本期分享的電路是Power Profiler Kit II上的電路，電路圖是產(chǎn)品及技術(shù)參數(shù)如下所示：

常規(guī)我們做電流采樣的量程切換通常是使用單片機(jī)的IO控制開關(guān)（例如MOS或繼電器等）來切換采樣電阻。例如下圖中之前分析的幾個(gè)電路都是采用軟件檢測(cè)電流然后IO去控制MOS管做采樣電阻的切換來切換電流測(cè)量量程：

而本期的Power Profiler Kit II采用的是硬件切換，其采用了滯回比較器作為量程切換，從而不需要IO控制開關(guān)做切換（可能切換速度相對(duì)軟件IO去切換更快）。所以在電路分析之前，我們需要簡(jiǎn)單了解一下滯回比較器，常規(guī)比較器由于沒有引入正反饋，所以只存在一個(gè)判決門限，比如下圖中，當(dāng)V+大于1.25V則輸出電壓為高電平；當(dāng)V-小于1.25V則輸出電壓為低電平。

而滯回比較器通過引入正反饋的機(jī)制，將輸出端的一部分電壓反饋回去，從而達(dá)到滯回比較的目的，這部分內(nèi)容不贅述，使用疊加定理或者基爾霍夫電流電壓定律都可以求解：

本期要分析的電路主要是這個(gè)滯回比較器來控制采樣電阻的切換部分，整體的采樣電阻和信號(hào)調(diào)理電路圖如下所示：

首先看采樣電阻部分，電路采用的五顆不同的采樣電阻，對(duì)應(yīng)五個(gè)量程，如下所示，當(dāng)電流最小檔位200nA~50uA時(shí)，PMOS均為關(guān)斷，當(dāng)?shù)诙n50uA~500uA時(shí)，PMOS Q5導(dǎo)通，R42和R41并聯(lián)大概采樣電阻為99.09Ω（忽略導(dǎo)通Rdson的話），從而改變采樣電阻，以此類推其他三個(gè)檔位：

然后儀表放大器將采樣電阻兩端的電壓放大40倍，下圖中的儀表放大器的增益大概為40.095倍?？梢钥吹?，放大40倍后，每個(gè)檔位對(duì)應(yīng)的電壓范圍是：

基本是第一個(gè)檔位是8mV~2V，第二、三、四個(gè)檔位0.2V~2V，第五個(gè)檔位時(shí)0.1V~2V。手冊(cè)里的電流量程范圍的劃分是估算的值（因?yàn)槲覀兺ㄟ^計(jì)算也可以看到，如果按照嚴(yán)格手冊(cè)去計(jì)算，量程是不對(duì)的，根據(jù)后邊的滯回比較器可以計(jì)算出實(shí)際的量程劃分。）

當(dāng)上電時(shí)，首先第一個(gè)1k的大采樣電阻起作用，所有的比較器輸出都是高電平，從而第一個(gè)比較器的判決門限是2.02V（所以也和剛才計(jì)算的2V量程范圍一致），也就是第一個(gè)量程只要超出，就會(huì)導(dǎo)致第一個(gè)比較器輸出低電平（進(jìn)入第二個(gè)量程50uA~500uA）。下圖為判決門限的仿真：

然后假如超過了2V，就會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入第二個(gè)量程范圍，也就是第一個(gè)比較器輸出低電平（-2V），MOS管Q5導(dǎo)通，然后采樣電阻變?yōu)镽41//R42。

此時(shí)比較器那邊輸出是如下所示，可以看到由于第一個(gè)比較器輸出改變?yōu)榱?2V，所以第一個(gè)比較器的判決門限也會(huì)隨之改變?yōu)?.2V，也就是如果此時(shí)儀表放大器輸出小于0.2V，那么電路就會(huì)從第二個(gè)量程范圍切換到第一個(gè)量程范圍；第二個(gè)比較器的判決門限也因?yàn)榈谝粋€(gè)比較器的輸出變化而改變?yōu)榱?V，也就是只要儀表放大器輸出大于2V，那么第二個(gè)比較器就會(huì)輸出低電平，從而讓MOS管Q7導(dǎo)通，進(jìn)入第三個(gè)量程，判決門限仿真如下：

以此類推的量程，不得不說這滯回比較器串聯(lián)互相影響判決門限這種思路做量程切換還是很巧妙（也很繞，所以我也就只寫成這樣了，不是很容易能寫的詳細(xì)。也還請(qǐng)諒解。）另外本電路是從官網(wǎng)下載的，資料很齊全，原理圖，PCB，還有用戶手冊(cè)，感興趣的朋友可以評(píng)論區(qū)獲取資料。