下面介紹兩種IA應(yīng)用,一種是比例橋電路,另一種是低邊電流檢測(cè)放大器。
1.比例橋
比例橋是標(biāo)準(zhǔn)橋測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)變種,它能提供同樣高的精度,但成本更低。成本低的原因是比例橋不需要用高精度的參考源驅(qū)動(dòng)橋和ADC參考輸入,一個(gè)“自由”但相對(duì)精度不高的高ppm/℃參考信號(hào)源就可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋和ADC。
眾所周知,即使具有“軌到軌”輸出的運(yùn)放在驅(qū)動(dòng)其輸出到數(shù)百毫伏的任一電壓軌時(shí)也很難保持大精度。因此,對(duì)具有高動(dòng)態(tài)范圍和單極信號(hào)輸入的放大器來(lái)說(shuō),有必要將輸出偏置在大于地電平約250mV左右。這種偏置電壓需要驅(qū)動(dòng)電阻鏈的一端,因此必須加入低輸出阻抗的緩沖器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),以免引入不必要的增益誤差。為盡量減小輸出誤差,這種單位增益運(yùn)放緩沖器也應(yīng)具有低直流偏移和低漂移特性。
MAX4208儀表放大器在小型μMAX封裝內(nèi)集成了一個(gè)高精度的零漂移運(yùn)放緩沖器和一個(gè)2gm的間接電流反饋IA,其中的緩沖器允許用一個(gè)簡(jiǎn)單的外接電阻分壓器建立穩(wěn)定、與ADC參考電壓成比例關(guān)系的偏置參考電壓。該緩沖器還能驅(qū)動(dòng)差分輸入ADC的一個(gè)輸入端。IA內(nèi)部的斬波-斬波-穩(wěn)定架構(gòu)可以同時(shí)消除主(前向)和反饋通道中運(yùn)放緩沖器和放大器的粉色噪聲效應(yīng)。此外,MAX4208還具有對(duì)功率敏感應(yīng)用非常有用的斷電模式。
2.完美的電流檢測(cè)
如今的便攜式電子設(shè)備對(duì)有效功率管理的需求越來(lái)越大,這重新引起了人們對(duì)電流檢測(cè)放大器的興趣。地電平檢測(cè)IA可以用作存儲(chǔ)器模塊或微處理器的內(nèi)核電壓路徑中的高邊電流檢測(cè)放大器(圖4),也可以用作H橋功率電子轉(zhuǎn)換器反饋路徑中的低邊電流檢測(cè)放大器。
為檢測(cè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的大電流,可以將地電平檢測(cè)IA用作內(nèi)核電壓路徑中的高邊電流檢測(cè)放大器。
這些應(yīng)用中的電流特別高(有時(shí)接近90A),因此檢測(cè)電壓必須非常小才能避免在檢測(cè)電阻上產(chǎn)生過(guò)多的功率損失。通常,這個(gè)檢測(cè)電阻可能是電源功率電感本身的ESR。為讀取這個(gè)很小的檢測(cè)電壓,輸入偏移電壓與將被高精度放大的小檢測(cè)電壓(即小負(fù)載電流)相比必須非常小。
計(jì)算機(jī)硬件的內(nèi)核電壓可能在0.9到1.5V范圍內(nèi)變化,因此這種很小的檢測(cè)電壓必須在很低且不斷變化的共模電壓環(huán)境下測(cè)量。諸如MAX4208這樣具有低VOS、高CMRR且架構(gòu)針對(duì)單電源應(yīng)用專(zhuān)門(mén)優(yōu)化過(guò)的IA就非常適合這種應(yīng)用場(chǎng)合。