绝大多数的模仿芯片（比较器、运算扩大器、外表扩大器、基准源和滤波器等）都是用来处理电压信号的。当用来处理电流信号时，规划师的挑选就较少了，且头痛的作业也比较多。这是很不幸的，因为直接监控和丈量电流具有很大的长处。关于电机力矩、螺线管力、LED亮度、太阳能电池光照以及电池能量等参数，经过观测电流是最好的监控方法。因而需求一个能够精细地检测电流并将该电流转换成易于常见的电压型器材（扩大器、比较器和ADC等）进行扩大、调理和丈量的电压的电路。
虽然一只电阻就能够将电流转换成电压，但电阻本身却无法供给完好计划。最常用的计划是选用一只检测电阻，将该电阻直接串联在电流转道中，再用一个扩大器来阻隔并调理电阻上的电压（VSENSE）。
结合运用扩大器和检测电阻
乍看起来，将一只电阻器与地串联起来好像与最直接的电流检测计划很类似。这种技能便是众所周知的低端电流检测（图3A），该技能要求没有接地途径存在，因为接地途径会对检测电阻器周边的电流分流，或许说会使相邻电路奉献电流。特别是当机械外壳是体系地的话，要串联进一只检测电阻器将是不实践的。相同，因为地并非良导体，体系中不同点的接地电压会不一致，然后在精细丈量中需求选用一个差分扩大器（图3B）。
当完成低端电流检测时有一个十分严峻的问题。在接地途径中选用一只电阻器，意味着负载的地电位跟着电流的改变而改变。这将引起体系的共模差错，并在与要求相同地电位的其他体系衔接时呈现问题。因为VSENSE的起伏将影响分辨率，规划师需求在分辨率和接地噪声方面进行权衡。100mV的VSENSE满量程将转换成100mV的注入接地噪声。可是，能够经过将电流检测电阻器置于电源和负载之间来防止呈现上述地电平的改变问题。
这种代替计划被称作为高端电流检测。相同，坐落检测电阻两头的差分电压供给了直接的电流丈量，但在电阻器的两头存在一个非零的共模电压。因而该电路也提出了技能应战，即有必要将细小的差分检测电压与来自电源的共模电压区别开来（图4）。
关于低压体系，外表扩大器或轨到轨差分扩大器足以用来完成高端检测电阻器的检测。扩大器的输出有必要转换到地，且不能添加太大的差错。而到电源电压十分高时，就需求选用电路将VSENSE下降到扩大器的共模规模内，或许将扩大器悬浮到电源电压上。这样，除了增大电路板空间和本钱外，该技能还假定了共模电压有必要坐落一个很小的规则规模内。关于绝大多数的电流检测运用，能够猜测大的共模动摇是十分有用的。例如，假如在电源电压下降时电流检测电路仍能作业的话，就能够指示出究竟是电源仍是负载呈现了问题，电流过大时意味着限流机制或负载发生了毛病，反之，过小时则阐明是电源的毛病。另一方面，电流检测电路或许面临超越电源电压的共模电压。许多电流型器材，例如电机和螺线管，都呈理性，流转电流的快速改变会引起电理性回扫，然后在检测电阻器上发生大的电压摆幅。也正是在这些情况下扩大器显得最有用1。
简略计划
为了处理电流检测的技能应战，呈现了高端电流检测扩大器。这些特别的扩大器能够从高共模电压中提取由流经小检测电阻的电流发生的低差分电压。该检测电压然后被扩大并被转换成以地为基准的信号。图5给出了高端电流检测扩大器的根本拓扑结构。在这种情况下，扩大器将一个等效于VSENSE的电压强加到RIN上。经过RIN的电流被逼经过ROUT，然后发生一个以地为基准的电压。 很显然，关于根本的高端电流检测扩大器来说，要求具有高输入阻抗，具有高精度的高增益，具有杰出共模按捺功用的宽共模规模。还有一点不太显着的是扩大器的精度也很重要。
1关于开关或整流型负载，在开关和负载之间安顿一个传感电阻器将会在扩大器端引起一个较大的、且频率或许很高的共模电压。即便是扩大器具有很高的共模按捺才干，当呈现很大的高频共模电压时，也会导致CMRR差错。为了防止这一不必要的难题，传感电阻器应该对着电源放置，避免遭到整流电压的影响。
阻抗是要害
抱负情况下，电流和电压检测都不该影响所衔接的负载。这意味着电压检测器材应该具有近似无穷大的输入阻抗，这样才干保证对负载没有显着的分流。相反，电流检测应该具有近似为零的输入阻抗，这样才干保证加到负载上的电压不会显着下降。高端电流检测电路（扩大器+电阻器）应满意这两项要求。用来检测RSENSE上电压的扩大器有必要具有高输入阻抗，而用来检测负载电流的电阻则有必要十分小。
为了进一步证明这一点，能够测验运用大检测电阻。跟着串联电阻的添加，负载上的电压下降。外部串联的电阻是耗费能量的原因，过大的检测电阻还会导致过度的热耗散，然后引起长时刻的牢靠性问题。
那么，是否有任何理由来运用大电阻呢？运用大电阻的首要长处是添加总的输出电压（等式1）。这在扩大器的增益固定或增益可装备才干有限时是有用的。
对检测电阻的巨细有一个约束。扩大器的输入规模和最大希望电流将决议最大的可用检测电阻（等式2）。
例如，假如经过检测电阻的最大电流（ISENSE_MAX）预期为50mA，而高端电流检测扩大器所能接纳的最大输入电压为250mV（VSENSE_MAX），则最大检测电阻为5ohms （RSENSE_MAX）。
理论上，不该该逼迫规划师经过添加检测电阻来补偿扩大器。只需扩大器能够以满足的增益和精度作业，规划师就应该运用最小可接受的检测电阻。这能够依据电流检测扩大器的输入偏置电压和有必要处理的最小电流来核算。
例如，假如需求1mA的分辨率（IRES），而高端电流检测扩大器的偏置电压是1mV （VOFFSET），最大检测电阻则应为1ohm （RSENSE_MIN）。方程3强调了一个要害点，即最小检测电阻直接与高端电流检测扩大器的偏置电压有关。
亲近重视先进的电流检测扩大器
因为具有高端电流检测的精度，新一代高端电流检测扩大器的功用相关于上一代有了明显的改进。例如，凌力尔特科技公司的LTC6102便是一款结合了零漂移技能的最新高端电流检测扩大器。该扩大器的输入偏置电压只要10μV，最大偏置漂移只要50nV/℃。与上一代的电流检测扩大器比较，LTC6102能够运用更小的检测电阻2。假如体系能够答应更大的VSENSE， LTC6102能够接纳高达2V的检测电压。这种组合偏置加上这一最大检测电压能够使扩大器供给106dB的动态规模，然后能够处理来自电流扩大器的微安级电流。用它能够检测更小的电流，因为能够使用外部电阻到达恣意的增益值。经过使用精细电阻器，增益精度能够优于99%。
图6：凌力尔特科技公司的LTC6102能够直接完成高端电流检测。装备该器材只需一个RSENSE和两个增益电阻器。规划师能够经过挑选RIN和 ROUT来定制功耗、呼应时刻以及输入/输出阻抗特性。
LTC6102也并不献身其他重要的电流检测功用。高输入阻抗将输入偏置电流约束在300pA以下。LTC6102在高达105V的共模输入电压条件下仍能作业。共模按捺到达130dB，在100V的共模输入电压规模内所奉献的误差小于32 uV3。在毛病维护方面，该器材的呼应时刻为1usec，因而在负载或电源发生意外时能够迅速地关断电源。
2与具有1mV偏置电压和1 uV/℃漂移的典型高端电流检测扩大器比较，LTC6102具有最小的理论检测电阻值（RSENSE_MIN， 等式3），关于任何给定的电流分辨率（IRES） 而言都要小99%。
3共模按捺等于20 * Log ［VCM / VOS］。
本文小结
高端电流检测扩大器为检测和操控电流供给了许多内涵的优势。先进的电池办理和电机操控技能便是很好的一些实践运用事例，它们对具有更高共模电压、更高准确度和更高精度的电流检测扩大器提出火急需求。业界抢先的LTC6102因为具有强壮的功用和超卓的精度而得到了业界的喜爱。现在的高端电流检测扩大器现已到达了业界抢先精度的运算扩大器的功用水平，为规划师供给了一个简略、多功用和高精度的挑选，能够彻底代替曩昔精度低并且杂乱的电流检测电路。
