传感器与IC简化电流测量技术
高端测量可克服以上这些问题,而且实际上在应用中是强制性的,担负大量公共接地－返回路径,如汽车那样。问题现在集中在以一个加在正电源线上的小检测电压为参考的地上。虽然可采用真正的差分放大器或仪表放大器方法,但要求有匹配良好的电阻器来保持共模抑制比 (CMRR) 以及保持精确的增益性能（图1a）,例如,任何两个电阻器间0.1%的不平衡即会将CMRR降为66 dB。
像具有1和10固定增益的Max一体电感器im公司MAX4198/99芯片,即集成了这些电阻器并具有优于0.01%的增益精度与大于110 dB的CMRR。封装选项包括该公司的小型8引脚mMAX封装,起价大约为1.25美元（批量1000片）。该公司还提供各种用于电流检测应用的元件。 Analog Devices公司也在其电流检测放大器系列中提供各种用于高共模检测的仪表放大器。例如,AD8205具有的65V工作电压极限使其适合用于汽车42V PowerNet监控。与内部分压器链路的灵活连接,使其易于进行偏置和换算输出电压以适合进行单极型与双极型测量。售价为1.35美元（批量1000 片）的该型芯片采用工作温度规定为 -40℃~ +125℃的8引脚SOIC封装。
差分放大器配置也适合高电压环境工作。例如,凌特科技公司 (Linear Technology) 的LT1990器件,采用±15V电源工作时,即能适应高达±250V的共模电压,并具有由外部链路设定的1或10增益。它还采用分别高达±350V 或±500V的共模瞬态保护,使其非常适合于工业应用。采用SO8封装的LT1990具有最小70 dB的CMRR及最大0.28%的增益精度误差,起价为1.35美元（批量1000片）。同系列器件——LT1991,可在±60V的输入电压范围内提供更高的精度。它包括8个片上精密匹配的硅－铬电阻器,允许在小于0.04%的增益误差及大于75 dB 的CMRR下设定-13~+14的增益。该运放在3 nA偏置电流下的典型输入失调电压为15mV,采用2.7V ~±18V单电源工作,并在大约100mA的电流下具有最小的功耗。此外,该器件还是一款在110 kHz频率上保持了-3 dB单位增益响应的560kHz增益带宽产品。10引脚MSOP封装或无铅DFN封装的起价为1.39美元（批量1000片）,大小仅为3 mm见方。
另一种差分放大器方法配置的器件是采用一个满摆幅输入运放直接在电源电压上放大检测电压（图1b）。由于采用P沟道MOSFET Q1来做作为电流源,因此负反馈会将差分电压施加于检测电阻器R1上,然后R1中的电流再通过R2流向接地。在此种情况下,CMRR只取决于运放的能力, 且输出电压直接接地。但需仔细选择满摆幅输出运放,因为当在中范围内工作的晶体管截止并由另一个电感单位设定成靠近线路电压工作的晶体管接任时它们在几伏的线路电压值内即呈现为非线性（参考文献2）。另外,也可选择像凌特科技公司的新型LTC6101器件来进行电阻器分流测扁平型电感量。这种全CMOS的器件集成了运放与 FET,以提供最小110dB的PSRR（电源抑制比）。具模压电感有在室温下最大450mV的输入失调电压及170nA的输入偏置电流的该器件,适用于4V~ 60V环境下高达500 mV的检测电压,响应时间在1ms范围内。
凌特科技公司信号调整部总经理Erik Soule指出,当芯片测量其自身在14V上的大约为250mA电流消耗时,可以从电池或从负载一侧来给芯片供电。他说,“实际上,利用0.1% 的增益设定电阻器,您就能很容易得到优于1% 的性能,因为电阻器是主要的误差源。”5引脚1mm高SOT-23封装的LTC6101芯片,起价为1.04美元（批量1000片）。Soule还推荐了其他检流元件,包括更高电压的LTC6101以及带输出缓冲与4种增益设定的双极型器件。
对于高精度工作,凌特科技公司可提供其LT1787芯片。此8引脚器件的40mV输入失调电压,可允许在250 mV检测电压下实现12位ADC的精度。它采用2.5V~36V或60V（带HV下标）电源工作,仅消耗大约60mA的电流,具有大约120 dB的PSRR。两个终端——FIL+ 与FIL-,通过在芯片输入分压器链路的中间增加一个电容器,可提供额外的差分信号滤波与共模信号滤波（图2）。工作时,运放将其反相与正相输入之间的电位驱动至零,以使输入电阻器中的电流流入Q1与Q2。电流镜将（图2）电流相加并以固定为8的输入－输出增益将其转换成单端输出。偏置引脚为电压输出提供一个参考电平,且一般连接至ADC的参考电压。此连接可确保IC的电流至电压转换器 (ROUT) 跟踪ADC参考电压随时间、温度的变化。正电流使输出电压相对于偏置电平为正,而负电流则正好相反。工业应用温度范围及汽车应用温度
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