電流測定(1)

ダイナミックに変化する電流を測定するのって難しいです。ハイサイドかローサイドにシリーズ抵抗を挿入して、その両端をオシロで観測する方法もあるけど、ダイナミックレンジが足りないことが多く、微小電流を計測するために抵抗値を大きくすると大電流時にドロップでリセットしちゃうし、抵抗値を小さくすると微小電流が見えないし、、、電流アナライザがあればいいのだけど、すごいお値段だし、いろんな信号と同時観察できないし。

で、シリーズ抵抗の電圧差をオペアンプで増幅してそれを観測してみる。

単純に考えるとこんな感じ。

だけど、これじゃだめ。

Vsourceが3Vで、DUTは2.3Vくらいからリセットが起こる可能性があるとする、

7mAの電流が流れると、ドロップが0.007A×100Ω=0.7Vとなるので、7mAが計測上限。

例えばNJM072を使うと入力オフセット電圧は3mVなので、3mVより大きいドロップが必要。ってことは30uAが測定下限。ってことで、ダイナミックレンジが狭くて使えない。まぁ結局、シリーズ抵抗の両端をオシロで観測する方法と同じ。問題点を解決することはできていない。

じゃ、どうするか、、、小さい電位差に対して感度良く、大きい電位差に対しては感度悪く、、、対数ですね。

ネットで調べるといくつか回路が出てきます。

帰還にnpnトランジスタやダイオードを使うものが多いですが、電圧を対数変換したいのではなくて、電圧差を対数変換したいのであって目的に合致していない(動作原理理解していない拙者のせいでござるが)。実はこのテーマはずっと前から悩んでいて、最近、こんなのやこんなの(アナログエンジニアさん)見つけた。実験までやっていてすばらしい。ちなみにアナログエンジニアさんのブログは、拙者がこの業界に入ったころよく見させていただき勉強させていただいたもので候。いろんな意味でとても参考になりました。2012年にお亡くなりになっていたようで、驚きました。ご冥福をお祈りします。で、さっそくアナログエンジニアさんの著書を購入。