大多数模拟集成电路（比较器、运算扩大器、外表扩大器、基准、滤波器等）都是用来处理电压信号的。至于处理电流信号的器材，设计师们的挑选却少得不幸，并且还要面临多得多的难题。这很不幸，由于直接监督和丈量电流有很大的优势。经过调查电流活动，能够最好地监督电动机扭矩、螺线管受力、LED 密度、太阳能电池受光量和电池电量。所需求的仅仅一个能精确丈量电流并将电流转换成电压的电路，这样就能够用很简略买到现有的电压器材（扩大器、比较器、ADC 等）以扩大、调理和丈量电压。
图 1：电流检测电路概念图
虽然电阻能够将电流转换成电压，可是只用电阻并不能组成完好的解决方案。最常见的解决方案是，用一个直接与电流串联的检测电阻，并用一个扩大器来阻隔和调理电阻上的电压（VSENSE）。
图 2：实践的电流检测电路
组合扩大器与检测电阻
乍一看，将电阻与接地址串联好像与大多数简略直接的电流检测办法相同。这种办法称为低端电流检测（图 3A），要求不存在或许使电流在检测电阻周围被分流或或许引进附近电路电流的接地通路。假如机架构成了体系地，那么刺进这样的检测电阻或许是不实践的。并且，已然地线不是抱负导体，那么体系中不同方位的地电压或许不同，因而有必要运用差分扩大器才干完成精确丈量（图 3B）。
图 3A：低端电流检测拓扑
图 3B：低端电流检测电路
在进行低端电流检测时还有更严峻的问题。接地通路中的电阻意味着负载“地”将跟着电流的改变而改变。这或许引起体系共模差错，并在与需求相同地电平的其他体系衔接时呈现问题。由于丈量分辩率跟着 VSENSE 起伏的进步而进步，因而设计师有必要以“地噪声”交换分辩率的进步。适度的 100mV 满标度 VSENSE 转换成 100mV 注入地噪声。经过在电源和负载之间放置电流检测电阻，能够防止地电平改变问题。
这种办法称为高端电流检测。检测电阻上的差分电压依然可用来直接丈量电流，不过现在电阻上有一个非零共模电压。这种装备的技能难题是，有必要从电源共模电压平分辩出小的差分检测电压（图 4）。
图 4：高端电流检测
就低压体系而言，外表扩大器或其他轨至轨差分扩大器用于监督高端检测电阻或许满足了。扩大器的输出有必要在不添加很大差错的状况下转换到地电平。电源电压很高时，或许需求将 VSENSE 转换到扩大器输入共模规模内的电路，或许将扩大器浮动到电源电压的电路。这些办法除了添加电路板空间和本钱，还假定共模电压将保持在一个很窄的特定规模内。就大多数电流检测运用而言，预先考虑大的共模改变十分有用。例如，假如电流检测电路在电源电压下降时能够作业，那么它能够指示电源或负载处是否存在问题；电流过大标明限流和负载毛病，电流缺乏指示电源毛病。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。许多电流器材，如电动机和螺线管，本质上都是理性的，经过这些器材的电流敏捷改变会引起理性反激，导致检测电阻上呈现大的电压摆幅。这些比如精确说明晰扩大器何时最有用。
简略的解决方案
为了战胜这些电流检测难题，人们发明了高端电流检测扩大器。这些特别扩大器用来从高共模电压中抽取经过小检测电阻的电流发生的小差分电压。然后，检测电压被扩大并被转换成以地为基准的信号。图 5 显现了高端电流检测扩大器的根本拓扑。在这个图中，扩大器给 RIN 加上等于 VSENSE 的电压。然后，经过 RIN 的电流流过 ROUT，供给以地为基准的输出电压。就这个根本功用而言，很显着，高端电流检测扩大器应该有高输入阻抗、高增益和高增益精确度、以及宽共模规模和杰出的共模按捺。或许不那么显着的是还有扩大器精确度的重要性。
图 5：根本高端电流检测扩大器
重视电阻
抱负状况下，电流和电压检测电路不应该对它所衔接的负载形成影响。这意味着，电压检测器材应该有挨近无限大的输入阻抗，这可保证不会从负载分走可观的电流。相反，电流检测器材应该有挨近零的输入阻抗，这可保证不会显着地下降负载电压。高端电流检测电路（扩大器＋电阻）一起遭到这两种要求的限制。用来检测 RSENSE 上电压的扩大器有必要有高输入阻抗。用来检测负载电流的电阻有必要十分小。
为了充沛了解这一点，咱们来看一下运用大检测电阻时的状况。由于串联电阻进步了，所以负载取得的电压下降了。外加串联电阻是能量糟蹋的本源，大的检测电阻或许导致过度的热耗散，从长远来看或许引起牢靠性问题。
运用大检测电阻有什么理由吗？首要的长处是进步了总的输出电压（EQ1）。这在扩大器有固定增益或增益可装备性有限时或许很有用。
[EQ1]
检测电阻值有个极限。扩大器输入规模和最大预期电流将决议最大的实践检测电阻值（EQ2）。
RSENSE_MAX = (VSENSE_MAX / ISENSE_MAX) [EQ2]
例如，假如经过检测电阻（ISENSE MAX）的最大预期电流是 50mA，高端电流检测扩大器能够承受高达 250mV（VSENSE MAX）的输入，那么最大检测电阻值是 50Ω（RSENSE_MAX）。
抱负状况下，设计师不应该被逼添加检测电阻以补偿扩大器。只需扩大器能以满足的增益和增益精确度作业，设计师就应该去重视最小可承受电阻值。这能够从电流检测扩大器的输入失调电压算出来，有必要分辩的最小电流为：
RSENSE_MIN = (VOFFSET / IRES). [EQ3]
例如，假如要求 1mA 分辩率（IRES），高端电流检测扩大器的失调电压为 1mV（VOFFSET），那么最小检测电阻为 1Ω（RSENSE MIN）。等式 3 突出了一个要害点：最小检测电阻与高端电流检测扩大器的失调电压直接相关。
深化了解现代电流检测扩大器
设计师把精准高压侧电流检测技能谨记于心, 然后开发出了新式高压侧电流检测扩大器, 与从前的同类产品比较, 功用有了大起伏的提高。例如，凌力尔特公司的 LTC6102 是一种选用零漂移技能的新式高端电流检测扩大器。这种扩大器的输入失调电压仅为 10uV，偏压漂移最大值为 50nV/oC。与前几代电流检测扩大器比较，LTC6102 能够运用小得多的检测电阻(2)。假如体系能够承受大的 VSENSE，那么LTC6102 就能够承受高达 2V 的检测电压。低失调加上这么高的最高检测电压可完成超越 106dB 的动态规模，答应LTC6102从安培级电流分辩出微安级电流。检测十分小的电流是或许的，由于任何增益值都能够用外部电阻挑选。经过运用精细电阻，增益精确度能够高于 99%。
LTC6102 也不危害其他重要的电流检测功用。其高阻抗输入将输入偏置电流限制为低于 300pA。LTC6102 能够在输入共模电压高达 105V 时作业。130dB 的共模按捺在整个 100V 输入共模电压规模内发生低于 32uV 的偏移差错(3)。就毛病维护而言，LTC6102 有 1us 的呼应时刻，然后答应该器材在呈现意外的负载或电源改变时敏捷封闭电源。
图 6：凌力尔特公司的 LTC6102 可简略直接地完成高端电流检测。用 RSENSE 和两个增益电阻就能够装备该器材。经过挑选 RIN 和 ROUT，设计师能够定制功耗、呼应时刻和输入/输出阻抗特性
定论
高端电流检测扩大器用来监督和操控电流时具有固有的优势。电池办理、电动机操控等范畴的技能进步导致对较高共模电压、较高精确度和较高精确度的电流检测扩大器的极大需求。LTC6102 率先以一套令人形象深入的功用和杰出的精确度拓荒了一片新天地。高端电流检测扩大器现在现已达到了业界抢先精确运算扩大器的功用水平，为设计师供给了一种简略、通用和高度精确的器材，这种器材可代替曩昔精确度较低或较杂乱的电流检测电路。
