帮忙推荐放大uV电压电路

wy2000 · 发表于 2019-1-15 16:43:41

帮忙推荐一个放大uV电压的电路。精度要求不高 5%以内都可以接受。

采样一个低功耗的产品平时电流在10uA左右，瞬间电流可达到1A（GSM模块），所以电流采样电阻不能超过0.2欧姆 .这样采样电阻上面电压只有2uV左右。
如果用精密运放的话这么小的电压似乎有困难。采样电阻又不能再大了，超过0.2欧姆的话 GSM启动就会有问题。请帮忙看看有啥好的方法测量电流。

castiello · 发表于 2019-1-15 16:47:04

那为什么不串两个电阻，一个粗测一个细测

hzpyl · 发表于 2019-1-15 16:51:17

事实上，我也有这个要求，
我的想法是：测量电源的稳压前的电流，是不是更简单？测量电阻可以更大。

pldjn · 发表于 2019-1-15 16:56:55

范围太大，感觉需要一个对数放大器。

wy2000 · 发表于 2019-1-15 17:18:12

hzpyl 发表于 2019-1-15 16:51
事实上，我也有这个要求，
我的想法是：测量电源的稳压前的电流，是不是更简单？测量电阻可以更大。 ...

能上1A的一般串联稳压或者LDO静态电流实在太大
另外我的产品用的是一次性锂电。这样做就是为了测量使用寿命。

wy2000 · 发表于 2019-1-15 17:19:26

pldjn 发表于 2019-1-15 16:56
范围太大，感觉需要一个对数放大器。

不是放大倍数的问题，是输入电压实在比较小运放的失调电压都会影响测量精度了

tsingyoung · 发表于 2019-1-15 17:45:46

斩波运放？

szh_init · 发表于 2019-1-15 17:48:49

电阻分档+电子开关切换

wye11083 · 发表于 2019-1-15 18:06:29

我们用的万用表都能测0.1ua。。

jeffwei · 发表于 2019-1-15 18:32:12

20uV都好一点，你这2uV的不好搞，试一试ADA4528看看吧。或者小电流采样电阻选大点，在启动时用mosfet短路，前提是不测试1A电流的情况下。

reflecter · 发表于 2019-1-15 19:59:47

1A/10uA = 10^5，动态范围1:10W，委实不好做；不知6位半表里，Auto模式切换是怎么实现的。

wajlh · 发表于 2019-1-15 20:01:16

二极管旁路啊，

lqluocn · 发表于 2019-1-15 20:06:32

我测了一个电流，10uA，采样电阻是4.99R，再用INA199放大100倍，用stm32的AD采样到的数据，电源和基准都只是简单滤了下波，采样到的数据只有个位数的数字在变动，

lqluocn · 发表于 2019-1-15 20:07:56

如果电流再大的话，就直接测量电阻上的电压。相当于两个档位。

wy2000 · 发表于 2019-1-15 20:32:04

lqluocn 发表于 2019-1-15 20:06
我测了一个电流，10uA，采样电阻是4.99R，再用INA199放大100倍，用stm32的AD采样到的数据，电源和基准都只 ...

采样电阻大了就好办了。一旦电压超过10uV就好办一点了
现在关键是采样电阻不能大，大了GSM启动的时候系统必然死掉

现在用0.2欧已经属于危险操作了。

johnlj · 发表于 2019-1-15 20:59:30

2uV输入可以解决，这个输入动态范围从2uV到200mV，量程跨度太大，做出来成本你也接受不了

还是要从自动切换量程的角度来考虑这个问题！

why800 · 发表于 2019-1-15 21:06:37

楼上推荐的ada4528可以的

hgjdwx · 发表于 2019-1-16 09:38:14

请教一下，ADA4528和TLC2652做这种直流小uV放大哪个性能更好？淘宝有卖TLC2652成品放大器板的

Arrowzhang · 发表于 2019-1-16 10:00:06

hgjdwx 发表于 2019-1-16 09:38
请教一下，ADA4528和TLC2652做这种直流小uV放大哪个性能更好？淘宝有卖TLC2652成品放大器板的 ...

这两个输入失调电压都差不多，失调电流倒是差挺多

reflecter · 发表于 2019-1-16 16:54:57

hgjdwx 发表于 2019-1-16 09:38
请教一下，ADA4528和TLC2652做这种直流小uV放大哪个性能更好？淘宝有卖TLC2652成品放大器板的 ...

项目后续有可能超1K pcs，就找所在区域的ADI代理商要ADA4528样片即可，他们会很开心的，因为年底了，缺新客户。。。
https://www.analog.com/cn/produc ... anequalto-10nv.html

rube · 发表于 2019-1-16 17:36:34

自动切换量程

pcr386 · 发表于 2019-1-16 18:50:08

0.2真的很难办欸。基本淹没在噪音中。

wy2000 · 发表于 2019-1-16 22:42:41

本帖最后由 wy2000 于 2019-1-16 22:58 编辑

RAMILE 发表于 2019-1-16 22:05
ADA4528 都冒出来了

LZ你省下研究这个电路的工夫，可以去买个二手34410，上面有个楼算过量程，刚 ...

我查34401电路 1A档采样电阻0.1欧姆。
输入是一对N-JET管.。电路图看了有点晕，还没完全理解。谢谢指点！

这个对管型号 NPDSU406 HP专用！

a136498491 · 发表于 2019-1-17 01:02:27

不知道能不能放大电容不让模组死掉

jianfengxixi · 发表于 2019-1-17 08:10:44

10uA×5%÷1A=5×10-7次方，约0.5ppm精度，就是六位半表的精度，还要实时测峰值

jianfengxixi · 发表于 2019-1-17 08:15:17

建议分两档采样电阻，1000Ω，和0.1Ω，当1000Ω上电压超出0.1V时，mos管瞬间切换到0.1Ω采样，可以用电压比较器切换

DOER · 发表于 2019-1-17 08:17:54

一个采样电阻，两个分别的放大器

whxiaowang · 发表于 2019-1-17 09:22:24

自动换挡这个还是很容易实现的

sypf · 发表于 2019-1-17 10:16:26

做两个放大器吧，两路AD，选其中一路用·····

wy2000 · 发表于 2019-1-17 10:48:20

DOER 发表于 2019-1-17 08:17
一个采样电阻，两个分别的放大器

关键是这个运放不好找呀。输入uV级的电压运放失调电压也要uV 怎样搞呀

DOER · 发表于 2019-1-17 10:55:01

wy2000 发表于 2019-1-17 10:48
关键是这个运放不好找呀。输入uV级的电压运放失调电压也要uV 怎样搞呀 ...

你可以校准啊

wy2000 · 发表于 2019-1-17 11:20:06

本帖最后由 wy2000 于 2019-1-17 17:59 编辑

jianfengxixi 发表于 2019-1-17 08:15
建议分两档采样电阻，1000Ω，和0.1Ω，当1000Ω上电压超出0.1V时，mos管瞬间切换到0.1Ω采样，可以用电压 ...

和我现在的思路基本一样。但是我怕电流上升太快来不及开通MOS管。这个MOS管可是要承受1--2A电流的。准备画个电路实现一下。

具体方案如下：

思路是这样的：电流采样就靠0.1欧电阻，因为小电流放大了有误差也问题不大。只有电流超过1mA以后运放输入100uV以后才会启动导通MOS管。所以小电流的时候采样用100欧姆，电流超过1mA就用0.1欧姆采样。送入AD的最小电压都是2mV 最大是2V 或者AD1和AD2同时给MCU 这样用16bit AD采样都绰绰有余啦。

wy2000 · 发表于 2019-1-17 11:23:52

DOER 发表于 2019-1-17 10:55
你可以校准啊

运放的失调电压已经和输入电压一样大，误差太大了没法校准的。变成测量下来的uA的个位数基本不可信，里面可变量太多了。

zhangliang3646 · 发表于 2019-1-17 11:31:49

wye11083 发表于 2019-1-15 18:06
我们用的万用表都能测0.1ua。。

楼主要求串联的电阻为0.2欧姆，量一下万用表uA电流档位的内阻有多大。

DOER · 发表于 2019-1-17 11:37:13

wy2000 发表于 2019-1-17 11:23
运放的失调电压已经和输入电压一样大，误差太大了没法校准的。变成测量下来的uA的个位数基本不可信，里面 ...

失调是常数，怎么不可以校准啊

eleqian · 发表于 2019-1-17 12:14:23

wy2000 发表于 2019-1-17 11:20
和我现在的思路基本一样。但是我怕电流上升太快来不及开通MOS管。这个MOS管可是要承受1--2A电流的。准备 ...

在大电阻上并一个低压降的肖特基二极管更简单，如果能接受0.2v左右压降的话

hzpyl · 发表于 2019-1-17 14:55:27

eleqian 发表于 2019-1-17 12:14
在大电阻上并一个低压降的肖特基二极管更简单，如果能接受0.2v左右压降的话 ...

一般小电流测量表头，用你的方法做保护。
你这个是测量小电流，而不管大电流。

楼主需要小电流、大电流都要测量。

天空の城 · 发表于 2019-1-17 15:32:31

AD8551 1uV 失调

qinchang · 发表于 2019-1-17 16:15:20

这个关键在于量程自动切换，我发个图--------1mA以下用101.1欧采样电阻，1mA到100mA用1.1欧采样电阻，100mA以上用0.1欧采样电阻，楼主参考一下。

hgjdwx · 发表于 2019-1-17 17:22:40

天空の城发表于 2019-1-17 15:32
AD8551 1uV 失调

AD8551不如ADA4528和TLC2652

wy2000 · 发表于 2019-1-17 17:57:18

qinchang 发表于 2019-1-17 16:15
这个关键在于量程自动切换，我发个图--------1mA以下用101.1欧采样电阻，1mA到100mA用1.1欧采样电阻，100mA ...

你这图似乎有问题。    按照你的设想如果V1  电压超过0.1V  上面一个MOS管导通    ，电流再大再通下面的MOS管。    但是假设电流超过1mA 上面的MOS管导通后  V1=V2，立即V1电压变小，变成小于0.1V 这样就会打开MOS管这样应该会形成震荡。
我在33楼画了一张图  。
思路是这样的：  电流采样就靠0.1欧电阻，因为小电流放大了有误差也问题不大。只有电流超过1mA以后运放输入100uV以后才会启动导通MOS管。所以小电流的时候采样用100欧姆，电流超过1mA就用0.1欧姆采样。送入AD的最小电压都是2mV  最大是2V  这样用16bit AD采样都绰绰有余啦。

如果思路有问题，大家请提意见。

flamma · 发表于 2019-1-17 18:34:08

电阻也可以并吧，默认100，电流超过多少了打开nmos并一个小电阻，再超过多少打开再并一个小电阻。

jianfengxixi · 发表于 2019-1-17 19:46:30

比较器输入直接从100Ω采样电阻上取电压，这个电压这儿并个电容，抑制电流脉冲产生的电压脉冲，mos管几百A的都有，1-2A是个mos管都行，关键是选用Rds低的，几十mΩ的

xintao · 发表于 2019-1-17 19:56:02

楼主是要把测量功能做到产品里面，还是仅仅是室验室里看一下功耗？
还有就是可以加模拟开关呀，静态的时候串入一个大电阻，模块工作的时候串入一个小电阻，或不串电阻也可以呀。

wy2000 · 发表于 2019-1-17 20:14:14

xintao 发表于 2019-1-17 19:56
楼主是要把测量功能做到产品里面，还是仅仅是室验室里看一下功耗？
还有就是可以加模拟开关呀，静态的时候 ...

现阶段主要自己评估产品用。如果做得感觉实用的话就做成产品，暂不会追求精度，能用就行。

pldjn · 发表于 2019-1-18 10:04:19

本帖最后由 pldjn 于 2019-1-18 10:20 编辑

wy2000 发表于 2019-1-17 20:14
现阶段主要自己评估产品用。如果做得感觉实用的话就做成产品，暂不会追求精度，能用就行。 ...

下面画了一个示意图，用来说明我的思路。

使用量程切换来进行电流检测，默认状态使用1A的取样电阻（200mΩ）进行电流取样；当1A的取样电阻上所取得电压太小时，可以通过继电器把1A的取样电阻断开，使用电流电压转换器进行检测（AD1）。如果对10uA电流的精度要求不高也可以将继电器换成MOS管。
不知道有没有说明白。

补充一下，使用双电源供电，AD1的后面再接一级处理电压正负的问题。使用这个电路运放就很好选了，要求高的话可以使用LMC6062.

pldjn · 发表于 2019-1-18 10:31:29

本帖最后由 pldjn 于 2019-1-18 10:33 编辑

pldjn 发表于 2019-1-18 10:04
下面画了一个示意图，用来说明我的思路。

使用量程切换来进行电流检测，默认状态使用1A的取样电阻（200m ...

通常电流都是用1A电阻进行取样，只有在检测10uA电流的时候才会切换到AD1；如果要解决恰好此时模块需要大电流工作的问题，可以从AD1取样一个信号用于继电器或MOS的量程切换。

pldjn · 发表于 2019-1-18 11:07:23

pldjn 发表于 2019-1-18 10:31
通常电流都是用1A电阻进行取样，只有在检测10uA电流的时候才会切换到AD1；如果要解决恰好此时模块需要大 ...

说明一下为什么需要2个运放来处理，而不是直接使用1个；这是因为继电器或MOS存在电阻，在大电流下这个电阻一般不能忽视，也不能采用估算的方法来解决，因为器件存在差异；增加AD2就使继电器或MOS的电阻不会影响测量值。

hgjdwx · 发表于 2019-1-18 12:53:42

请教一下各位！失调电压1uv的运放能不能测1uv的直流信号

xintao · 发表于 2019-1-18 16:29:57

wy2000 发表于 2019-1-17 20:14
现阶段主要自己评估产品用。如果做得感觉实用的话就做成产品，暂不会追求精度，能用就行。 ...

室验室里用，真没必要自已去开发，买一个仪器测一下就可以了。
模块的工作状态肯定是受你的控制器控制的，你让可以先让它正常启动，启动好，进入低功耗模式后，再串入电阻测功耗。

ilikemcu · 发表于 2019-1-18 19:48:15

hgjdwx 发表于 2019-1-18 12:53
请教一下各位！失调电压1uv的运放能不能测1uv的直流信号

把0和最大值标定一下就可以，就是修正基准和增益

wy2000 · 发表于 2019-1-19 10:00:37

xintao 发表于 2019-1-18 16:29
室验室里用，真没必要自已去开发，买一个仪器测一下就可以了。
模块的工作状态肯定是受你的控制器控制的 ...

安捷伦的一套仪器几十万买不起呀

wy2000 · 发表于 2019-1-19 10:07:33

pldjn 发表于 2019-1-18 10:04
下面画了一个示意图，用来说明我的思路。

使用量程切换来进行电流检测，默认状态使用1A的取样电阻（200m ...

1. 用继电器速度太慢了
2. 这电路从大电流切换到小电流没问题的，但是如果从10uA切换到1A 最快需要完成一个AD转换周期，再执行闭合开关（或MOS管）。这个时间太长了。我33楼出了一个设想了，也解释了电路。你参考一下，看看是不是有问题

pldjn · 发表于 2019-1-19 19:19:43

本帖最后由 pldjn 于 2019-1-19 21:33 编辑

wy2000 发表于 2019-1-19 10:07
1. 用继电器速度太慢了
2. 这电路从大电流切换到小电流没问题的，但是如果从10uA切换到1A 最快需要完成 ...

那你最好是用一个取样电阻，做一个恒压源来解决这个取样电阻上的分压问题，同时取样电阻也可以选阻值大一点的。

xintao · 发表于 2019-1-20 18:23:17

wy2000 发表于 2019-1-19 10:00
安捷伦的一套仪器几十万买不起呀

怎么转不过来弯呢？
静态的时候只数uA对吧，串1K的电阻是不是就数mV了，mV用万用表都能测了，为什么要花几十万呢？

启动的时候接0欧姆电阻启动，进入低功耗模式以后，接1K姆电阻测功耗。有问题吗?

xintao · 发表于 2019-1-20 18:26:53

xintao 发表于 2019-1-20 18:23
怎么转不过来弯呢？
静态的时候只数uA对吧，串1K的电阻是不是就数mV了，mV用万用表都能测了，为什么要花 ...

程序是受你控制的呀，通电就让模块进入低功耗模式，然后死循环，等你测完参数，换你的正式工作的程序。

wy2000 · 发表于 2019-1-20 21:28:42

xintao 发表于 2019-1-20 18:26
程序是受你控制的呀，通电就让模块进入低功耗模式，然后死循环，等你测完参数，换你的正式工作的程序。 ...

如果这样的话就不存在需要实际测的要求了。低功耗测uA  高功率测A 根据时间平均一下。但是这都是理论计算呀。
理论计算只能辅助你，不能作为真正的结果。有很多情况下理论情况太美好了，实际情况会很残酷。
很多情况下就是检测实际测试情况和理论不符才能找出BUG。理论只能做主要参考，实际测试才是真正结果。
就像一次性锂电池  如果按照厂家所说的容量值你去估算使用时间，你一定会被坑沟里一样。这就是我为啥要自己搞这个测试机器一样。既可以验证设计又可以验证电池。

bj232 · 发表于 2019-1-20 22:29:12

wy2000 发表于 2019-1-17 11:20
和我现在的思路基本一样。但是我怕电流上升太快来不及开通MOS管。这个MOS管可是要承受1--2A电流的。准备 ...

你的比较器输出和MOS门级之间，加个滤波电容吧，0.1uF的

xintao · 发表于 2019-1-21 08:25:35

wy2000 发表于 2019-1-20 21:28
如果这样的话就不存在需要实际测的要求了。低功耗测uA 高功率测A 根据时间平均一下。但是这都是 ...

钻牛角尖就没意思了；
静态功耗测出来了，动态功耗也测出来了，模块工作/待机时间比测出来了，真实功耗你说测不出来，那我就没办法了。我只能说误差是有的，但是只要这个误差在你能承受的范围即可。
再延深一点讲，真给你一个uV表，nV表，你测出来的结果就一定准确了吗？就没有误差了吗？而且你一会一uA,一会1A,你用uV表有那么大的量程吗？你测出来的是什么值？真值，平均值？还是最大值？你按那个去算？你要这么较真，你需要的不是一个mV表，你需要一个类似于示波器的东西，还要量程范围很宽，还要精度很高，然后你去测一个完整的周期，然后再跟据每一nS的实际电压，算出每一nS的功耗，然后再算出某一段时间的平均功耗，进而算出你的电池使用时间，但是这也存在误差。
好了，不说了，再说就有点多了。

yan2112000 · 发表于 2019-1-21 08:59:18

瞎建议哦
有没有个低电压（0.2）不导通的二极管
-----|》|————===-------------------
|———————===----------|
下面用1k电阻，10mV ，电阻上的电压再放大，10mv估计上面的二极管也不会导通
上面有0.2欧电阻，0.2v，下面的电阻也才过0.2ma，
理想是不是很好？

as9901 · 发表于 2019-1-21 09:08:19

一定要测可以这么做，分别测U1和U2。计算电流，加起来。

wy2000 · 发表于 2019-1-21 09:17:40

xintao 发表于 2019-1-21 08:25
钻牛角尖就没意思了；
静态功耗测出来了，动态功耗也测出来了，模块工作/待机时间比测出来了，真实功耗你 ...

确实像你说的那样我准备用高速AD来做这样一款东西。采样速率1M 电压和电流同步采样。算出瞬时功率然后累加。
因为低功耗的设备是理论均值和电池我们拿到的都是厂家所谓的理论值非常不不靠谱。
今天刚刚把一款号称4AH的一次性电池的真实放电曲线模拟出来。测出来在放出3AH的时候 0.1A负载就已经带不动了。

feibagezib · 发表于 2019-1-21 10:13:39

建议用峰值电流电路测量1A的电流，只是作负反馈把正常的10uA电流平掉；调一下参数，测100HZ 5%精度应该没有问题；正常测试就在采样电阻二级放大，10uA也可以测试，但峰值负反馈可能会有些影响，但5%是可以做到的。以上两种测量对负载采样电阻要求都不高。

pldjn · 发表于 2019-1-22 20:32:09

本帖最后由 pldjn 于 2019-1-23 09:02 编辑

pldjn 发表于 2019-1-18 10:31
通常电流都是用1A电阻进行取样，只有在检测10uA电流的时候才会切换到AD1；如果要解决恰好此时模块需要大 ...

-------------------------------

Pupil · 发表于 2019-1-22 21:09:29

wy2000 发表于 2019-1-15 17:18
能上1A的一般串联稳压或者LDO静态电流实在太大
另外我的产品用的是一次性锂电。这样做就是为了测量使用寿 ...

楼主你需要的是电源分析仪

wy2000 · 发表于 2019-1-22 21:29:09

本帖最后由 wy2000 于 2019-1-22 21:40 编辑

Pupil 发表于 2019-1-22 21:09
楼主你需要的是电源分析仪

应该差不多的东西。
是德的买不起呀。预算严重超支！

不过我想做的东西基本上是以用电池为主，或者外部电源为主。主要记录产品的工作周期的功耗或者说是单位时间段内的功耗和电池的使用特性。
因为我发现很多一次性电池的容量标称虚标非常严重，在实际使用中往往只能用到理论时间的50%--70% 。另外也能实时记录电流的变化，更容易找出一些BUG。

hhxb · 发表于 2019-1-22 22:11:57

as9901 发表于 2019-1-21 09:08
一定要测可以这么做，分别测U1和U2。计算电流，加起来。

和我的想法不谋而合

hhxb · 发表于 2019-1-22 22:20:36

本帖最后由 hhxb 于 2019-1-22 22:23 编辑

有钱就有一百种方法，没钱寸步难行

p4s5j6 · 发表于 2022-2-22 10:48:17

挖坟关注下宽量程小电流uA~A

zxykklt · 发表于 2022-3-5 20:20:53

楼主这个是否做出来了？

study_hardware · 发表于 2022-3-5 22:46:50

这么大的动态范围直接用24bit ADC 或者分档放大。

fengxin32 · 发表于 2022-3-6 18:27:18

1. 淘宝上有小电流测量的专用设备，两千左右不贵哦
2. 稳压前高端测量来测大电流，稳压后低端测量小电流。当发现低端测量值满了就以高端的为准就是。

DoDoTech · 发表于 2023-5-8 14:43:35

MARK 继电器切换的方案

czzhouyun · 发表于 2023-5-8 15:16:24

reflecter 发表于 2019-1-15 19:59
1A/10uA = 10^5，动态范围1:10W，委实不好做；不知6位半表里，Auto模式切换是怎么实现的。 ...
(引用自11楼)

auto模式是从大到小切换的，6.5的一个测量周期最少20ms，是20ms的倍数，1s也就测几次

帮忙推荐放大uV电压电路

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源

浏览过的版块