總想說點兒讓人拍案叫絕的設(shè)計

　　我一直不喜歡那些盲目崇拜老外的人，但有時還不得不對行業(yè)內(nèi)的老外，佩服得五體投地。他們也會出錯，寫出一些亂七八糟的文章害人，但是確實有好多設(shè)計，實在精妙，讓人拍案叫絕。

　　前些日子看CAN總線，那么多設(shè)備掛接在單信息總線上，都想說話，還沒有領(lǐng)導(dǎo)，那不成一鍋粥了嗎?看懂就發(fā)現(xiàn)，原來它們給每個接入設(shè)備分配了ID號——有大小區(qū)分的身份證，靠二進制的01級別展開無限制的競爭，一下就實現(xiàn)了多個設(shè)備無領(lǐng)導(dǎo)情況下的單總線競爭占用。看完后，我的感覺是美妙。這些洋鬼子，看來是聰明的，至少不比我笨。

　　再看放大器。要檢測一個負載的用電電流，有一種方法是在回路中串聯(lián)一個檢測電阻，只要獲得電阻兩端的壓差，就可以計算出流過的電流，這誰都清楚。但是串聯(lián)電阻串在哪里?是高側(cè)，就是負載的頭頂，還是低側(cè)，就是負載的腳底下?于是，我知道原來有兩種檢測方法，分別是High side，Low side。兩種方法各有優(yōu)缺點：低側(cè)檢測的最大好處是串聯(lián)電阻兩端幾乎沒有共模電壓，比如一端是0V，另一端是0.1V，壓差是0.1V，這可以直接使用儀表放大器檢出，方便得很。但是它也有缺點，就是負載的腳底不再是0V，而是0.1V了，如果電流在波動，這個0.1也就不穩(wěn)，就像站在一樓，但地板晃蕩一般，結(jié)果是負載很不舒服。你是個檢測儀表，要檢測負載中的電流，但搞得負載很不舒服，就像醫(yī)生搞得病人很不舒服一般，這有點不妙。

　　于是大量的設(shè)計，都采用高側(cè)檢測。但高側(cè)檢測也有麻煩，比如負載工作電壓為100V，正常工作時，負載的腳底是0V，頭頂是100V，現(xiàn)在你串聯(lián)了一個小電阻在負載頭頂，上面有0.1V的壓差，這就使得電阻高端是100V，電阻下端是99.9V(也就是負載的頭頂電位)。從效果看，負載其實是很舒服的，它腳底下很穩(wěn)，0V，沒錯，它頭頂有點飄，差不多在99.9V附近，我們知道一般的負載對頭頂?shù)碾妷翰▌硬惶舾?，因此它很舒服?/p>

　　但負載舒服了，測量儀表就不舒服了。測量放大電路必須把兩根線上的壓差檢測出來，它們分別是100V和99.9V，共模就有99.95V，這么大的共模電壓，加載到任何一個儀表放大器上，都會立即燒毀放大器。

　　怎么辦呢?

　　老外就設(shè)計了一款差動放大器，比如ADI的AD628，電路如下圖。它用兩套分壓電阻，將100V分壓到10V以內(nèi)，實際加載到內(nèi)部運放管腳的電壓只有10V左右了，安全了，但是我們發(fā)現(xiàn)，要檢測的差壓0.1V也被衰減了10倍，變?yōu)?.01V了，于是他們又在這個減法器的輸出端，增加了一級10倍放大，即保護了內(nèi)部的運放不被燒毀，又保證壓差0.1V沒有被衰減，且輸出就是我們需要檢測的0.1V。

　　妙吧。其實一點兒都不妙，妙的在后面。

　　我們都知道先把一個東西縮小，然后再放大，總是讓人心里不踏實，有沒有一個電路能夠?qū)崿F(xiàn)：第一，抵抗高的共模輸入，第二，對差模量不衰減。

　　這時候我開始佩服老外了，他們設(shè)計了一款AD629，就是AD628它弟弟，就滿足了這個要求，電路結(jié)構(gòu)如圖。號稱能夠抵抗高達270V左右的共模電壓，且實現(xiàn)了一比一的差壓檢出。他們怎么想出來的?看來他們的牛肉是沒有白吃的。

　　德州儀器的INA117與AD629結(jié)構(gòu)一致，里面的電阻也差不多。