При разработке и отладке схем часто возникает необходимость измерения тока. Эту задачу можно решить, разорвав цепь, вставив в нее резисторный шунт, измерив на нем напряжение и преобразовав напряжение в ток. К сожалению, при использовании осциллографа такой подход иногда оказывается непрактичным, поскольку одна сторона щупа осциллографа подключается к земле. Таким образом, необходимо изолировать осциллограф от тестируемой схемы.
 |
|
| Рисунок 1. | Эта схема вырабатывает напряжение, пропорциональное току, и изолирует осциллограф от точки измерения. |
Схема на Рисунке 1 вырабатывает напряжение, пропорциональное току, и изолирует осциллограф от точки измерения. В схеме используется микросхема HCPL-7800 (IC1) – изолирующий усилитель, который обеспечивает напряжение развязки между входом и выходом до 890 В. Кроме того, он усиливает входное напряжение в восемь раз. В Таблице 1 приведены значения общего коэффициента усиления для каждого входного диапазона. Полоса пропускания схемы обычно составляет 100 кГц.
| Таблица 1. | Коэффициент усиления для каждого входного диапазона. | |||||||||||||||
|
||||||||||||||||
Набор переключателей позволяет выбрать диапазон измеряемого тока путем включения в схему различных резисторов. Для минимизации ошибок следует использовать резисторы с допуском 1% или лучше. Например, при замыкании переключателя S4 будет выбран диапазон 100 мкА. Неизвестный ток проходит через последовательные резисторы R7 и R8, с сопротивлениями 1 и 0.25 кОм, соответственно. Таким образом, напряжение на входах микросхемы IC1 равно IIN × 1.25 кОм; при входном токе 100 мкА оно составит 125 мВ. Коэффициент усиления схемы равен восьми, что дает на ее выходе 125 мВ × 8, или 1 В. Микросхема LM358 включена дифференциальным усилителем с единичным усилением. Для достижения наилучшей линейности входное напряжение микросхемы IC1 не должно превышать ±200 мВ.
Погрешность микросхемы HCPL-7800 составляет 3%. При использовании резисторов с допуском 1% эти 3% доминируют в общей ошибке схемы. В схеме используются два независимых источника питания. 9-вольтовая батарея питает входную часть микросхемы IC1. Стабилизированный сетевой адаптер с выходным напряжением 9-11 В питает выходную часть микросхемы IC1 и последующий усилитель LM358 (IC2).
Когда выключатель S5 замыкается, и напряжение батареи начинает питать схему, светодиод LED1 загорается примерно на 3 с. Небольшая длительность такой индикации минимизирует разряд батареи. Светодиод LED2 включается при наличии питания 9- 11 В. Микросхема L272 (IC5) формирует потенциал виртуальной земли на уровне середины напряжения питания. Благодаря такому расщепленному источнику питания можно измерять как положительные, так и отрицательные токи.
