测，以获取当前的温度值。
接下来，我将介绍几种常用的NTC热敏电阻检测方法。
方法一：电桥法电桥法是一种常用的测量NTC热敏电阻的方法。
电桥由四个电阻组成，包括待测的NTC电阻和三个已知电阻。
通过调节电桥电阻的比例，使得电桥平衡，即电桥两端的电压为零。
此时，我们可以根据电桥电阻的比例关系得到NTC电阻的实际值。
方法二：差动放大器法差动放大器法是一种利用差动放大器进行NTC热敏电阻检测的方法。
差动放大器对输入信号进行放大并进行差分运算，输出差分电压。
通过连接一个可变电阻和NTC热敏电阻在差动放大器的非反馈输入端，我们可以通过调节可变电阻的阻值，使得输出差分电压为零。
此时，我们可以根据可变电阻的阻值得到NTC电阻的实际值。
方法三：数字递增法数字递增法是一种通过递增电流来检测NTC热敏电阻的方法。
首先，我们通过一个固定电压源和一个电阻，将电流通过NTC电阻。
然后，我们逐步增加电流的大小，记录每个电流下的电压值。
最后，根据温度-电阻曲线和测得的电压值，我们可以计算出NTC电阻的实际温度。
方法四：串联电阻法串联电阻法是一种利用串联电阻进行NTC热敏电阻测量的方法。
我们将一个已知电阻和NTC热敏电阻串联，然后将串联电阻连接到一个稳压电源。
通过测量串联电阻的电压，我们可以根据已知电阻的阻值计算出NTC电阻的实际阻值，并据此推算出温度值。
方法五：自校准法自校准法是一种基于热敏电阻电阻随温度变化规律的方法。
通过在不同温度下测量NTC电阻的电阻值，我们可以建立温度-电阻曲线。
然后，我们根据这个曲线，通过测量NTC电阻的电阻值，来计算出当前的温度值。
综上所述，NTC热敏电阻的检测可以通过电桥法、差动放大器法、数字递增法、串联电阻法和自校准法等方法进行。
根据具体应用情况和需求，选择合适的方法来进行NTC热敏电阻的检测，可以有效地获取当前的温度值。
电流检测放大器是一种特殊用途集成电路差分放大器
电流检测放大器是一种特殊用途集成电路差分放大器在便携式、物联网和汽车设备及系统中，线路或电池供电的电子设备需要通过监控电源电流来控制配电，因此电源完整性和控制功能至关重要。
电流检测是延长电池寿命、防止过流情况、监控接地故障和优化电源控制的关键。
问题是需要在高共模电压下进行精确测量。
电流检测放大器(CSA) 或分流监控器是专为执行此类关键测量而设计的差分放大器IC。
电流测量的基本原理是将串联分流电阻器用作电流传感器，然后计算其上的电压降。
这些分流器和相关电流检测放大器的选择与放置对于正确配电和高效率运行至关重要。
本文将说明如何根据精度要求和成本来选择分流器和电流检测放大器。
电阻器电流检测测量电流的最简单方法是插入一个小电阻器（也称为分流器）与待测电流串联。
测量电流检测电阻两端的电压，然后根据已知电阻值，利用欧姆定律计算电流。
该方法具有简单、低成本和线性的优点。
电流检测电阻的选择必须关注电阻器精度、电阻温度系数(TCR) 和额定功率。
对于给定电流值，电阻值决定电阻两端的电压降。
它还决定检测电阻的功耗。
一般而言，检测电阻值远小于 1 Ω。
市场上有专用电阻器用于这种应用。
这些电阻器采用板、箔或膜形式的金属元件，或采用沉积的薄膜或厚膜混合元件。
金属表面贴装分流电阻器的示例之一是 Ohmite MCS3264R005FEZR 电流检测电阻（图1）。
该表面贴装器件(SMD) 是一款双端子、5 mΩ电阻器，额定功率为2 W，TCR 为50 ppm/°C。
图1：Ohmite MCS3264R005FEZR 是一款金属表面贴装5 mΩ分流电阻器。
（图片来源：Ohmite）分流电阻器也有四端子（开尔文）配置。
在开尔文连接中，电流供应给一对源连接端子。
另外两个检测连接（电压引线）紧邻分流电阻。
电压引线的放置避免了与源极引线或触头相关的电压降。
几乎没有电流流向测量仪表，因此检测引线中的电压降可忽略不计。
差动放大电路与功率放大电路
差动放大电路与功率放大电路1. 差动放大电路简介差动放大电路是一种常见的放大电路，常用于信号放大和差分信号的增强。
差动放大电路通常由两个输入端口和一个输出端口组成，在输入端口上接入两个相同但相位相反的信号，通过放大电路增强这两个信号，并输出差分信号。
差动放大电路具有以下几个特点：•具有很高的共模抑制比。
因为在差动放大电路中，共模信号会被差动放大器进行抑制，只有差分信号能够被放大。
这使得差动放大电路在抵抗噪声和干扰方面有很好的表现。
•具有高增益。
差动放大电路能够对输入信号进行放大，从而增加信号的幅度。
这对于需要放大信号的应用非常重要。
2. 差动放大电路的结构和原理差动放大电路可以由多种电子元件实现，其中最常见的是使用差动放大器。
差动放大器一般由两个晶体管、两个电阻和一个负反馈网络组成。
其基本结构如下：差动放大电路结构示意图：差动放大电路的工作原理如下：•两个输入端口分别接入相同但相位相反的信号，这样可以在两个输入端口形成差分信号。
差分信号可以通过晶体管进行放大。
•信号经过晶体管放大后，输出端口将输出放大后的差分信号。
在差动放大电路中，负反馈网络起到了平衡差分信号、提升共模抑制比以及调整放大倍数的作用。
负反馈网络一般由电阻和电容组成，并与晶体管的集电极或基极相连。
3. 功率放大电路简介功率放大电路是一种专门用于放大低功率信号至高功率信号的电路。
功率放大电路常用于音频放大、射频放大等应用中。
与差动放大电路不同，功率放大电路主要注重放大高功率信号，并且在电路设计上对功率放大的稳定性和效率有更高的要求。
4. 功率放大电路的结构和原理功率放大电路也可以由多种电子元件实现，常见的有晶体管功率放大电路和集成功率放大电路。
其中晶体管功率放大电路是最常见的一种，它根据不同的输入信号形式可以分为A、B、AB、C类等不同类型。
晶体管功率放大电路的基本结构如下：晶体管功率放大电路结构示意图：晶体管功率放大电路的工作原理如下：•输入信号经过预放大电路进行初步放大，然后输入到功放电路中。
差动放大电路与集成运算放大器基础知识讲解
（2）电路采用正负双电源供电。
图3.1 典型基本差动放大电路
2.差动放大电路抑制零点漂移的原理
由于电路的对称性，温度的变化对VT1、 VT2两管组成的左右两个放大电路的影响 是一致的，相当于给两个放大电路同时加 入了大小和极性完全相同的输入信号。因 此，在电路完全对称的情况下，两管的集 电极电位始终相同，差动放大电路的输出 为零，不会出现普通直接耦合放大电路中 的漂移电压，可见，差动放大电路利用电 路对称性抑制了零点漂移现象。
1.单端输入
单端输入和双端输入并没有本质的区 别，可以直接利用双端输入时的公式进行 计算。
2.单端输出
单端输出的输出信号可以取自 VT1或 VT2的集电极。
（1）单端输出时的差模电压放大倍数Aud1 （2）单端输出时的共模电压放大倍数Auc1 （3）单端输出时的共模抑制比KCMR （4）单端输出时差动放大电路的输出电阻rod
输入失调电流温漂ΔIIO/ΔT 6.共模抑制比KCMR 7.差模输入电阻rid 8.输出电阻rod
3.2.3 集成运算放大器使用 中的几个具体问题
1.集成运放的选择 （1）信号源的性质 （2）负载的性质 （3）精度要求 （4）环境条件
2.集成运放参数的测试
以μA741为例，其管脚排列如图3.14(a) 所示。其中2脚为反相输入端，3脚为同相 输入端，7脚接正电源15V，4脚接负电源15V，6脚为输出端，1脚和5脚之间应接调 零电位器。μA741的开环电压增益Aud约为 94dB(5×104倍)。
3.1.2 差动放大电路的基本形式
差动放大电路是一种具有两个输入端且 电路结构对称的放大电路，其基本特点是只 有两个输入端的输入信号间有差值时才能进 行放大，即差动放大电路放大的是两个输入 信号的差，所以称为差动放大电路。
常见模拟量信的检测方法
常见模拟量信的检测方法常见的模拟量信号检测方法有以下几种：1.电位差检测法：利用电位差测量原理，通过测量电路两个节点之间的电压差来间接测量模拟量信号的数值。
这种方法简单、可靠，广泛应用于工业自动化领域。
2.桥式检测法：利用变阻器、电容器等元件组成桥路，通过调节桥路的平衡来测量模拟量信号的数值。
桥式检测法具有高精度、高稳定性的特点，在精密测量领域得到广泛应用。
3.电流/电压变送器检测法：将模拟量信号转换为电流或电压信号，并通过相应的电流/电压变送器进行测量和传输。
这种方法适用于长距离传输、抗干扰性强的场合。
4.放大器检测法：通过采用不同类型的放大器，将模拟量信号放大后，进行测量和判断。
常见的放大器有运算放大器、差动放大器等。
这种方法具有灵活性高、适应性强的特点。
5.数字转模拟转换方法：采用数字到模拟转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号，并通过测量模拟信号的数值来判断模拟量信号的数值。
这种方法适用于数字信号处理系统中。
6.双积分检测法：通过对模拟量信号进行双积分运算，得到信号的振幅和相位信息，并通过测量来判断模拟量信号的数值。
这种方法适用于低频、小幅度信号的测量。
7.微波干涉检测法：利用微波信号经过干涉后产生的相位差来测量模拟量信号的值。
这种方法适用于高频、大幅度信号的测量。
8.光学检测法：利用光学传感器、光电二极管等光学元件进行测量和判断。
光学检测法具有非接触式、高精度等特点，在一些应用领域得到广泛应用。
这些模拟量信号检测方法在工业自动化、通信、医疗设备等领域都得到了广泛的应用。
不同方法适用于不同的信号特性和测量要求，选择合适的检测方法可以提高测量的准确性和稳定性。
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差动放大器vs.电流检测放大器
在电机控制、电磁阀控制以及电源管理（如直流-直流转换器与电池监控）等诸多应用中，高精度的高端电流检测都是必需的。
在这种应用中，对高端电流而非回路电流进行监控，可以提高诊断能力，如确定对地短路电流以及连续监控回流二级管电流，避免使用取样电阻，能保持接地的完整性。
图1、图2和图3分别给出电磁阀控制及电机控制的典型高端电流取样配置。
图1. 典型电磁阀控制中的高端检测
图2. 典型H桥电机控制中的高端检测。