一种高精度微小信号电流测量模块的制作方法

本发明涉及一种电子产品检测设备领域，具体地，涉及一种高精度微小信号电流测量模块，特别对微小直流信号电流（如漏电流）及正弦波、方波、三角波、脉冲等微小交流信号电流进行高精度检测的模块。

背景技术：

对于现在的电器设备和元器件，漏电流越来越小，有些已到达fa级，所以微小电流的测量的难度越来越大。而直流微小电流的测量更困难。

引起直流微小电流测量不准的原因很多，但主要原因有以下四点。

1、直流微小电流采样时所用的器件漏流必须远远小于被测量的电流，否则测出的电流中将混入器件的漏流。

2、直流微小电流常受到外界的干扰，如工频干扰，电磁波干扰，甚至人体静电的干扰。

3、测量出的小电流是一个无规则震动的波形。

4、电源和模拟地如有微小的震动也会影响测量的准确性。

现有的微小信号电流检测设备复杂昂贵，检测精度低，测量范围小，检测效率低，噪声的抑制和屏蔽效果差，不能兼容直流信号电流检测和交流信号电流检测；对于产品的检测精度低等问题。在高精度、高效率和节能环保的场合，为了能对电子产品进行高效率的检测，并能使设备的检测更加精准，需要高精度微小信号电流测量模块来实现上述功能。

技术实现要素：

为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种高精度微小信号电流测量模块，所述模块结构简单，使用方便，检测效率高，检测精度更高，并且同时兼容直流信号测量和交流信号测量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高精度微小信号电流测量模块，所述测量模块包括：高精度采样模块、信号放大模块、adc处理电路及滤波电路；所述高精度采样模块由采样电阻rsense、共模滤波和差分滤波组成；所述共模滤波由电容c2、电阻r1和电阻r2组成；所述差分滤波由电容c1、电容c3、电阻r1和电阻r2组成；所述信号放大模块由电流放大器、电容c4和电容c5组成；所述adc处理电路有adc芯片和高精度基准电压组成；所述滤波电路由电阻r3和电容c6组成；所述采样电阻rsense两端分别与电阻r1一端及电阻r2一端连接，电阻r1另一端与电容c1一端并联后与电容c2一端连接，再连接至电流放大器rs+端；电阻r2另一端与电容c3一端并联后与电容c2另一端连接，再连接至电流放大器rs-端；所述电容c1另一端接模拟地agnd，电容c3另一端接模拟地agnd；所述电容c4一端和电容c5一端并接后分别与所述电流放大器源vdd端和shdn端，vdd端还连接供电电源vcc；所述电容c4另一端接模拟地agnd，电容c5另一端接模拟地agnd；所述电流放大器gnd端接模拟地agnd，电流放大器out引脚与电阻r3一端连接，电阻r3另一端与电容c6一端并联后接入adc芯片，所述电容c6另一端接模拟地agnd；所述adc芯片的vref端连接高精度基准电压。

进一步，所述采样电阻rsense与电阻r1连接的一端还接供电电源vcc。

另，所述采样电阻rsense与电阻r2连接的一端还连接负载，负载接地。

另有，电容c7一端和电容c8一端并联后与所述adc芯片shdn引脚及两个vcc引脚连接，所述电容c7另一端接模拟地agnd，电容c8另一端接模拟地agnd，电容c7与adc芯片连接端还与供电电源vcc连接。

再，所述adc芯片com引脚接模拟地agnd。

再有，所述adc芯片两gnd引脚接地。

本发明的有益效果在于：

电阻r3、电容c6组成滤波电路，滤波电路根据信号频率不同选择相应的电阻r3和电容c6的值，以达到可以检测微小信号电流的目的，其中一端与电流放大器的out引脚相连，另一端与adc电路的模拟输入通道连接。

兼容微小直流信号电流（如漏电流）及正弦波、方波、三角波、脉冲等微小交流信号电流的检测、测量精确度高（误差小于测量值的3%）、测量范围宽（量测范围1ua~200ma）、测试稳定性高（连续测试1000次，标准差值小于0.005）。

简单易懂，能够很好地被设计者掌握并应用到实际的设计中。

附图说明

图1为本发明所提供的一种高精度微小信号电流测量模块的常规原理图；

图2为本发明所提供的一种高精度微小信号电流测量模块的一个示例性实施例的电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。

参见图1~图2，本发明所述的一种高精度微小信号电流测量模块，所述测量模块包括：高精度采样模块、信号放大模块、adc处理电路及滤波电路；所述高精度采样模块由采样电阻rsense、共模滤波和差分滤波组成；所述共模滤波由电容c2、电阻r1和电阻r2组成；所述差分滤波由电容c1、电容c3、电阻r1和电阻r2组成；所述信号放大模块由电流放大器、电容c4和电容c5组成；所述adc处理电路有adc芯片和高精度基准电压组成；所述滤波电路由电阻r3和电容c6组成；所述采样电阻rsense两端分别与电阻r1一端及电阻r2一端连接，电阻r1另一端与电容c1一端并联后与电容c2一端连接，再连接至电流放大器rs+端；电阻r2另一端与电容c3一端并联后与电容c2另一端连接，再连接至电流放大器rs-端；所述电容c1另一端接模拟地agnd，电容c3另一端接模拟地agnd；所述电容c4一端和电容c5一端并接后分别与所述电流放大器源vdd端和shdn端，vdd端还连接供电电源vcc；所述电容c4另一端接模拟地agnd，电容c5另一端接模拟地agnd；所述电流放大器gnd端接模拟地agnd，电流放大器out引脚与电阻r3一端连接，电阻r3另一端与电容c6一端并联后接入adc芯片，所述电容c6另一端接模拟地agnd；所述adc芯片的vref端连接高精度基准电压。

进一步，所述采样电阻rsense与电阻r1连接的一端还接供电电源vcc。

另，所述采样电阻rsense与电阻r2连接的一端还连接负载，负载接地。

另有，电容c7一端和电容c8一端并联后与所述adc芯片shdn引脚及两个vcc引脚连接，所述电容c7另一端接模拟地agnd，电容c8另一端接模拟地agnd，电容c7与adc芯片连接端还与供电电源vcc连接。

再，所述adc芯片com引脚接模拟地agnd。

再有，所述adc芯片两gnd引脚接地。

具体实施例如下，参见图2，高精度采样电路由采样电阻rsense、共模滤波和差分滤波组成，共模滤波由电容c2、电阻r1、电阻r2组成，电容c2的一端连接电流放大器的rs+端，电容c2另一端连接电流放大器的rs-端，电阻r1一端连接到电流放大器的rs+，电阻r1另一端连接到采样电阻rsense，电阻r2的一端连接到电流放大器的rs-端，电阻r2的另一端连接到采样电阻rsense的另一端；差分滤波由电容c1、电容c3、电阻r1、电阻r2组成，电容c1的一端连接到放大器的rs+，电容c1的另一端连接到模拟地，电容c3一端连接到放大器的rs-，电容c3的另一端连接到模拟地，电阻r1一端连接到电流放大器的rs+端，电阻r1另一端连接到采样电阻rsense，电阻r2的一端连接到电流放大器的rs-端，电阻r2的另一端连接到采样电阻rsense的另一端；

信号放大电路由电流放大芯片、电容c4和电容c5组成，vdd连接到vcc，vdd、shd和电容c5的一端共同接至电容c4的一端，电容c4的另一端接模拟地，电容c5的另一端接模拟地，gnd接模拟地；

电阻r3、电容c6组成滤波电路，滤波电路根据信号频率不同选择相应的电阻r3和电容c6的值，以达到可以检测微小信号电流的目的，其中一端与放大电路的out引脚相连,另一端与adc电路的模拟输入通道连接；

adc电路由adc芯片及高精度的基准电压组成，adc芯片的vref端连接高精度的基准电压。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。