在做逆变器实验时，需要测量逆变器输出电压以及电流。作为初学者，因为缺乏经验也踩过不少坑，写一篇博客记录下来希望能帮到跟我一样的初学者。

踩坑回顾

用什么采样？片内ADC还是片外ADC？

早前，在用RTLAB做硬件在环实验时，RTLAB的模拟量输出为±16V，由于DSP的片内ADC采样只能0-3V，所以当时直接选择了片外的ADC，用的是AD7606。最近做实物实验，换成了片内的ADC进行采样，改成了霍尔采样，需要将霍尔输出信号经过调理得到0~3V。

选择什么样的传感器？

最早选用的是单电源供电的电压和电流霍尔，输出的也是单极性的电压信号。市面上类似型号的霍尔传感器并不多，当时觉得这样的霍尔传感器比较省事，且不需要调理。但是最终测试下来，采样结果含有比较大的噪声。怀疑存在的问题可能有：① 霍尔本身的质量比较差；②没有加调理电路。③霍尔输出的是电压信号，在传输过程中容易引入干扰，可以换成输出电流信号的。

最后呢，选择了南京茶花(南京奇霍)的霍尔传感器，双电源供电，输出电流信号，然后经过调理电路将电流信号调理成输出0-3V的电压信号，经过ADC采样。

这篇博客主要记录如何设计调理电路。

调理电路的组成

电流/电压转换

该部分主要将霍尔输出的电流信号转换成电压信号，便于后面的滤波与调理。

B站有视频可以看

无源IV转换和有源IV转换电路实现电流的测量https://www.bilibili.com/video/BV1cv4y1t7RT?buvid=XU733487B6875AA263748933BEC30256FBF27&from_spmid=default-value&is_story_h5=false&mid=SHcXIwezZUUa3wLP86O4pQ%3D%3D&plat_id=114&share_from=ugc&share_medium=android&share_plat=android&share_session_id=731222db-eb39-4500-87b3-1d9ed3e7aa64&share_source=WEIXIN&share_tag=s_i&spmid=united.player-video-detail.0.0×tamp=1728747804&unique_k=GjIEVRC&up_id=549102014&vd_source=328ccf4cb335eb0a8ee1dd38573bbca9CSDN有博客进行了介绍(好啊，博主给别的博主引流)

IV转换电路 IV放大 跨阻放大器 光电信号放大器 原理图及PCB设计分析-CSDN博客文章浏览阅读5.9w次，点赞87次，收藏623次。IV转换电路 IV放大 跨阻放大器 光电信号放大器 原理图及PCB设计分析目录IV转换电路 IV放大 跨阻放大器 光电信号放大器 原理图及PCB设计分析基本原理芯片选型原理图&3D-PCB具体讲解模块原理图-PDF、原理图库、PCB库下载基本原理I-V转换最简单的方式就是串一个电阻，如图a，一般大电流的时候使用采样电阻R即可实现IV转换，再加上运放放大或者射随就可以ADC模块直接采集..._iv转换电路https://blog.csdn.net/kvdz_taobao_com/article/details/103509473可以看到，常见的方案有两种：(1) 直接串接电阻转换成电压；(2)运放搭建跨阻放大器(TIA)。

浅问一手GPT，两者的优缺点。

当初设计的时候，我也是觉得有源的方案(TIA)好像是比无源的方案(直接串联电阻)要更好一些。但是回过头来想，似乎并没有明显的优势，且由于我经验不足，踩进了深坑。

TIA方案的注意事项

(1) 运放需要双电源供电

交流电流乘以采样电阻得到的电压是双极性的。

(2)运放工作电压需要不小于转换得到的电压

例如：霍尔传感最大输出±35mA的电流，经过330Ω的采样电阻，对应的电压为±11.55V，那么运放的工作电压建议为±15V。

(3)运放的Sink和Source能力需要满足霍尔输出电流的要求

特别注意！这是我踩过的坑。下图绿色电压即为TIA输出电压波形。可以看出，正半周的电流被保护了，超过限值之后，输出电流被箝位。

选用的运放是TI的OPA2188，Short-circuit current只有±18mA，而选用的霍尔输出电流可以达到±35mA，不满足需求。

至于为什么只有正半周出现缺口波形，解释如下：下图所示为OPA2188的Souce和Sink电流能力曲线。

从上图可以看出，室温环境下Sink能力不如Source能力，所以会出现Sink先保护，当霍尔输出的电流进一步增加时，Source能力也会不满足需求。为此换了TI的OPA2197，从数据手册可以看出，Short-circuit current达到±65mA。

更换运放后，得到TIA输出电压波形如下图所示

从上图可以看出，TIA的输出电压不再出现缺口，满足需求。

Multisim仿真验证

TIA电路如下图所示，注意运放改成了OPA2197，采样电阻为330Ω，仿真电路如下图所示

下图所示为输入电流和输出电压波形，从图中可以看出，输出电压和输出电流反相，35mA的电流输入对应-11.55V的输出电压。

低通滤波

后续更新哦~

直流偏置与比例缩小

后续更新哦~