電流檢測和控製應用

根據具體(ti) 要求的不同，檢測電流強度的方法很多。其中包括使用電阻器的分路傳(chuan) 感器、霍爾效應傳(chuan) 感器以及電流互感器。在本例中，我們(men) 將考察應用於(yu) 分路傳(chuan) 感器的運算放大器的要求。現今的分路傳(chuan) 感器技術已發展到具有高精度，並可提供低成本優(you) 勢的特點，並且適用範圍廣。

基本而言，分路傳(chuan) 感器技術是將一個(ge) 電阻器置於(yu) 被測量電源的線路中。因為(wei) 電阻壓降會(hui) 影響功效，所以通常需要使用盡可能小的電阻值。而這就意味在電流檢測應用中，必須放大相對較小的電阻差分功率。

因此，運算放大器電路必須提供高共模範圍和高精度。低功耗也是一個(ge) 重要要求，特別是對電池應用的傳(chuan) 感器。嵌入式電流檢測電路也需要相對便宜，以便不顯著增加被監測產(chan) 品的物料成本。

此外，對許多工業(ye) 、公用事業(ye) 和通信電流的檢測應用，運算放大器需要在極端溫度或長期使用條件下的漂移最小。例如，部署在電線杆頂的電流傳(chuan) 感器由於(yu) 暴露在相對惡劣的環境變化中，所以需要提供長期的穩定性能而不產(chan) 生昂貴的維護要求。

許多基於(yu) 分路器的電流檢測應用都采用了運算放大器，例如以最小封裝尺寸提供低功耗與(yu) 高精度的基於(yu) 斬波的零漂移放大器——ISL28133或ISL28233。此外，如圖2所示，這些斬波穩定型CMOS器件在極端溫度和長期使用條件下提供卓越的低漂移特征。

圖2 將失調電壓在溫度和時間上的漂移將到最小化，ISL28133是一款單一斬波穩定型運算放大器，而ISL28233是同一款放大器的雙器件。

電流檢測是早已用於(yu) 許多行業(ye) 領域（如消費、工業(ye) 、通信和公用事業(ye) 等）的最普遍應用之一，隨著新型電子器件的大量增加和人們(men) 對“綠色”電源管理技術的日益重視，其重要性日益提高。上文描述的斬波穩定型精密運算放大器提供極低失調電壓和失調偏移、軌到軌輸入和輸出以及低功耗，可滿足日益增加的嵌入式電流檢測的應用需求。

手持式有毒環境安全監測儀(yi)

最後一個(ge) 應用例子是將大量不同傳(chuan) 感器輸入集中在一個(ge) 設備中，該設計表明良好設計的運算放大器有助於(yu) 處理緊湊型便攜設備上的多傳(chuan) 感器信號鏈。用於(yu) 監測危險環境的手持式設備越來越多地采用傳(chuan) 感器以便最小化尺寸和最大化功能。此類設備可能包含可燃氣體(ti) 傳(chuan) 感器、氧傳(chuan) 感器和催化加熱帶傳(chuan) 感器。

如圖3中的框圖所示，使用多個(ge) 超低功耗運算放大器（如ISL28194）具備針對小型手持式設備中多傳(chuan) 感器信號鏈的優(you) 勢。

圖3 多傳(chuan) 感器手持有毒環境安全檢測儀(yi)

因為(wei) 這些安全設備通常需要以全天候模式工作，所以ISL28194超低微功耗特征（最大450nA和 2nA[空閑時]）支持更長的電池壽命而不損害性能。ISL28194設計為(wei) 在單電源（1.8V-5.5V）模式下工作，所以適用於(yu) 由兩(liang) 節1.5V堿性電池供電的手持設備。此外，因為(wei) 多個(ge) ISL28194信號鏈可作為(wei) 單個(ge) ADC（ISL26132）的信號源，所以可以最小化整體(ti) 係統級電路的複雜性和部件數量。

由於(yu) 可燃氣體(ti) 傳(chuan) 感器、氧傳(chuan) 感器和熱傳(chuan) 感器的建立時間通常長達10秒，所以運算放大器的帶寬並不很重要，但它們(men) 需要傳(chuan) 感器具有恒定的偏置。另外，和前麵所舉(ju) 的例子一樣，傳(chuan) 感器的輸出大多為(wei) 非常弱小的信號，所以運算放大器必須在大增益步長上提供峰-峰噪聲平坦度和漂移特征。

擴大運算放大器的選擇範圍

作為(wei) 應用最廣泛的電子元件之一，運算放大器的使用還會(hui) 繼續增加。隨著提供模擬傳(chuan) 感器功能的設備越來—從(cong) 本文所舉(ju) 的例子到大量使用運動、近程、光和其他傳(chuan) 感器的工業(ye) 及消費設備，運算放大器的使用正在以指數規律增加。

像任何良好設計的規範一樣，首要標準始終必須是實現係統工作的準確性和性能目標。所以在高增益場合中，低噪聲、低漂移和精密性將始終是成功的重要因素。幸運的是，現今可供係統設計人員選擇的精密運算放大器更加廣泛，使他們(men) 能夠有效地滿足最嚴(yan) 格的性能和準確性要求，並在耗電量、尺寸、部件數量和整體(ti) 成本間取得平衡。