电流传感器电路
提出一种基于电荷测试的片外电流传感器电路，该电流传感器电路由4片高速电流反馈放大器(CFAs)组成，使用CLC449单片集成运算放大器作为基本组成单元。本文对文献[5]中的片外电流传感器电路进行改进，改进后的电路如图2所示。
2.1 电流读取放大单元(CSA)
电流传感器电路通过测量连接在电源线上的采样电阻两端的电压降而获得瞬态电流，因此要求电流读取放大单元要有足够高的阻抗，以避免测试电路对被测集成电路供电电流的影响。利用运放U1和U2构成的电压跟随器电路为被测电路和U3构成的差分放大器电路的输入端提供阻抗隔离。为了提高传感器电路的稳定性，本文采用性能非常优良的仪用放大电路，增加了电阻R12。
根据式(3)可知，若前级放大器增益(R12+R11+R9)／R12增大，则CMRR也相应增大，如果R11和R9使用的是基本相同的值，那么稍稍出现偏差也无所谓。为了能改变放大倍数，甚至可以大幅度地改变R12的值，因为式(1)中的V+和V-各自之间没有任何关系，所以CMRR也不会发生大的变化。并且在多数情况下，通过对称使用U1和U2两个运算放大器，而且R11=R9，则U1和U2两个运算放大器由CMRR引起的输出误差，相位相同而且大小相等，这样，差动放大电路的输出误差就会小到可以忽略不计。
2.2 电流积分单元(CIB)
为了避免U4工作在饱和区，不使用正反馈回路。根据虚短路和虚断路原则，积分单元的电压增益AV2可由式(4)简单计算。
根据文献[1]，传感器电路的理想输出电压由下式给出：
式(5)中R2和C是密勒积分器电路中的电阻和电容值，R是采样电阻的值。因此Av1，Av2，R2和C的值决定整个传感器电路的精度。
由构成积分电路的条件：电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度，并且电阻值尽量小些，电容值尽量大些，可以确定R2和C的值，因此本文确定C的值为33 nF。 |
