利用直流誤差計算器簡化檢流放大器的優(yōu)化

(Eq.11)

用RSS法對電流輸出型CSA的總誤差進(jìn)行計算，可以得出：

(Eq.12)

這些計算中所有的誤差源必須參考同一節(jié)點(diǎn)，可以是輸入也可以是輸出。這一點(diǎn)非常重要，因為CSA的增益通常大于單位增益，而輸出誤差的絕對值大于輸入誤差。

電流檢測誤差計算器

Maxim設(shè)計了一個新的計算器，協(xié)助設(shè)計者估算所選CSA的總誤差。該軟件免費(fèi)提供，只需用戶輸入幾個使用規(guī)格，即可自動輸入所選CSA數(shù)據(jù)手冊的相關(guān)參數(shù)，并輸出利用RSS算法得到的最大誤差。計算器還能提示用戶粗心大意造成的數(shù)據(jù)輸入錯誤。例如，輸入采樣電壓是否超過所推薦的滿量程采樣電壓?電源電壓是否超出范圍?輸出擺幅限制是否滿足要求等等，均會給出用戶提示。

檢流誤差估算計算器的使用

假設(shè)設(shè)計一個過流保護(hù)電路，要求CSA滿足如下條件：

a.輸入觸發(fā)點(diǎn) = 50A(單向)

b.檢流電阻誤差 = 0.5%

c.電源電壓范圍 = 4.5V - 5.5V

d.輸入共模電壓范圍 =12V - 18V

e.總誤差預(yù)算= 2%，這意味著CSA增益誤差 2%，失調(diào)誤差VOS 1mV，因為每項誤差不能超過總誤差。

第一步.參數(shù)搜索

基于上述要求，參數(shù)搜索到以下候選器件：MAX9922、MAX9918、MAX9929F、MAX4080、MAX4373、 和MAX4172。

第二步. 檢流誤差計算器輸入

使用檢流誤差計算器，進(jìn)一步縮小上述總誤差估算列表的范圍。從Maxim器件型號下拉框(Maxim CSA Device Number)中選一個CSA，并進(jìn)入實(shí)際參數(shù)(圖2)。

圖2. 用戶進(jìn)入的輸入字段。

第三步.驗證數(shù)據(jù)手冊規(guī)格

計算器自動填入所選CSA數(shù)據(jù)手冊，給出最大偏置誤差、最大增益誤差、共模抑制和電源抑制比參數(shù)。這些參數(shù)默認(rèn)為T = 25°C時的數(shù)值，如圖3所示MAX9922 CSA。

圖3.計算器從所選CSA數(shù)據(jù)手冊自動收集相關(guān)參數(shù)。

按下Calculate按鈕，軟件即可計算出總體誤差。

第四步.數(shù)據(jù)手冊參數(shù)調(diào)整

盡管計算器自動導(dǎo)出了數(shù)據(jù)手冊給出的增益、失調(diào)誤差、增益誤差、CMRR和PSRR等數(shù)值，也可根據(jù)用戶要求靈活設(shè)置。必要時，可以用特定數(shù)值替代這些值。例如，設(shè)計者可能有一個計算規(guī)定，從軟件中移除失調(diào)電壓的影響，這種狀況下，一個不太精確的CSA或許也能滿足誤差預(yù)算的要求。有些情況下，設(shè)計人員或許想采用數(shù)據(jù)手冊中極限溫度下的參數(shù)進(jìn)行計算。

為了替換自動輸入的數(shù)據(jù)，使用Enter Overrides欄調(diào)整參數(shù)。參考MAX9922，按下計算按鈕，跳出如圖4所示錯誤信息。計算器提示用戶降低增益，因為輸出電壓不能夠超出器件的輸出電壓上限。因為MAX9922的增益可調(diào)，在相應(yīng)數(shù)據(jù)手冊調(diào)整欄中減小增益到60V/V。更新增益后，圖5給出了總誤差估算結(jié)果。

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