Maxim的DS27xx系列電量計(jì)器件均規(guī)定了測(cè)量恒定電流的動(dòng)態(tài)范圍。但是，可以通過實(shí)施RC濾波器來測(cè)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(cè)量范圍內(nèi)。本應(yīng)用筆記討論如何使用單個(gè)外部電容實(shí)現(xiàn)該濾波器，然后指導(dǎo)讀者如何為應(yīng)用選擇合適的電容值。
介紹
圖1.DS27XX 模數(shù)濾波電路
數(shù)據(jù)資料中DS27XX電量計(jì)器件的電流檢測(cè)A/D的最大允許輸入范圍顯示為恒流值。然而，這不是可測(cè)量的真實(shí)峰值電流。每個(gè)Maxim電量計(jì)的A/D輸入都包含一個(gè)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(chǎn)生使用整個(gè)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(nèi)部，無法改變;濾波電容連接在IS1和IS2輸入之間。應(yīng)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(gè)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(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)確定。最大濾波電壓可以用濾波器元件和輸入波形參數(shù)來表示。公式1顯示了在碼型重復(fù)且濾波波形達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的情況下如何得出最大濾波電壓。從這個(gè)公式中，可以選擇一個(gè)滿足應(yīng)用要求的電容值。公式1的推導(dǎo)見附錄。
等式 1.計(jì)算最大濾波電壓
其中：
|
V1 |
= 濾波波形的最小電壓 |
|
V2 |
= 濾波波形的最大電壓 |
|
Vlow |
= 輸入波形的最小電壓 |
|
Vhigh |
= 輸入波形的最大電壓 |
|
tlow |
= 輸入波形的低周期 |
|
thigh |
= 輸入波形的高周期 |
|
Rf |
= DS27XX器件內(nèi)部的濾波電阻 |
|
Cf |
= 所選的外部濾波器電容 |
例如，如果使用濾波電阻（Rf）為9.4kΩ（兩個(gè)4.7kΩ電阻串聯(lián)）、輸入電壓限值為64mV的DS2762來測(cè)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(jì)算不包括器件或波形容差。假設(shè)濾波電阻容差為所列數(shù)據(jù)表值的±15%。
總結(jié)
基于DS27XX的電量計(jì)通過濾波待測(cè)波形，可以測(cè)量遠(yuǎn)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(gè)電流測(cè)量值，但波形能量保持不變，保持累積電流測(cè)量的準(zhǔn)確性。
審核編輯：郭婷
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