增加電量計動態(tài)范圍

Maxim的DS27xx系列電量計器件均規(guī)定了測量恒定電流的動態(tài)范圍。但是，可以通過實施RC濾波器來測量高于此范圍的峰值電流，該濾波器可以將波形平滑到器件的可測量范圍內。本應用筆記討論如何使用單個外部電容實現(xiàn)該濾波器，然后指導讀者如何為應用選擇合適的電容值。

介紹

圖1.DS27XX 模數濾波電路

數據資料中DS27XX電量計器件的電流檢測A/D的最大允許輸入范圍顯示為恒流值。然而，這不是可測量的真實峰值電流。每個Maxim電量計的A/D輸入都包含一個RC濾波器，該濾波器將平滑波形，并允許正確積分大于指定最大值的峰值。濾波器電容可選，以產生使用整個A/D范圍但不使其輸入飽和的波形。

操作

圖2.濾波和未濾波波形。

濾波電阻位于器件內部，無法改變;濾波電容連接在IS1和IS2輸入之間。應選擇濾波電容的值，以便在不超過輸入限值的情況下利用A/D的整個范圍。圖2中的示例顯示了大于A/D輸入范圍的原始波形和具有最大峰值（V2） 小于 A/D 輸入范圍。

濾波電容的理想值可以通過實驗或數學確定。最大濾波電壓可以用濾波器元件和輸入波形參數來表示。公式1顯示了在碼型重復且濾波波形達到穩(wěn)定狀態(tài)的情況下如何得出最大濾波電壓。從這個公式中，可以選擇一個滿足應用要求的電容值。公式1的推導見附錄。

等式 1.計算最大濾波電壓

其中：

例如，如果使用濾波電阻（Rf）為9.4kΩ（兩個4.7kΩ電阻串聯(lián)）、輸入電壓限值為64mV的DS2762來測量圖1中的波形（Vlow = 6mV，Vhigh = 74mV，tlow = 2.0ms，大腿= 1.125ms），則需要至少0.068μF的濾波電容（Cf）來防止A/D輸入飽和。此計算不包括器件或波形容差。假設濾波電阻容差為所列數據表值的±15%。

總結

基于DS27XX的電量計通過濾波待測波形，可以測量遠大于其指定輸入范圍的電流脈沖。波形的形狀被改變，改變單個電流測量值，但波形能量保持不變，保持累積電流測量的準確性。

審核編輯：郭婷