ハイサイド電流計測回路 その7

まずは超ごめんなさい。その5はひどい。あまりにもひどい間違いだらけ。本当にごめんなさい。

さて、前回のその6では、その2その5で紹介したローサイド電流計測回路のための基準電圧源の話をしました。

しかし、その6にも書いたようにPIC12F683等の8ピンPICにはVref-がなく、Vrefしかありません。また、PIC16F88等を使っていても、ほかのGNDを基準にするアナログ信号と同じ基準電源を使ってA/D変換を行いたいということもあるでしょう。
そこで今回は逆に、アンプの出力をGND基準のレベルに変換する回路の話です。
といっても、いままでのローサイド電流モニタを差動入力回路に入れるだけなのですが・・・




さて、以下がいつもどおりのシミュレーション結果。






緑のV(adc)が出力、青の100*V(shunt)が理論値です。

ところで、折角のCMRRも差動増幅回路に入力してしまっては台無しなのではないかという考えが浮かぶでしょう。
もちろん回路を増やさないほうが望ましいのですが、実を言うとCMRR(というか同相ゲイン)はそんなにひどいことにはなりません。
以下が抵抗に関して5%の誤差を考慮したモンテカルロ解析です。






これは、差動増幅回路のゲインが低いため抵抗の誤差に起因する同相ゲインも小さくなるためです。
また、差動増幅回路の抵抗値がすべて同じであるということは、相対的な特性がそろっていることが保証されている集合抵抗を使うことなども考えられます。

ここで差動増幅回路の各抵抗値が1Megと大きな値になっているのは、ローサイド電流アンプの出力インピーダンスがあまり低くないことを考慮した結果です。差動増幅回路の入力・帰還抵抗を大きくするときにはOPアンプの入力バイアス電流や入力オフセット電流を確認しないといけません。

シミュレーションで利用したマクロモデルは以下のとおり。
NJM2119 - 新日本無線
2SC1815 - 数理設計研究所


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