电路功用与优势
发生瞬变后，或许衔接、断开或关断监控电路时，高端电流监控器或许遇到过压状况。图1所示电路运用具有过压维护功用、作为差动扩大器衔接的 ADA4096-2运算扩大器来监控高端电流。 ADA4096-2具有输入过压维护功用，关于高于32 V及低于供电轨的电压，不会发生反相或闩锁。
图1. 具有输入过压维护的高端电流检测（原理示意图：未显现一切衔接和去耦）
该电路选用可调低压差500 mA线性稳压器 ADP3336供电，假如需求，后者还可用于为体系其他器材供电。设置为5 V输出时，输入电压规模为5.2 V至12 V。为了省电，可通过将 ADP3336 SD 引脚置位低电平来关断电流检测电路，而电源（例如太阳能电池板）仍可作业。这将对未供电的 ADA4096-2的输入端施加电压，但在最高可达32 V的输入电压下不会发生闩锁或损坏。假如需求较低吞吐速率， AD7920 也可在样本间关断。 AD7920在关断时的最大功耗为5 µW，上电时为15 mW。在作业条件下， ADA4096-2仅需120 µA。作业电压为5 V时，功耗仅为0.6 mW。在关断形式下，ADP3336仅耗费1 µA。
图2. ADA4096-2原理示意图
电路描绘
该电路是经典的高端电流检测电路拓扑结构，选用单个检测电阻。其他四个电阻（双通道1 kΩ/20 kΩ分压器）处于薄膜网络内（以完结比率匹配），用于设置差动扩大器增益。这将扩大检测电阻上发生的两个电压间的差异，并按捺共模电压：
VOUT = (VA – VB) (20 kΩ/1 kΩ)
图2显现了 ADA4096-2的原理示意图。输入级包括两个并行的差分对（Q1至Q4和Q5至Q8）。跟着输入共模电压挨近VCC- 1.5 V，Q1至Q4在I1抵达最低依从电压时关断。相反，跟着输入共模电压挨近VEE+ 1.5 V，Q5至Q8在I2抵达最低依从电压时关断。此拓扑结构可完结最大输入动态规模，由于扩大器在供电轨外的200 mV下（室温）仍可处理输入。
与任何轨到轨输入扩大器相同，两个输入对之间的VOS失配决议扩大器的CMRR。假如输入共模电压规模坚持在各供电轨1.5 V以内，输入对之间的跃迁便可防止，然后将CMRR改善约10 dB。
ADA4096-2输入可维护器材不受最高超出各供电轨32 V的输入电压偏移的影响。此特性对存在电源时序操控问题的运用特别重要，该问题可导致信号源在施加扩大器电源之前活动。
图3显现通过低RDSON内部串联FET（绿色曲线）供给 ADA4096-2的输入电流约束才能，并与运用5 kΩ外部串联电阻和无维护的运算扩大器（赤色曲线）相比较。
图3. 输入电流约束才能
图3是 ADA4096-2选用单位增益缓冲器装备时的状况，其中将电源衔接至GND（或±15 V）并对正输入扫描，直至输入超越电源达32 V。一般来说，输入电流在正过压条件期间限于1 mA，在负欠压条件期间限于200 µA。例如，在20 V过压条件下， ADA4096-2输入电流限于1 mA，然后供给等效于串联20 kΩ电阻的电流约束。图3还显现，不管是否为扩大器供电，电流约束电路均有用。
请留意，图3仅代表反常条件下的输入维护。正确的扩大器作业输入电压规模(IVR)见 ADA4096-2数据手册的表2至表4。
AD7920是一款12位、高速、低功耗逐次迫临型ADC，选用2.35 V至5.25 V单电源供电，最高吞吐量可达250 kSPS。该器材内置一个低噪声、宽带宽采样坚持扩大器，可处理13 MHz以上的输入频率。
转化进程和数据收集进程通过CS和串行时钟SCLK进行操控，然后为器材与微处理器或DSP接口发明了条件。输入信号在CS的下降沿进行采样，而转化一同在此处发动。该器材无流水线推迟。
AD7920选用先进的规划技能，可在下述高吞吐速率的状况下完结极低的功耗，若要进入关断形式，必须在SCLK的第2个下降沿之后、第10个下降沿之前的恣意时刻将CS变为高电平，以中止转化进程。一旦CS在SCLK的此窗口内变为高电平，器材即进入关断形式，CS下降沿所发动的转化停止，SDATA回来三态。假如CS在第2个SCLK下降沿之前变为高电平，则器材仍将处于正常形式，不会关断。这能够防止CS线上的毛刺引起意外关断。
若要退出这种作业形式并使 AD7920再次上电，需求履行一次伪转化。在CS的下降沿，器材开端上电，而且只需CS处于低电平便持续上电，直到第10个SCLK的下降沿之后。通过16个SCLK后，器材彻底上电，下一次转化将发生有用数据。
假如CS在第10个SCLK下降沿之前变为高电平，则 AD7920再次回来关断形式。这能够防止CS线上的毛刺引起意外上电，或许CS坐落低电平时8个SCLK周期意外迸发。尽管器材能够在CS的下降沿开端上电，但只需不超越第10个SCLK下降沿，便会在CS的上升沿再次关断。
有关时序的概况请拜见 AD7920数据手册。
测验成果
衡量该电路功用的一个重要目标是终究输出电压丈量成果中的噪声量。
图4显现了10,000个丈量样本的直方图。该数据是运用衔接到 EVAL-SDP-CB1Z体系演示渠道(SDP-B)评价板的CN-0241评价板取得的。设置概况拜见本电路笔记的“电路评价与测验”部分。
电源设置为3.0 V，不封闭LDO的输出，在250 kSPS的最大速率下收集10,000个数据样本。图4显现了收集成果。峰峰值噪声约为2 LSB，对应于大约0.3 LSB rms。
图4. 关断前10,000个样本的码字直方图
接着在软件中将衔接至ADP3336的SD关断引脚置位低电平，然后封闭LDO输出。约1分钟后，再将ADP3336的关断引脚置位高电平，从头敞开输出，并收集相同数量的数据样本。图5显现了收集成果。
图5. 关断后10,000个样本的码字直方图
上图显现，输入处于高电平时， ADA4096-2 的输出在关断期间并未闩锁。
常见改变
经验证，该电路能够稳定地作业，并具有杰出的精度。该板一同兼容体系演示渠道SDP-S操控板EVAL-SDP-CS1Z)。
图1所示电路稍作更改，便可针对最高达+30 V的输入电源电压监控电流。 ADA4096-2的+V引脚并未衔接到 ADP3336的+5 V，而是直接衔接到受监控的输入电源。在这种装备中， ADA4096-2直接选用输入电源供电。
电路评价与测验
本电路运用EVAL-CN0241-SDPZ电路板和 EVAL-SDP-CB1Z 体系演示渠道SDP-B操控器板。这两片板具有120引脚的对接衔接器，能够快速完结设置并评价电路功用。 EVAL-CN0241-SDPZ板包括要评价的电路，如本笔记所述。SDP-B操控器板与CN0241评价软件一同运用，可从 EVAL-CN0241-SDPZ电路板获取数据。
设备要求
带USB端口的Windows® XP、Windows Vista®（32位）或Windows® 7（32位）PC
EVAL-CN0241-SDPZ电路评价板
EVAL-SDP-CB1ZSDP-B操控器板
CN0241 SDP评价软件
能够驱动6 V/1 A的直流电源
能够驱动5 V/2.5 A的直流电源
2 Ω/12 W负载电阻
开端运用
将CN0241评价软件光盘放进PC的光盘驱动器，加载评价软件。翻开“我的电脑”，找到包括评价软件的驱动器。
功用框图
电路框图拜见本电路笔记的图1，电路原理图拜见“EVAL-CN0241-SDPZ-SCH-RevA.pdf”文件。此文件坐落 CN0241 Design Support Package中。
设置
EVAL-CN0241-SDPZ电路板上的120引脚衔接器衔接到 EVAL-SDP-CB1Z操控器(SDP-B)板上标有“CON A”的衔接器。应运用尼龙五金配件，通过120引脚衔接器两头的孔牢牢固定这两片板。在断电状况下，将一个+6 V电源衔接到板上标有“+6 V”和“GND”的引脚。假如有+6 V“壁式电源适配器”，能够将它衔接到板上的管式衔接器，替代+6 V电源。SDP-B板顺便的USB电缆衔接到PC上的USB端口。留意：此刻请勿将该USB电缆衔接到SDP-B板上的微型USB衔接器。
当准备好收集数据时，敞开5 V/2.5 A直流电源。对电压输出做出相应调理，以输出想要丈量的电流量。
图6显现了CN0241 SDP评价软件界面的屏幕截图，图7显现了 EVAL-CN0241-SDPZ评价板的屏幕截图。有关SDP-B板的信息，请参阅SDP-B用户攻略。
测验
为衔接到EVAL-CN0241-SDPZ电路板的+6 V电源（或“壁式电源适配器”）通电。发动评价软件，并通过USB电缆将PC衔接到SDP-B板上的微型USB衔接器。
一旦USB通讯树立，就能够运用SDP-B板来发送、接纳、捕捉来自EVAL-CN0241-SDPZ板的串行数据。
当准备好收集数据时，敞开5 V/2.5 A直流电源。对电压输出做出相应调理，以输出想要丈量的电流量。
图6显现了CN0241 SDP评价软件界面的屏幕截图，图7显现了 EVAL-CN0241-SDPZ评价板的屏幕截图。有关SDP-B板的信息，请参阅SDP-B User Guide。
图6. CN0241 SDP评价软件界面
图7. 衔接到SDP板的EVAL-CN0241-SDPZ评价板
CIRCUITS FROM THE LAB™实验室电路
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