盡管滿擺幅（rail-to-rail）運(yùn)算放大器現(xiàn)在是一種公認(rèn)的高端直流（dc）電流檢測方法，但可靠的電路仍然需要仔細(xì)的分析與設(shè)計(jì)。

在負(fù)載的高端進(jìn)行電流檢測通常是可取的。不過，為了成功地實(shí)現(xiàn)這種方法，工程師們必須克服一些設(shè)計(jì)障礙?，F(xiàn)在，由于可以得到滿擺幅運(yùn)算放大器，圖1所示 電路業(yè)已成為一種受歡迎的高端直流檢測手段。這種電路受歡迎有幾個(gè)原因，它以單電源供電，電源電壓范圍寬，因而適用于高端或低端電流檢測。輸入 CMRR（共模抑制比）也與運(yùn)算放大器本身的基本抑制特性相當(dāng)，并且不依賴于電阻器的匹配。該電路的增益和輸入輸出電壓范圍設(shè)置方便，可達(dá)到±1%乃至更 佳測量精度。只要元件選擇得當(dāng)，它還可以在很寬的溫度范圍內(nèi)工作，并且不需要“特殊功能”IC或單電源IC。

本例采用的滿擺幅運(yùn)算放大器的優(yōu) 點(diǎn)是，輸入共模范圍可以一直“達(dá)到”正電源電壓。大多數(shù)常規(guī)運(yùn)算放大器的輸入電壓范圍僅僅在正電源電壓的大約1V或2V 以內(nèi)。在選擇滿擺幅運(yùn)算放大器時(shí)要小心謹(jǐn)慎。制造商可能使用這一術(shù)語來表示輸入電壓范圍、輸出電壓范圍或同時(shí)表示輸入和輸出電壓范圍。在本例應(yīng)用中，滿擺 幅運(yùn)算放大器的主要特性是，其輸入范圍包含正電源電壓。剛上市的一些運(yùn)算放大器都具有高端檢測所必需的這一特性，不過這些器件并沒有歸類為滿擺幅運(yùn)算放大器；其中一個(gè)例子就是LF355 FET輸入型運(yùn)算放大器。

圖1，這一基本的直流電流檢測電路具有良好的測量精度，可在很寬的溫度范圍內(nèi)工作，不需要獨(dú)家生產(chǎn)的集成電路。

圖1所示電路先檢測電流檢測電阻器兩端的壓降，然后調(diào)節(jié)輸出晶體管的工作點(diǎn)，從而在ROUT和由RIN形成的反饋路徑中產(chǎn)生同樣的電流。由于本例中的晶體管具有反相響應(yīng)，你必須將反饋路徑接回到同相輸入端，以獲得完全的負(fù)反饋響應(yīng)。該電路的傳遞函數(shù)為：

這個(gè)電路存在幾個(gè)潛在的誤差來源。很顯然，你要確保電流檢測電阻器具有應(yīng)用所必需的精確度。再者，你要確保增益電阻器（ROUT/RIN）很精確。R'IN是 選件，用來進(jìn)一步降低由運(yùn)算放大器的輸入偏置電流引起的任何失調(diào)誤差。除此之外，你還得在輸出晶體管上費(fèi)些腦筋。如果你使用雙極結(jié)型晶體管，則附加的基極 電流會(huì)產(chǎn)生輸出誤差。如果雙極結(jié)型晶體管具有的β為100（β=100），你就可以預(yù)料到輸出會(huì)提高1%（即1/β，用百分比表示）。你可以用達(dá)林頓晶體 管來大大降低這種誤差。此外，你也可以使用MOSFET，這種器件因其源極電流和漏極電流完全相同，不存在這種等效的基極電流誤差。但是，由于可能存在由 MOSFET漏電流引起的誤差，所以漏電流小的器件是最佳選擇。這種漏電流只是在測量零電流或甚小電流值時(shí)才會(huì)產(chǎn)生誤差，但是不會(huì)像雙極結(jié)型晶體管那樣產(chǎn) 生“增益”誤差。

最后一個(gè)要解決的問題是輸入和輸出的濾波。在大多數(shù)情況下，增加一只與ROUT并聯(lián)的電容器就綽綽有余了。這樣做就可給出如下熟悉的濾波響應(yīng)：

如果輸出必須對負(fù)載電流的快速變化迅速做出響應(yīng)，則你要確保輸出濾波器符合必要的上升/下降時(shí)間要求。你可以通過以下公式快速估算該值：%20。

如果你的電路必須在輻射電平和傳導(dǎo)噪聲電平很高的惡劣環(huán)境下工作，則要確保檢測引腳盡可能短并減小這些引腳之間的環(huán)路面積。不要把電容器直接接在運(yùn)算放%20大器的反相引腳和同相引腳之間；這樣做可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的穩(wěn)定性問題。如果你堅(jiān)持要在輸入端增加濾波功能，那就要采用圖2所示的安排。CDIFF有助于限制差分噪聲的帶寬，在其他情況下，這種噪聲會(huì)被作為合法信號加以放大和處理。元件參數(shù)值如圖2所示時(shí)，3-dB帶寬大約為800%20Hz。修改輸出級（ROUT和COUT）還可以進(jìn)一步提高過濾功能。