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問：客戶正嘗試監(jiān)控他們的48伏特供應(yīng)電壓，而電流范圍則是介于100毫安培到25安培之間。

答: 可以使用間接測量方式，使用變流器或霍爾效應(yīng)感測器測量電流，不過很可惜，變流器只對AC有用，所以這個(gè)方式對客戶不可行。

霍爾效應(yīng)感測器也測量DC，不過價(jià)格稍貴一點(diǎn)，還有點(diǎn)苯重，而且如果處理的對象是金屬和磁心，價(jià)格就會太昂貴。

最簡單的方法是直接測量，只要將電阻和負(fù)載供應(yīng)串聯(lián)，分路電阻就會產(chǎn)生電壓，代表你供應(yīng)至放大器的電壓，接著就能獲得輸出電壓。

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問: 您說最簡單的方法是直接測量，我需要向客戶推薦合適的放大器嗎？

答: 是的?；叵朐趯W(xué)校的日子， 我們通常最常想到的是標(biāo)準(zhǔn)的四電阻差異放大器。但現(xiàn)在，因?yàn)槲覀儽仨殰y量微量電壓，通常以毫安培為單位，還要測量大量電壓，通常是48伏特，最高還會到好幾百伏特。所以，必要條件是這些電阻必須非常契合。誤差通常在1%以內(nèi)，而且這個(gè)電路的問題之一，是它不會區(qū)分一般模式電壓。換句話說，負(fù)載的供應(yīng)電壓是48伏特，不過放大器只通過5伏特或12伏特。不過輸入電組只分成小于1，遠(yuǎn)小于1。結(jié)果放大器的輸入高達(dá)48伏特，放大器立刻就出現(xiàn)異狀，導(dǎo)致我們無法使用這個(gè)電路。我們能做的事情是把輸入電壓區(qū)分開來，所以我們將衰減加到輸入。

現(xiàn)在我們正在區(qū)分一般模式電壓，不過除了區(qū)分一般模式電壓，我們也要區(qū)分信號。因此，我們現(xiàn)在必須在差動放大器使用更多增益，彌補(bǔ)損失，所以雜訊會變得更高，漂移也會變多，因此這不是理想的解決方案。

問：基于此種情況，我們還需要提供什么樣的解決方案？

答：我們現(xiàn)有的是電流感測放大器，又稱CSA。

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運(yùn)行時(shí)，它們會進(jìn)入電流模式，其中，它們不會直接測量輸入的輸入電壓，而是將電壓轉(zhuǎn)成電流，然后監(jiān)控進(jìn)入電阻的電流，透過電阻測量電壓。然后，下面這個(gè)電阻會在兩端產(chǎn)生電壓?，F(xiàn)在這里產(chǎn)生得自于輸入的差分電壓。然后，我們進(jìn)入差動放大器， 將這股差分電壓轉(zhuǎn)成單端電壓，就能獲得0到5伏特輸入。

問：這類CSA可以使用多大的供應(yīng)電壓范圍？

答：這類裝置通常是5-18伏特。

問：這就表示，我必須使用外部穩(wěn)壓器來調(diào)整48伏特電壓，才能供電給這臺裝置，這會占用很多板級空間，我其他替代方案嗎？

答：有配備內(nèi)部穩(wěn)壓器的裝置?，F(xiàn)在你可以供電給裝置，放大器可以立刻調(diào)整負(fù)載電壓，無需使用外部穩(wěn)壓器或分壓器。

問：所以我只要叫客戶將感測器電阻連接到輸入，然后將這臺裝置的輸出直接送入可能配備簡單反（無形）濾波器的ADC，就行了?

答：沒錯(cuò)，大概是這樣。我們這里只有放大器，很少外部元件，只有感測器電阻，它正從本機(jī)匯流排供應(yīng)電壓流出，所以我們不必為它建立獨(dú)立供應(yīng)電壓。不過問題是14伏特的輸出振幅。我們的ADC只有3.3伏輸入，在這種情況下，ADC會損壞，因?yàn)樗皇菍ｉT設(shè)計(jì)用于3.3伏特以上的。

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你可能會認(rèn)為：“很好，我們可以調(diào)整感測器電阻，限制輸出振幅，將最大負(fù)載電壓設(shè)為僅3伏特。”不過這不是個(gè)好辦法，因?yàn)橹灰隽耸裁磫栴}，就會產(chǎn)生暫態(tài)，導(dǎo)致輸出短路或發(fā)生問題。然后，放大器輸出可能會變高，可能會狂升到14伏特以上。就算只有5到6伏特，還是會損壞或影響ADC。所以，最方便的解決方案就是使輸出衰減。你可以使用兩個(gè)電阻，使14伏特的振幅下降到3 伏特，以適用于ADC。

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不過有些小問題，其中一個(gè)是，如果你有很長的記錄，并將很多電容加入放大器輸出，就會影響放大器的穩(wěn)定性，而且，這些記錄剛好短路，就會在放大器上消耗一大堆電力，因?yàn)槟闶褂?8伏特供電。所以我們建議將這個(gè)上分壓器電阻對分成一半。我將它稱為分布分壓器，我們可以在里面將一部分的分壓器放在放大器旁，所以放大器就會更加穩(wěn)定。我們也有同樣好的箝制功能，我們知道輸出會限制在14伏特。如此一來，就不會過度驅(qū)動ADC。此外，如果這條線路出現(xiàn)任何雜訊，就會因?yàn)檫@個(gè)電阻比例而衰減。籍由分割這個(gè)上電阻，我們其實(shí)可以獲得一些好處。

總結(jié): 實(shí)在太棒了，這還有節(jié)省板級空間的附加優(yōu)勢，而且不用將高電壓線路繞接到敏感的精密元件。這是非常好的解決方案。