Номинал напряжения питания –48 В, который нашел широкое применение в базовых станциях сотовой связи и другом телекоммуникационном оборудовании центров связи, может изменяться в пределах от –48 до –60 В. Измерение тока потребления по этой шине обычно требует использования компонентов, работающих от ±15 В двуполярного питания. Исключение источника отрицательного напряжения уменьшит сложность системы и ее стоимость. В этой идее конструкции используется дифференциальный усилитель AD629 и операционный усилитель AD8603, оба производства компании ANALOG DEVICES, для измерения тока при напряжении от –48 до –60 В и работающего от одного источника питания положительного напряжения.
На рис.1 показано, как AD629 и AD8603 измеряют ток при наличии синфазного напряжения величиной –48 В. Следующие формулы показывают, каким образом дифференциальный усилитель AD629 может обрабатывать напряжения, выходящие за пределы напряжений его питания:
VCOM_MAX=20x(VS–1.2)–19xVREF, и VCOM_MIN=20x(–VS+1.2)–19xVREF.
При опорном напряжении величиной 5 В, диапазон входного синфазного напряжения составляет от –71 до +121 В. Ток, I, протекающий через шунт, резистор RS, вызывает появление дифференциального напряжения, которое обнаруживается дифференциальным усилителем. AD629 имеет фиксированный коэффициент усиления, равный единице, таким образом его выходное напряжение составляет IxRS+VREF. AD8603 работает как вычитающее устройство, таким образом он подавляет синфазное напряжение, VREF, и осуществляет усиление полезного сигнала, IxRS. Усиление сигнала в 20 раз обеспечивает получение его размаха до 2.5 В, полного диапазона входного сигнала АЦП.
В данной идее конструкции используется AD8603, так как он имеет малую величину входного тока смещения и малый дрейф напряжения смещения. Кроме того, размах выходного напряжения, достигающего величины напряжения питания, позволяет использовать общий с АЦП источник питания. В этом каскаде вычитающее устройство подавляет синфазное напряжение 5 В от источника опорного напряжения. Четыре резистора, которые образуют схему вычитания, должны иметь одинаковый номинал для получения максимальной величины подавления синфазного сигнала. Если тщательно подобранные резисторы не доступны, вы можете использовать инструментальный усилитель с одним источником питания AD623 для замены AD8603, гарантируя высокий уровень подавления синфазного сигнала.
Смещение, входной ток, и неполное подавление синфазного сигнала обоих усилителей приводят к наличию максимального напряжения ошибки в 163 мВ на выходе AD8603. Данная величина ошибки получена при использовании резисторов с допуском 0.01%. Работа схемы была проверена при использовании 50-, 100-, и 200-мОм шунтов в качестве RS.
Купить AD629 на РадиоЛоцман.Цены
