CN0548

电压和电流测量连接

可将CN0548配置为支持多种测量情况。电流检测输入可以将正极或负极电压输入端子，或两者之间的任何电压作为基准电压源，且测量接地与开发平台和所连接主机的接地隔离。

图2显示用于测量一个具有15 V接地电源和接地负载的电路的连接。在负载的高端测量负载电流。

图3显示用于测量负载低端（接地回路）的负载电流的连接。

图4显示用于测量-48 V电源的连接，在负载的接地回路上测量电流。

图5显示高端电流测量连接，电源电压高达250 V。电压测量通道的输入端可以容许高达+/-250 V的电压，而不造成损坏，输出将达到饱和，不会产生有效的测量。

电压输入

LT1997-2 精密高压漏斗放大器内置匹配的电阻网络，将输入电压调节到 ADC 的输入电压范围内。该器件的增益误差为 0.006%，增益漂移为 1 ppm/°C。可以通过对+INA、+INB、+INC、-INA、-INB 和-INC输入进行引脚短接来选择 38 个独有的衰减因数，通过 CN0548 上的跳线实现。

表1 列出了 5 种跳线设置，涵盖大部分应用和电路的允许输入电压。请参考 LT1997-2 数据手册查看衰减因数的综合列表。注意，应在将 CN0548 连接至带电电路之前配置增益设置跳线，在连接至带电电路时，不得移动跳线。

通过如表 2 所示配置 LT1997-2 REF 引脚和 AD7798 AIN3 引脚电压，可以将 CN0548 电压输入设置为单极或双极输入范围。

电流输入

AD8418A 是一款双向高压零漂移电流检测放大器。其固定增益为 20 V/V，具有 10 kHz 带宽，在整个工作温度范围内的最大增益误差为±0.15%。放大器的输出电压直接连接至 ADC 的通道 1、AIN1-和AIN1+。AD8418A 提供出色的输入共模抑制，范围为-2 V 至+70 V。

如表 3 所示，AD8418A 通过 ISENSE输入端子之间的 10 mΩ、2 W 电流检测电阻执行双向电流测量。在双极性模式下，最大输入电流为+/-10 A。单极输入范围为 0 A 至高达 14 A，受到检测电阻的功耗限制。AD8418A 输出要求与 GND 之间具有 32 mV 裕量；请参阅单极和双极电流测量测试结果。

模数转换

AD7798 是一款 16 位低功耗高精度∑-∆模数转换器(ADC)，用于测量宽动态范围、低频率信号，例如压力传感器、称重和精密测量应用中的信号。AD7798 具有三个缓冲差分输入，带有可编程仪表放大器和片内数字滤波。100 mV 至 5.25 V 外部基准电压决定满量程输入范围。AD7798 的输出数据速率可由用户编程，范围为 4.17 至 470 sps；测量带宽以及噪声灵敏性与输出数据速率成正比。大多数电源测量应用不需要高采样率，可以利用较低输出数据速率模式提供的窄带宽。此外，16.7 sps 和更低的采样率可以提供对 50 Hz 和 60 Hz 线路噪声的同步抑制。AD7798 根据输出数据速率使用稍微不同的滤波器类型，以尽可能降低内部噪声源造成的影响。图 8 显示 16.7 Hz 模式下的滤波器响应。请参阅 AD7798 数据手册，查看关于所有滤波器模式的完整详细说明。

AD7798 的模拟输入是全差分输入，输入范围为

当输入电压处于无缓冲模式且仪表放大器闲置时，绝对电压可以扩展到任一供电轨，这是CN0548 默认使用的配置。

CN0548 向 AD7798 提供高电平缓冲信号，因此可以将增益设置为 1 并禁用缓冲器，以尽可能扩大输入范围。4.096 V 基准电压产生的输入范围为+/-4.096 V，甚至在 ADC 输入等于或稍低于接地值时，读数也是有效的。

基准电压

CN0548 板上使用两个基准电压。A 级 LT6657（如图 9 所示）为 AD7798 提供 4.096 V 基准电压。此器件为带隙基准电压源提供非常低的噪声；在 0.1 Hz至 10 Hz 带宽内，仅提供 0.5 ppmP-P，或者平均值为 1.24 μVp-p。它采用大型输出电容保持稳定，该电容用于降低高频噪声，并为 AD7798 的动态采样电流提供低阻抗。LT6657 对 4.096 V 输出基准电压源的电压调整率通常低于 1 ppm/V。负载调整率也低于 2 µV/mA。负载电流中 5 mA 的变化仅使输出电压偏移 10 µV。

LT6656 为 V_SENSE放大器、I_SENSE放大器和 ADC 负输入提供 2.048 V 偏置电压，使输入端口能够支持双极范围。

噪声性能

LT1997-2的最高输出噪声电压按4衰减，约为1 μVp-p。LT6657提供约2 μVp-p输出噪声。总值（和的平方根）为1 μVp-p和2.0 μVp-p，或1.7 μVp-p。AD7798的量化噪声为62.5μV，因此将是电压测量中的主要噪声源。在80 V输入范围内，折合为输入的噪声约为1.2 mV。

在电流测量模式下，AD8418A的输入噪声电压为2.3 μVp-p，范围为0.1 Hz至10 Hz。增益为20时，输出端的反射噪声电压为20 × 2.3 μVp-p，或46 μVp-p。这仍然略低于AD7798的量化噪声。虽然固定、无噪声输入可能产生几个闪烁码，仍然可将AD7798视为主要的噪声源。

电源与 SPI 隔离

LTM2886 µModule的5 V串行外设接口(SPI)版本提供隔离型+/-5 V电源和隔离型SPI通信。无需使用外部组件，解耦电容集成在模块中。LTM2886对接地层之间的共模瞬态具有极高的耐受度；通过大于30 kV/us的共模事件保持无误差运行。LTM2886包含一个独立的逻辑电源引脚，允许主机侧的逻辑电平电压为1.62 V和5.5 V之间的任何电压。

电路板隔离

图10和图11显示的是电路板隔离栅。该板用于在接地之间提供最大爬电距离，串联采用2个额定值为250 V的安全型Y2电容，以降低来自LTM2886的内部开关稳压器的传导噪声。