1mA - 500mA 频率为100Hz的交流 正弦电流信号的放大问题？
Hi，TIers：
现在有一个案例，测量一个100Hz交流电流信号，信号的绝对值不是非常小，关键是范围很广，1mA - 500mA.
想采用跨阻放大的形式，但是发现行不通，因为V = Iin * Rf，转换后的V需要在 3.3V以下，以供给ADC采样，因此采用跨阻放大时Rf不好选，
按照500mA输入来设定,Rf只能选择3.3V/0.5 =6.6欧，显然这个电阻值太小，在实际应用中从来没有见到过用这么小的电阻。也想到过用模拟开关来选择
控制不同的Rf，但是这种方式依赖于ADC采用后送给CPU计算，来判断是否超出当前量程，超出后再来切换放大系数，一直到寻找到一个合适的范围 为止，
因此存在着滞后效应，因为这是一个需要实时快速反应的场合。
如果不采用跨阻放大的话，可以让这个电流流过Rsample，然后用差分放大的方式来放大Rsample上的电压信号，但是也存在一个输入电流范围太广，
Rsample不好选取的问题。
因此，my question is：
1：像这种1mA左右级别的低频交流电流放大，但是也不是特别的像光电二极管那么低至微安级别， 因此如果仅仅讨论1mA - 10mA输入范围，是使用跨阻放大好， 还是电流直接通过采样电阻Rsample后，来放大电阻上的电压？
2：本案例描述的由于输入范围太广，1 - 500mA,应该怎么处理啊？
3：另外一个延伸的问题，一个需要很大放大倍数比如几百倍，一般采用多级放大，不知道为何？
谢谢！
对于问题2，我想到一个解决方案不知道行得通不，采用跨阻放大是有点不太合适，就让这个电流流过2欧姆左右的采样电阻，1-500mA为有效值，对应峰峰值为
2.828mV - 1.414V，因此经过2偶电阻后得到Vpp在5.6mV - 2.828V范围的电压范围，然后采用1倍的差分放大驱动ADC，可否行得通？（因为采用跨阻放大时，Rf才2欧姆，太小，不知道这么小的Rf用在放大电路里面会导致什么后果，环路稳定or功耗过大 ？）
以上还请TI专家一起讨论定型方案，十分谢谢！
Hi Sanzheng,
看完你的介绍，我有两个问题：
（1）测量1-500mA要求的精度是多少？对全范围即对1mA和500mA测量时精度要求是否相同？
（2）假如采用串电阻采样，那么采样电阻两端的共模电压是多少？
如果可以，请给出系统的电路图。
Hi TIer：
感谢您的及时回复。
因为此问题还没有解决，所以具体的原理图还没有定夺，但是电路的基本架构如下，我临时画了个草图：
CT为互感器，二次侧的电流就是需要采集的电流1-500mA,经过采样电阻Rsample后用差分放大器放大后驱动ADC采集。U1D即为以后要使用的差分放大器。采样电阻一端接上一个电压（就叫参考电压吧）Vcom，如果我没有理解错误的话，这个Vcom就是后级差分运放的输入共模电压吧。
Vcom没有特别要求时接到AGND的，即接地处理。
因此回复您的问题
1)：关于精度的问题，技术要求全量程千分之5：
这个精度是在满量程输入时的要求，即500mA输入时能分辨到千分之五；在1mA输入时要求千分之五是不可能的，10mA以下时只要能分辨出1，2，3，。。。。。7，8，9，10mA就可以了。
如果是在有难度，10mA以下可以不要，只考虑10 - 500mA.
2:共模电压范围：
目前Vcom打算接地，即后级的运放输入共模电压为0V.
Hi Sanzheng,
请问后端是哪一款ADC?输入是单极性还是双极性的呢？
双极性的1-500mA的交流电流信号需要转换成单极性电压信号，AD打算采用ADS1174类似即可，对AD的要求是16bit，支持单端/差分输入，输入信号要求支持单极性既可（考虑兼容以前的产品）。
初步方案是经过采样电阻后，经过运放放大同时抬高一个电平，抬高电平可以采用如图所示方案，也可以采用INA333自带的Vref引脚实现：
Hi Sanzheng,
这里采用INA333有些浪费，可以采用这样一种方案。将CT的一端浮到ADC参考电压的中间电平，CT两端串接2欧姆电阻，用电压跟随器跟随CT另一端电压，输出直接到ADC进行采样或加RC缓冲后进入ADC采样，这个方案更简单一些。这里要保证CT端基准电压稳定，跟随器运放选用输入输出轨到轨的精密运放，精度能够得到保证。附件是TINA仿真，你可以自行验证。
其实你是想要准确的采集到1-500mA的信号。
我觉得你可能进入一个误区。
Sanzheng Yin
想采用跨阻放大的形式，但是发现行不通，因为V = Iin * Rf，转换后的V需要在 3.3V以下，以供给ADC采样，因此采用跨阻放大时Rf不好选，
按照500mA输入来设定,Rf只能选择3.3V/0.5 =6.6欧，显然这个电阻值太小，在实际应用中从来没有见到过用这么小的电阻。
ADC采样输入你可以选择大量程高位数的。比如正负10V输入，16位或24位AD。
ADC输入的电压必须在3.3V以下这个条件本身就是一种很怪的条件，就算是用DSP读取ADC的结果，也只是说ADC输出1的电平为3.3V而不是要求输入电平在3.3V以下。
你想准确取得大范围的结果主要取决于你的ADC采集范围和位数，也就是ADC的精度。
相同位数下ADC范围越大，精度越差。相同范围下，ADC位数越多，精度越好。
至于运放起的作用只是把信号放大到ADC量程内并且使ADC的最小分辨率可以满足使用精度。运放的放大倍数过大，反而会影响最终的精度。
简单的一句话，你先重点关注一下ADC采样的选择，其次运放电路要最大程度保证信号不失真不被干扰。
这是是ADC输入范围决定额，因为ADC型号已定,输入只能是0-3.3V.
我也想用那种直接正负10V输入的ADC啊，还不用抬高电平
谢谢你的思路，但是这种运放输出不是差分输出啊，我想做成差分输出，这样驱动差分输入的ADC不是更好？
对于我这种50HZ信号进行采集，最高采样率在10KHz以下的案例，单端输出和差分输出，性能上的差异能量化计算吗？
因为我还想到如下方案做成差分输出：
，后面就直接接到ADC进行采集。之所以想到这个方案，是参考了ti的文档slaa577.因为我的信号采样速率比较低，并且也是差分输出，所以我上述给出的电路应该可以驱动后级ADC，因为信号频率和采样率都比较低，所以对ADC内部电容充电过程能很好的满足。
怎么感觉选择有点乱了。。。。一共3种方案：
1：用您这种单端输出的是一种方案，
2：在你这个方案后面再加一级查分驱动器比如THS5421也算一种方案，
3：我给出的这种没有用云方驱动的差分方案。
不考虑从成本的话，能否帮我定量分析下方案1和方案3是否能满足很好的驱动后级ADC？（考虑ADC的输入阻抗，输入电容）或者有参考的文章，谢谢！
Hi Sanzheng,
如果后级是全差分输入，那么推荐使用全差分输入信号驱动后级ADC输入，全差分抗干扰能力强，能够减小长走线带来的误差。
对于全差分ADC，在设计输入滤波器时，首先要保证Vin+，Vin-两端电容足够大，在采样器件能够提供足够的电荷，一般去Cin > 20Csaple；另外输入滤波器时间常数和ADC采样时间应满足一定的关系。具体的可以参考下面链接里“Driving ADC”部分。
http://www.ti.com.cn/zh-cn/data-converters/learning-center.html
支持你的想法，其实这个电流比较大，完全可以在一个电阻上形成电压之后，经过跟随再进ADC，实现大动态范围的方法其实比较多，主要看经济不经济，实际一百赫兹的频率真不能说它有多快，事实上，这种频率的大电流检测往往都集成在一个系统上，如步进电机的pls模块，或者一些流速控制模块，完全用不着再做ADC加系统，当然非要做的话，有一个比较简单的方法，电流流过两个串联后接地的电阻，分别将两个电阻上的电压，输到两个通道的adc上，根据量程设置两个分压电阻阻值，不用切换，可以保证保证，至少有一个adc可以获得正常的度数，至于是哪个adc的读数作为最终结果，程序可以根据阈值事先设置好