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兼顾高精度与大量程的低位电流采样放大电路

本经验用仿真的办法演示如何搭建一个高精度和大量程的电流采样电路。测量范围0.001a到2a测量精度优于1ma使用正弦波检测电路的失真。关于波形检验,最后再说
工具/原料

multisim12中文版

方法/步骤
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单击图片可以查看大图。   1 :根据电流采样的需要设计放大电路电流采样0.001a到2a采样电阻0.01R/2w2:计算采样电阻的压降VL=0.01*0.001=0.00001V=10UV=0.01MVVH=0.01*2=0.02V使用5v电源的adc,那么adc满量程=5v对于目前情况,一般单片机集成10bitadc,则分辨率为5/(2的10次方)=2/1024=4.883mv对于第二步计算的1ma压降,放大4.883/0.01=488.3倍才可以得到4.883mv的电压,才能被adc捕捉到,此处我们选择放大500倍,单级运放放大倍数不要超过100倍,否则,会不稳定。所以此处选择20*25倍的两级放大。对于0.02v的电压,放大500=10v,超过adc的量程,选择250倍放大。为了省事,拿笔随便画一下示意图。两级反相 输出为正。

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单击图片可以查看大图。  增益为Rf1/R1,平衡电阻R11=Rf1//R1(Rf1并R1的值)Rf1计算为20kR1=1kR11使用精密电位器,用来调节运放输出的0位第二级放大原理相同。

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单击图片可以查看大图。  开始使用仿真软件搭建仿真电路,设置恒流源的电流=0a使第一级放大20倍,输出=0v,第二级放大25倍输出=0v当然,不可能绝对=0,只能尽可能的接近。

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单击图片可以查看大图。  第一级放大250倍恒流源输出1ma,可以看到,采样电阻10uv,第一级放大100.992/10=10.992倍,约等于101,误差在接受范围之内输出2.435v

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单击图片可以查看大图。  第一级放大500倍恒流源输出1ma,可以看到,采样电阻10uv,第一级放大210.961/10约等于21倍,误差在接受范围之内

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