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《运算放大器参数解析与ltspice应用仿真》是2021年人民邮电出版社出版的图书，本书在阐述运算放大器原理的基础上，逐一讨论运算放大器参数的应用，并介绍了LTspice的基本使用方法。 本书在阐述运算放大器原理的基础上，逐一讨论运算放大器参数的应用，并介绍了LTspice的基本使用方法。笔者从支持过的600余例项目中，精选取10余项具有代表性的放大器设计案例，从工程师设计的角度深入分析参数的应用，并配合50余例LTspice仿真电路，用实际运算放大器的模型验证参数的特性。 本书第一章是基础内容，介绍理想放大器的特性，放大器的种类、使用原则，以及放大器基础电路和电路分析方法。第二章参考实际放大器的数据手册，使用超大篇幅解析全部参数的意义、注意事项，并配合精典案例和仿真电路，帮助读者全面理解参数的意义与运用。第三章介绍了仪表放大器、跨阻放大器、全差分放大器、电流检测放大器的使用注意事项和辅助设计工具。第四章介绍模拟电路系统设计，包括电源、传感器简介、放大器误差分析，滤波器设计和相应的辅助工具等。第五章介绍LTspice的基本使用方法。 第 1章　运算放大器基础 1 1.1　运算放大器概述　1 1.2　理想放大器　1 1.3　放大器的基本组成　2 1.4　放大器分类　2 1.5　放大器反馈方式　3 1.5.1　正反馈——施密特触发器　3 1.5.2　负反馈——输入端“虚短、虚断” 特性　5 1.6　电路分析基础　5 1.6.1　基尔霍夫定律　5 1.6.2　叠加定律　5 1.6.3　戴维南定理　6 1.7　运算放大器基础电路　6 1.7.1　反相放大电路　6 1.7.2　同相放大电路　8 1.7.3　求和电路　9 1.7.4　积分电路　10 1.7.5　微分电路　12 1.7.6　差动放大电路　13 第　2章 放大器参数解析　15 2.1　放大器数据手册概述　15 2.2　失调电压与漂移　18 2.2.1　失调电压案例分析　18 2.2.2　失调电压定义　20 2.2.3　失调电压产生原因　21 2.2.4　失调电压漂移定义　23 2.2.5　失调电压测量与仿真　25 2.2.6　失调电压处理方法　25 2.2.7　噪声增益评估输出失调电压　27 2.3　偏置电流与失调电流　28 2.3.1　偏置电流与失调电流的定义　28 2.3.2　偏置电流案例分析　29 2.3.3　偏置电流产生的原因　31 2.3.4　偏置电流、失调电流的测量与仿真　32 2.3.5　偏置电流处理方法　35 2.3.6　放大器的总失调电压　35 2.4　共模抑制比　36 2.4.1　共模抑制比定义及影响　36 2.4.2　共模抑制比案例分析　37 2.4.3　影响放大器共模抑制比的因素　39 2.4.4　电路共模抑制比与电阻误差　41 2.4.5　电路共模抑制比与信号源阻抗　42 2.4.6　共模抑制比测量方法　43 2.4.7　单位——分贝　46 2.5　电源抑制比　46 2.5.1　电源抑制比定义及特性　47 2.5.2　电源抑制比测量与仿真　48 2.5.3　提高电源抑制比方法　50 2.6　开环增益　50 2.6.1　开环增益与大信号电压增益定义　50 2.6.2　开环增益仿真　51 2.6.3　开环增益与线性度　52 2.7　电压噪声与电流噪声　53 2.7.1　统计学基础　53 2.7.2　噪声密度与带宽　55 2.7.3　半导体噪声类型与计算　56 2.7.4　放大电路总噪声的评估与仿真　57 2.7.5　放大器噪声评估案例　61 2.8　增益带宽积　62 2.8.1　波特图与极点、零点介绍　63 2.8.2　增益带宽积与单位增益带宽定义　66 2.8.3　增益带宽积与闭环回路带宽分析　67 2.8.4　闭环回路带宽案例　68 2.9　相位裕度与增益裕度　71 2.9.1　相位裕度与增益裕度的定义　71 2.9.2　相位裕度与放大器稳定性原理分析　72 2.9.3　相位裕度与放大器稳定性仿真　76 2.10　压摆率与满功率带宽　79 2.10.1　压摆率与满功率带宽的定义　79 2.10.2　压摆率限制原因和影响因素　81 2.10.3　压摆率测试仿真　82 2.10.4　压摆率与满功率带宽案例分析　85 2.11　建立时间　86 2.11.1　建立时间定义　87 2.11.2　建立时间仿真　87 2.12　输入阻抗　89 2.12.1　放大器输入阻抗模型　89 2.12.2　输入电容对闭环回路带宽的 影响与仿真　91 2.13　输出阻抗　93 2.13.1　开环输出阻抗与闭环输出电阻区别　93 2.13.2　开环输出阻抗计算　94 2.14　容性负载驱动　96 2.14.1　容性负载驱动定义　96 2.14.2　容性负载对稳定性的影响　97 2.14.3　容性负载驱动的补偿方法与仿真　98 2.15　输入电压范围与输出电压范围　100 2.15.1　输入电压范围　100 2.15.2　高输出电压与低输出电压　101 2.15.3　轨到轨含义　102 2.16　总谐波失真与总谐波失真加噪声　103 2.16.1　总谐波失真与总谐波失真加 噪声的定义　103 2.16.2　总谐波失真加噪声影响因素　104 2.17　功耗　105 2.17.1　静态电流与静态功耗　106 2.17.2　短路电流、输出电流与输出级 晶体管功耗　107 2.18　多路放大器的通道隔离度　108 2.19　芯片热阻　109 2.20　额定值　109 第3章　专用放大器　111 3.1　仪表放大器　111 3.1.1　仪表放大器的定义与特性　111 3.1.2　仪表放大器有效工作配置　112 3.1.3　仪表放大器失调电压分析　115 3.1.4　仪表放大器噪声分析　117 3.1.5　仪表放大电路提高共模抑制比的 方法　118 3.2　跨阻放大器　120 3.2.1　跨阻放大器稳定性分析　120 3.2.2　跨阻放大器的PCB设计　123 3.3　全差分放大器　124 3.3.1　全差分放大器特点　124 3.3.2　全差分放大电路输入端配置　126 3.3.3　全差分放大电路噪声评估　129 3.4　电流检测放大器　130 3.4.1　低边测量方法　131 3.4.2　高边测量方法　131 第4章　模拟电路系统设计　133 4.1　电源设计　133 4.1.1　线性电源参数分析　133 4.1.2　开关电源设计方法　135 4.2　传感器类型简介　140 4.3　放大电路误差分析　141 4.3.1　单级放大电路总输出误差　141 4.3.2　多级放大电路直流误差分析　141 4.4　滤波器设计　144 4.4.1　系统噪声与滤波分析　144 4.4.2　Sallen-Key滤波器理论分析　145 4.4.3　有源低通滤波器设计工具　147 4.5　SAR型ADC驱动　148 4.5.1　SAR型ADC模型与驱动原理　149 4.5.2　SRA型ADC驱动辅助工具使用　151 4.5.3　LTspice仿真SAR型ADC驱动　152 第5章　LTspice使用基础　154 5.1　LTspice概述　154 5.2　LTspice界面介绍与控制面板　155 5.2.1　基础界面　155 5.2.2　控制面板　155 5.3　LTspice电路与符号设计　161 5.3.1　电路图绘制　161 5.3.2　层级电路设计　163 5.3.3　SPICE新模型导入　164 5.3.4　通用放大器模型　165 5.4　激励配置　166 5.4.1　直流信号与交流信号源　166 5.4.2　方波　166 5.4.3　正弦波　167 5.4.4　指数波　167 5.4.5　单频调频波　168 5.4.6　折线波　169 5.4.7　大数据量折线波　169 5.5　设置仿真指令　170 5.5.1　仿真指令编辑方式　170 5.5.2　.OPTIONS指令集　170 5.5.3　.STEP变量扫描　172 5.5.4　.PARAM自定义参数　172 5.5.5　.MEASURE测量指令　174 5.5.6　.FUNC自定义函数　176 5.5.7　.TEMP温度扫描　177 5.5.8　.NODEALIAS节点短路　177 5.5.9　.FOUR瞬态分析后傅里叶计算　178 5.5.10　.GLOBAL声明全局节点　178 5.5.11　.IC初始状态设定　178 5.5.12　.NODESET 直流分析初始设定　178 5.5.13　.NET交流分析中网络参数计算　178 5.5.14　.SAVEBIAS工作点保存　178 5.5.15　.LOADBIAS加载以前求解的瞬态 分析结果　179 5.5.16　.INCLUDE其他文件读取　179 5.5.17　.LIB库文件读取　179 5.5.18　.Model模型定义　179 5.5.19　.SAVE保存指定数据　179 5.6　仿真分析　180 5.6.1　仿真类别　180 5.6.2　瞬态分析　180 5.6.3　交流分析　181 5.6.4　DC SWEEP分析　181 5.6.5　噪声分析　182 5.6.6　直流小信号分析　182 5.6.7　静态工作点分析　183 5.7　波形观测　184 5.7.1　波形显示基本操作　184 5.7.2　波形曲线与显示栏调整　185 5.7.3　波形曲线运算处理　185 5.7.4　功率计算　186 5.7.5　FFT计算　186 参考文献　187 LTspice软件 最后，因为疫情，目前被隔离，书籍没有在一起，后期解封后在进行补充解读，谢谢。

集成运放的应用:滤波电路. 有低通,高通,带通,带阻滤波器 最简单的滤波电路,例如无源低通滤波电路 其波特图与 存在两个问题,一是低通时Au太小近似=1,二是在Au下降到70.7％后,频率下降的太慢.每十倍频下降10dB 我们理想的情况是,在下降到3dB出后,Au能近似=0. 为此引入运放,来增加Au和优化高频区特性. 一阶有源低通滤波器,把低通电路的输入接到运放同相输入端 无源低通滤波器工作时的Au被放大1+Rf/R1倍 为了提高高频区下降速率引入二阶低通滤波器 这里R3=R2=R阻值相同,C2=C1 根据m点的电流方程 Q叫做谐振回路品质因数,1/Q叫做阻尼系数 此时高频区以每10倍频/40分贝下降 由于下降得太快,要保证在接近截止频率的Au,特地在运放输入端引入正反馈以提高Au. 在接近fp时每一级相移不超过-45度,两级RC回路产生的相移不超过-90度,所以能保证输出还是正的.也保证正反馈的正常工作. Q的作用. 这是不同Q下的幅频特性 可见在fp处Au突然变大而且Q值越大,Au越变的越剧烈. 一般希望Q=1 所以在设置负反馈时要注意不能让RF=2R1,否则Q=∞. 高通滤波器 其中R3=R2=R C2=C1 当我们把低通滤波器里的JωCR换成1/JωCR,即可得到高通的波特图 同样的 带通滤波器 实际上就是一个,高通滤波器和低通滤波器的串联 fL 要求R4=R2;2*R3=R4;c1=c2 R3正反馈 同样可化的 Q越大选频特性越好. 通带宽度B=f2-f1=(3-Aup)fo=fo/Q 带阻滤波器 电路 高频时信号从C2,C1输入 低频时信号从R2,R4输入 中频时信号经R2,C3接地.没有输入 R2=R4=R R3=2R C2=C1=C; C3=2C 同样 fp=1/2πRC Aup=(1+RF/R1) 而 当f=fp时Au=0,具有带阻的功能 可见Q值越大,选频特性越好 阻带宽度B=f2-f1=2(2-Aup)fo=fo/Q 电压比较器 输入和阈值电压进行比较,大于或小于阈值电压,输出发生突变 1.过零比较器 阈值电压UT=0v 传输图像 一般我们想要控制电路的输出幅值,所以不会让输出达到最大值 一般是让负载和稳压管并联.当一个管子被击穿,另一个管子导通,输出被限幅.在输出还会加上限流电阻,以保护稳压管,并给它分压.图中没画. 下面计算时,一般忽略导通压降,默认UO=|Uz| 这样输出电压就控制在了Uo=+Uz/-Uz 由于同相输入端接地 我们可以用虚地U+=U-=0,实现同样的限幅功能 单限比较器 这种比较的优点是可以设置阈值电压 D1,D2限幅 ,UREF是设置电压 U-这个输入相对的阈值电压.UT=0; 根据叠加定理 当输出准备变化时,U-=0; 也就是说当 时,U-等于0,此时输出处于变化的临界状态. 把此事的输入电压叫做阈值电压. 可以看到阈值电压仅由Uerf和R1,R2决定. 滞回比较器 当输入的信号受到噪声,干扰时输入就会变化. 我们想要一种比较器能够高一定抗一定干扰. 当信号只沿一个方向变化时信号输出只变化一次 UREF是设置电压 为了保证参数对称R1=R2//RF R作用是限流的,D1,D2稳定输出电压 由虚短U+=U-; 也就是输入和U+比较 叠加定理 由于输出Uo可正可负. 所以UT也是变化的 设Uz<0时为UT- 0时UT+ UT+时,输出Uz<0,此时阈值电压为UT- UT-,反向输入端大于同相输入端,所以输出还是Uz- 输出不变. 同理输入Ui下降到小于UT-,输出Uz+,阈值电压变为UT+ 0,输出不变. ◬UT=UT+-UT-=2(RF)UT/(RF+R2) ◬UT称为门限宽度. 门限宽度与UERF无关,当改变它时,仅UT变化在坐标轴上左右平移. 双线比较器 输入接在两个单线比较器上 UR1,UR2是阈值电压 UR2 0 当Ui

如何测量运算放大器的输入电容以尽可能降低噪声 运算放大器被广泛用于各种电子电路中。它们用于小电压的放大，以进一步执行信号处理。烟雾探测器、光电二极管跨阻放大器、医疗器械，甚至工业控制系统等应用都需要尽可能低的运算放大器输入电容，因为这会影响噪声增益（Noise Gain），进而影响系统的稳定性，特别是具有高频率和高增益的系统。 【导读】 运算放大器 被广泛用于各种电子电路中。它们用于小电压的放大，以进一步执行信号处理。烟雾探测器、 光电二极管 跨阻放大器 、医疗器械，甚至工业控制系统等应用都需要尽可能低的运算放大器输入 电容 ，因为这会影响噪声增益（Noise Gain），进而影响系统的稳定性，特别是具有高频率和高增益的系统。 问题: 在测量运算放大器输入电容时，应关注哪些方面？ 答案: 必须确保测量精度不受PCB或测试装置的杂散电容和电感影响。您可以通过使用低电容探头、在PCB上使用短 连接线 ，并且避免在信号走线下大面积铺地来尽可能规避这些问题。 运算放大器被广泛用于各种电子电路中。它们用于小电压的放大，以进一步执行信号处理。烟雾探测器、光电二极管跨阻放大器、医疗器械，甚至工业控制系统等应用都需要尽可能低的运算放大器输入电容，因为这会影响噪声增益（Noise Gain），进而影响系统的稳定性，特别是具有高频率和高增益的系统。 为了尽可能提高相应电路的精度，我们需要知道运算放大器的输入电容的大小。但是，数据手册中通常不提供这一信息，所以需要单独确定。这可能很困难，因为在许多情况下，输入电容都只有几pF。 表1列出了几个不同的运算放大器示例，及其各自的输入电容值。 表1.不同的运算放大器及其输入电容值 如何确定输入电容 图1显示了确定运算放大器输入电容的一种简单方法，即增加一个 电阻 ，与运算放大器输入串联(R SERIES )。这会形成一阶 低通滤波器 ，其频率响应可由网络分析仪进行记录。我们可以根据频率响应计算出输入电容。电阻R SERIES 一般在10 kΩ至100 kΩ之间。 图1.在运算放大器输入端增加串联电阻之后，可以测量运算放大器的输入电容。 在记录频率响应时，必须确保测量精度不受PCB或测试设备的杂散电容和杂散电感影响。 为提高测量分辨率，应尽可能降低杂散电容。建议使用低电容(<1 pF) FET探头。 PCB对地电容应尽可能低，这可以通过确保信号走线和串联电阻下方没有接地层来实现。 此外，应使用尽可能短的线路和（电阻）引线，以规避额外的误差源，例如串联电感和寄生电感。 图2显示一种可能的测试配置，其中包含网络分析仪和功率分配器。 图2.用于确定运算放大器输入电容的测试设置。 功率分配器负责分割信号。信号1:1原样馈送至网络分析仪的输入端，在通过插入的低通 滤波器 之后，到达运算放大器的输入端。然后，网络分析仪根据这两个信号之间的差值产生频率响应。 要进行测量，需要确定杂散电容C ST RAY 。首先，对没有安装运算放大器的电路板应用该信号进行测量。根据得到的波特图，使用公式1计算C STRAY ： f 1 (–3 dB)是使用网络分析仪，在不带运算放大器时测量得出的–3 dB转角频率，R TH1 与插入的串联电阻(R SERIES )、输入端接电阻(50 Ω)和功率分配器（Thévenin同等产品）的50 Ω源阻抗成函数关系： 然后，将运算放大器安装到PCB上。 由于PCB的杂散电容与运算放大器的输入电容并联，所以在公式1中加入C IN ，如公式3所示： 其中，f 2 (–3 dB)是使用网络分析仪，在带有运算放大器时测量得出的–3 dB转角频率，R TH2 与插入的串联电阻、输入端接电阻(50 Ω)、功率分配器的输出电阻(50 Ω)，以及运算放大器(R CM )的共模输入阻抗成函数关系： 一般来说，对于具有CMOS输入的运算放大器，R SERIES << R CM 。所以，R TH2 ≈ R TH1 ，公式3可以改写成公式5： 然后，可以使用公式1和公式5确定运算放大器的输入电容。 买电子元器件现货上唯样商城 结论 运算放大器的输入电容是很难测量的。它通常只有几pF，并且测试设置中的寄生效应会扭曲测量结果。我们可以使用小型测试装置，以及由网络分析仪和功率分配器构成的适用测量设备轻松确定输入电容：首先，确定杂散电容（测试设置中的误差电容），然后，通过频率响应确定运算放大器电路的组合电容（误差电容和输入电容）。根据上述公式，可以计算运算放大器的实际输入电容。

这是增益最小时(1,8)什么也没接。 输入0..05v,输出1v 增益为20 这是增益为40时，(1,8)串联一个1.2kΩ，10uF的电容。 输入0.05v 输出大约2v 增益为40 这是输出最大时(1,8)接10uF的电容 输入0.05v输出4.5v，增益为90。 内部电路 A是差分式放大电路，并且Q1,Q2,Q3,Q4是PNP三极管，它们合成了PNP三极管，R4,R5为发射极电阻，差分式的ic由Q5,Q6两个NPN三极管组成的镜像电流源提供，并作为有源负载Rc增大输入级Au。 采用镜像电流源作为差分式的集电极电阻，并采用单端输出的方式，io=ic2-ic3；如果差分放大电路参数对称将得到两倍◬ic R1和R7提供差分输入的静态IBQ电流，由于阻值相同，所以基极电流相同。 B中间级由Q7这个NPN管完成输入信号的放大。它的ic7由电流源提供。 C是甲类互补对称式功放电路，其中复合管PNP是由Q8 PNP,Q9 NPN，完成原因是集成电路PNP管的β很小，而功放管需要很大的β值，因此用PNP和NPN复合。 2,3输入端 6电源端 4接地端 5输出端 1,8 是增益调节通过改变发射极电阻来实现输入Au的调节，由于Au是交流放大倍数，所以这里不能接纯电阻，通常接的是电容.1,8端是并联在R5上的。并联电路的总电阻小于每一个支路。因此交流时发射极电阻会减小 Q3,Q4的放大倍数类似于 所以当Q3,Q5的发射极电阻下降时，Au增大，◬ic3变化量增大，io=ic2-ic3增大。 这里是通过影响差分式输入级的Au，来调节运放的放大倍数。Q3的发射极存在电阻的最大值最小值近似等于0，所以1,8调节的运放增益是有限的， 1,8开路时，增益最小 1.8接上10uF的电容最大 此外输入级于输出级和输出级存在极间电压串联负反馈负反馈， 当输出级的Uo增大，通过R6，传递R5。 射极电位升高，基极电位不变，对于PNP,Ube增大，ib增大，ic3增大；io=ic2-ic3减小，至此送往中间级的输入信号减小，输出降低。 由于扬声器是感性负载，容易在运放中产生自激震荡，于是在5端加了 用对自激振荡所需的相位条件进行补偿。 7端是用于 用来滤除直流电源中的交流成分（因为直流电源在放大和反转的过程中有用到非线性的器件可能会产生交流成分） 连接一个旁路电容接地。

如何使用分流电阻测量电路电流 近年来，对使用电流测量技术的具有多功能以及高安全性的电子电路的需求日益增加。我们将在本文介绍一种使用分流电阻检测电流的方法，并实际运行该电流检测电路来查看其检测效果。 目录 ‧ 测量电流值以保证电路安全运行 ‧ 电流检测电路和分流电阻基础知识 ‧ 将分流电阻连接至差分放大电路 ‧ 制作电流检测电路并测量电流 ‧ 用示波器观察电流值 ‧ 通过改变分流电阻实现更高精度以及更大范围的电流检测 ‧ 总结 测量电流值以保证电路安全运行 目前，对多功能、高安全性设备的需求不断增加，这些设备需要利用适用于其配置的更新的电子电路的电流测量技术。 例如，用于检测过流和电路运行异常并安全停止运行的监控电路，用于电池充电和电池容量检测的功能电路，以及同样非常重要的用于电机控制的电流监控电路，因此电流监控技术对于现代电路设计来说是必不可少的。 接下来我们将会介绍一种检测电流的方法，并实际运行该电流检测电路来查看其效果。 电流检测电路和分流电阻基础知识 电流检测用超低阻值贴片电阻（PMR） 电流检测用超低阻值贴片电阻/长边电极（PML） 您可能认为电流检测电路很复杂，但从原理上来说，其本身只是一个利用了“欧姆定律”的简单电路，而欧姆定律是电子电路领域中非常基础的理论知识。串联一个用于电流检测的电阻，通过欧姆定律将电阻的压降转换为电流值来实现电流检测。 用于电流检测的电阻称为“分流电阻”。 分流电阻是一种用于测量和检测电流的电子元件。电阻值范围为100μΩ 到几百mΩ。理想情况下，您应该使用阻值尽可能低的分流电阻，但在实际操作中，您应根据运算放大器的放大系数和检测目标范围来选择合适的阻值。 而如果使用低阻值电阻，压降量偏小，微控制器将会很难检测到电压，所以这时候应该使用具有低输入偏移电压的高精度运算放大器来对电流进行检测。 使用分流电阻和运算放大器的电流检测电路被称为“电流检测放大器”。 还有，分流电阻的“分流”指的是“避开，转走”。最开始指的是并联接入电阻，从而扩大模拟电流表的测量范围。最近将用于电流检测的贴片电阻称为分流电阻。虽然用法已经发生了变化，但是这种名称保持不变的现象也是很常见的。 将分流电阻连接至差分放大电路 从原理上来说，使用分流电阻的电流检测电路是仅测量电压的简单电路。但是，由于分流电阻的压降很小，所以需要制作可以高精度放大电压的电路。因此，我们使用带有运算放大器的差分放大电路。 对于用于电流检测的运算放大器，请选择使用具有低输入偏移电压的高精度运算放大器。由于偏移电压在检测小电压值时会造成测量误差，因此请使用偏移电压尽可能低的“高精度运算放大器”，或可以自动调整输入偏移电压的“零漂移放大器”。 使用电流检测电路检测电路电流值 我们使用分流电阻和运算放大器制作一个电流检测电路，并查看该电路是如何检测电流的。电流检测电路如下： 图为所要制作的电流检测电路。差分放大电路检测分流电阻的电压，然后将其放大为15倍以上的电压信号并输出 62mΩ贴片电阻用作分流电阻。可测量的最大电流值由贴片电阻的功率决定。我们目前使用的是1W的电阻，所以由W = I2R，1W ≒ 4A × 4A × 62mΩ，最后计算得出最大电流为4A。 ROHM电流检测贴片电阻LRT18系列，62mΩ 1W贴片电阻 如果测量电流电路的放大倍数过大，会超过运算放大器的工作电压，所以需要根据估计的最大电流值调整放大倍数。我们本次设置的放大倍数为15倍，因此当流过分流电阻的电流为最大值4A时，运算放大器输出电压为3V。 ROHM运算放大器LMR1802G-LB。是具有低噪声、低输入偏移电压以及低输入偏置电流的传感器放大器 ROHM采用的是业界最低噪声运算放大器。 EMARMOUR “LMR1802G-LB”运算放大器具有低输入偏移电压5uV（Typ），用于传感设备。 安装在通用板上的运算放大器和分流电阻。因为在实验环境中这些设备安装在通用板上，所以易于焊接，但在实际电路设计中，会根据分流电阻技术规格书进行适当的图形设计。 既然电流是由分流电阻检测的，现在就让我们来探索一下如何使用连接在通用板上的简单电路来检测电流。 用示波器测量电压值并观察电流动向 将负载连接到完成的电流检测电路中，并观察检测波形。把一个直流有刷电机连接到负载。如果可以成功检测到电流，应该就能够检测到在电机线圈切换时的电流波形以及施加负载后旋转的变化情况了。 分流电阻与电机和电源串联。电机工作电压为5V。 电机空载电流为0.32A。运算放大器输出的波形有效值为202mV，计算得到检测值为0.3A。示波器和探头带宽均为50MHz。 电机运转时，您可以看到电流随着换向器的切换而发生变化。随着负载的增加，电机转速下降，分流电阻检测到的电流值变化会以电压信号变化的形式呈现出来。 如果将运算放大器的电流检测输出连接到微控制器板，例如Arduino，就可以实时检测电机电流，从而帮助您发现电机锁定和线圈短路等异常情况 如果能够对电流进行检测，就可以在电路中添加多种功能，例如避免电机主体/驱动电路过载，以及检测电机锁定等。 通过改变分流电阻实现更高精度以及更大范围的电流检测 在实际使用电流检测电路来保护电路时，会选择阻值低、电流大（不超过分流电阻最大功率）的设备。 我们使用通用贴片电阻，而现有的高性能分流电阻中，有可消耗高达5W功率值的大功率型号电阻，以及具有0.1mΩ超低电阻值的高精度分流电阻。您可以根据自己的需求选择相应的分流电阻。 总结 这种使用分流电阻和运算放大器来检测电流的方法已被广泛使用，因为该方法成本低、精度高且易于操作。但是，有时候添加一个电阻会对电路造成不利影响，所以该方法存在一个显著缺点：不能用于高负载，因为在这种情况下分流电阻功率损耗过大。 从原理上来说，可以通过降低分流电阻的阻值来降低损耗，但是这样的话分流电阻的压降也会降低，检测电压会变得更加困难，因此要在选择更小阻值的分流电阻和达到检测精度之间进行权衡。 特别是用于控制无刷电机和DCDC转换器以及检测电池剩余电量的电流检测电路，需要大电流量和高检测精度。因此，我们不仅需要使用小阻值分流电阻，还需要使用高精度运算放大器。 在使用分流电阻进行实际测量时，请基于所检测负载的最大电流和应用场景进行考量。也就是说您需要估计所要检测的最大电流以及需要的精度和能够承受的损耗。还有很重要的一点是，在进行电路设计和组件选择时，您还需要考虑制造成本。 请注意，使用电流检测电路来保护电路时，由于电流检测电路本身只用于检测电流，所以需要增加保护和控制功能。比如，您需要增加一个继电器或一个负载开关才能切断电路，同时，您还需要确定用于操作的程序或电路，以及在什么情况下启用保护功能。 如果安装了电流检测电路，电路和控制会变得更复杂，阈值也会略微升高，但是该电路对于提高电子套件的安全性和功能性来说是必不可少的。 这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。 来源：techclass.rohm