CN106908647A - 电流检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电流检测电路，用以检测一待测产品的电流，其中，该电流检测电路包括一运算放大器、一采样单元、一调节单元及一测量单元，所述待测产品与采样单元串联并连接于一电压源及地之间，所述运算放大器包括第一输入端、第二输入端、第一调节端及第二调节端，所述第一输入端及第二输入端连接于所述采样单元的两端，所述调节单元的两端分别与所述第一调节端及第二调节端相连，以调节所述运算放大器的放大倍数，所述测量单元连接于所述运算放大器的输出端。本发明可以方便、精确地检测及计算出例如手表等精密电子或集成电路的微小电流信号，从而提高检测精度及检测效率。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种电流检测电路。
【背景技术】
电流是国际量值体系中的一个重要参量，其与人类科学技术的发展密不可分，同时也是电子测量技术和仪器的基本研究对象。当电流信号的量值小到一定程度，比如微安级、毫安级、甚至皮安级的小电流时，对它的准确精测就变得非常复杂、困难。然而在精密电子测量、半导体集成电路测试、航空航天测控、新型纳米材料研究以及生命科学发展所需的分析测试等领域，又要求必须对这种微弱的信号进行准确捕捉和测量。
目前，测量小电流常用的方法包括取样电阻法和运放反馈电流法。所述取样电阻法是通过一测量设备来测量取样电阻的电压以获取测量流经取样电阻的电流，从而确定待测电子产品的微小电流，但通常取样电阻与测量设备的输入阻抗并联，为了不影响测量准确度，测量设备的输入阻抗需为取样电阻的1000倍，例如：如果取样电阻是1兆欧姆，那么测量设备的输入阻抗需为1000兆欧姆。但这样的测量设备难以制造，所以取样电阻法往往会受后续测量设备性能的制约。
基于上述取样电阻方法的弊端，大多数人则会选择运放反馈电流法来测量小电流。如图1所示，现有技术中，通常在运算放大器U1的第一端连接一平衡电阻R'，在运算放大器U1第二端连接一待测产品，并接收一待测小电流Is，该运算放大器U1的输出端与运算放大器U1第二端之间连接一反馈电阻Rf，通过计算运算放大器U1的输出电压来计算待测产品的电流。运算放大器U1理想状态下，输出端输出的电压Uo计算如下：Uo＝-Rf*Is。然而，由于运算放大器U1本身不可能处于理想状态，在运算放大器U1的第一端和第二端往往会分别存在偏置电流Ib-及Ib+，这会影响小电流的测量结果，使得实际测量结果与理论不一致。因此，运算放大器U1输出端的实际电压U'o如下：U'o＝-Is*Rf+(Ib+)*R'+(Ib-)*Rf，即运算放大器U1输出端的误差电压△Uo如下：△Uo＝U'o-Uo＝(Ib+)*R'+(Ib-)*Rf。从而，导致小电流测量不准确。
因此，基于上述取样电阻及有必要提出一种新的小电流检测电路来克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明需解决的技术问题在于提供一种测量准确小电流，且不会受测量设备性能所制约的电流检测电路。
一种电流检测电路，用以检测一待测产品的电流，其中，该电流检测电路包括一运算放大器、一采样单元、一调节单元及一测量单元，所述待测产品与采样单元串联并连接于一电压源及地之间，所述运算放大器包括第一输入端、第二输入端、第一调节端及第二调节端，所述第一输入端及第二输入端连接于所述采样单元的两端，所述调节单元的两端分别与所述第一调节端及第二调节端相连，以调节所述运算放大器的放大倍数，所述测量单元连接于所述运算放大器的输出端。
优选的，所述采样单元包括一采样电阻，所述采样电阻的一端连接所述待测产品，所述采样电阻的另一端接地。
优选的，所述调节单元包括一调节电阻，所述调节电阻的一端连接运算放大器的第一调节端，另一端连接运算放大器的第二调节端。
优选的，所述运算放大器的放大倍数与所述调节电阻的阻值成反比。
优选的，所述测量单元为一电压检测设备，用以测量运算放大器输出的电压信号。
优选的，所述采样单元包括至少两个电阻相互串联而成。
本发明通过调节单元调节运算放大器的放大倍数，从而可以方便、精确地检测及计算出例如手表等精密电子或集成电路的微小电流信号，提高检测精度及检测效率。
【附图说明】
图1为现有技术中电流检测电路的电路图。
图2为本发明电流检测电路与待测产品及测量设备相连的示意图。
图3为本发明电流检测电路的方框图。
图4为本发明电流检测电路的电路图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图2所示，为本发明较佳实施例的电流检测电路10与一待测产品20相连的方框图。该电流检测电路10用以检测待测产品20的电流。在本实施例中，该待测产品20为一电子手表，该电流检测电路10用以测量电子手表的工作电流。当然，可以理解的是，该待测产品20也可为其他精密电子设备或集成电路。
如图3所示，所述电流检测电路10包括一运算放大器U2、一采样单元30、一调节单元50及一测量单元60。在本实施例中，所述测量单元60为一电压检测设备。运算放大器U2的同相输入端通过所述待测产品20连接一第一电压源VCC1，该运算放大器U2的同相输入端还通过所述采样单元30接地。所述待测产品20及采样单元30串联后连接于所述第一电压源VCC1及地之间。所述运算放大器U2的反相输入端通过采样单元30及待测产品20连接所述第一电压源VCC1所述调节单元50连接于所述运算放大器U2的第一调节端RG1及第二调节端RG2之间。所述运算放大器U2的电源引脚Vcc连接第二电压源VCC2。所述运算放大器U2的电源引脚Vss连接所述电压源VSS。所述运算放大器U2的参考引脚REF连接地信号GND。所述运算放大器U2的输出端Vout连接所述测量设备40。所述测量单元60用以测量运算放大器U2的输出端Vout的输出电压。
一并参照图4，在本实施例中，所述运算放大器U2的型号为AD620。所述采样单元30为一采样电阻Rs。所述调节单元50为一调节电阻Rg，用以调节运算放大器U2的放大倍数。所述采样电阻Rs的一端连接所述待测产品20，另一端接地。所述调节电阻Rg连接于所述运算放大器U2的第一调节端RG1及第二调节端RG2之间。在本实施例中，所述取样电阻Rs的电阻值为240Ω，所述调节电阻Rg的电阻值为100Ω，所述运算放大器U2的放大倍数G为500，运算放大器U2的输出端Vout的输出电压为V1，假设，测量单元60测得所述输出电压V1为2.4V，那么待测产品20的电流Is的计算如下：Is＝(V1/Rs)/G＝(2.4/240)/500＝20uA。在本实施例中，所述放大倍数G与调节电阻Rg的阻值成反比。
在其他实施例中，所述采样单元30包括相互串联的多个电阻。可以通过改变调节电阻Rg的电阻值来调整所述运算放大器U2的放大倍数。依据实际需要，通过调整调节单元50的电阻值来改变运算放大器U2的放大倍数，从而放大待测产品的微电流。
综上，通过调节单元50调节运算放大器U2的放大倍数，从而可以方便并精确地检测出手表等精密电子或集成电路的微小电流，提高检测效率。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电流检测电路，用以检测一待测产品的电流，其特征在于：该电流检测电路包括一运算放大器、一采样单元、一调节单元及一测量单元，所述待测产品与采样单元串联并连接于一电压源及地之间，所述运算放大器包括第一输入端、第二输入端、第一调节端及第二调节端，所述第一输入端及第二输入端连接于所述采样单元的两端，所述调节单元的两端分别与所述第一调节端及第二调节端相连，以调节所述运算放大器的放大倍数，所述测量单元连接于所述运算放大器的输出端。
2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于：所述采样单元包括一采样电阻，所述采样电阻的一端连接所述待测产品，所述采样电阻的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的电流检测电路，其特征在于：所述调节单元包括一调节电阻，所述调节电阻的一端连接运算放大器的第一调节端，另一端连接运算放大器的第二调节端。
4.根据权利要求3所述的电流检测电路，其特征在于：所述运算放大器的放大倍数与所述调节电阻的阻值成反比。
5.根据权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于：所述测量单元为一电压检测设备，用以测量运算放大器输出的电压信号。
6.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于：所述采样单元包括至少两个电阻相互串联而成。
7.根据权利要求6所述的电流检测电路，其特征在于：所述调节单元包括一调节电阻，所述调节电阻的一端连接运算放大器的第一调节端，另一端连接运算放大器的第二调节端。
8.根据权利要求7所述的电流检测电路，其特征在于：所述运算放大器的放大倍数与所述调节电阻的阻值成反比。
9.根据权利要求8所述的电流检测电路，其特征在于：所述测量单元为一电压检测设备，用以测量运算放大器输出的电压信号。
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