测量电阻的电流似乎很简单——
放大电压，使用ADC读取，就能知道电流是多少；
但是，如果电阻上的电压与系统地电压相差甚远，则很难检测到，
此时，典型的解决方案是在模拟域或数字域消除电压差。
但今天，我们将介绍一种不同的解决方案——无线。
Why？
模拟电流检测IC这是一个紧凑的解决方案，但其可承受的电压差仅限于半导体工艺。额定电压很难超过100V设备。如果检测到电阻共模电压快速变化或系统电压上下摆动，则无法准确测量这些电路。
数字隔离技术（磁或光学）有点大，但可以高精度工作，通常可以承受数千伏电压。这些电路需要隔离电源，但有时可以集成在隔离器中。如果检测电阻与主系统物理分离，则可能需要使用长导线或电缆。
NOTE
无线电流检测电路克服了上述许多限制。无法谈论整个电路与检测电阻的共模电压一起浮动，并在空中无线传输测量数据。检测电阻可以位于任何地方，无需布置电缆。如果电路功耗很低，甚至不需要隔离电源，一个小电池可以运行多年。
设计概览
图1显示了设计框图。电流检测电路基于斩波稳定操作放大器LTC用于放大检测电阻上的压降。SAR ADC AD7988将值数字化，并通过一个SPI接口报告结果。LTP5901-IPM无线电模块不仅包含无线电，还包含自动形成IP网格网络所需的网网固件。
图1. 低功耗无线电流检测电路由低功耗斩波操作放大器(用于放大检测电压)组成ADC数字化处理与基准电压源连接SmartMesh IP无线电模块。电池输出到低功耗DC-DC转换器获得恒定电源，并记录从电池中获得的电荷。
此外，LTP5901-IPM读取内置微处理器AD7988 ADC SPI端口。LTC3335是功耗DC-DC将电池电压转换为恒定输出电压的电源。LTC3335还含有库仑计，用以报告从电池获取的累计电荷。
信号链
LTC2063是超低功耗斩波稳定操作放大器，其最大电源电流为2μA，特别适用于电池供电。失调电压小于10 μV，因此，它可以在不失去精度的情况下测量非常小的压降。
图2显示LTC放大10063配置 mΩ检测电阻上的电压并进行电平转换。选择适当的增益来检测电阻±10 mV满量程输入(对应)±1 A电流)以1的形式映射到接近输出端的满量范围.5 V为中心。放大信号被输入到16位SAR ADC。选择AD7988是因为其极低的待机电流和良好的直流精度。采样速率低时，ADC自动关闭两次转换之间，1 kSPS平均功耗低至10 μA。LT6656用于偏置放大器、电平转换电阻和ADC基准输入。LT6656 基准电压源功耗小于1 μA，可驱动高达 5 mA负载，压差很低，所以即使用3.3 V系统电源供电，也容易输出精密3 V电压。
图2. 电流检测电路检测电阻电压浮空。切割波操作放大器LTC2063放大检测电压，将其偏置AD7988 ADC的中间轨。LT6656-3提供精密3 V基准电压源。
与这个信号链相比，有三个大致相同的错误源±10 mV全量程输入，它们共同贡献约0.5%的误差。这包括LTC2063和AD7988的失调电压和电平转换电阻的不匹配(建议使用0.1%电阻)。单点校准可以在很大程度上消除失衡。增益误差一般以检测电阻的不准确性为主，往往比较LT6656基准电压源0.05%、10 ppm/°C规格差。
LTC3335是一款集成库仑计的纳安功耗降压-升压转换器。从1配置它.8 V到5.5 V输入电源产生3.3 V稳压输出。这使得电路可以用两个碱性原电池供电。负载电流的变化范围很容易达到1 μA至20 mA，这取决于无线电是在工作作模式还是睡眠模式。LTC空载时3335的静态功耗仅为680 nA，因此，当无线电和信号链处于睡眠模式时，整个电路的运行功耗非常低。
另外，LTC3355输出多达500 mA在无线电发射/接收过程中，电流可以轻松提供足够的功率，因此适用于各种信号链电路。LTC3335还内置库仑计，非常方便。切换时，它会记录从电池中获得的总电荷。此信息可以通过I2C读取接口，预测何时需要更换电池。
无线组网
LTP5901-IPM包括无线电收发器、嵌入式微处理器和SmartMesh IP组网软件。LTP5901-IPM在本应用中执行两个功能：无线组网和管理(进程)。网络管理器附近有很多SmartMesh IP当终端上电时，这些终端会自动识别对方，形成无线网格网络。整个网络自动同步时间，这意味着每个无线电只在非常短的特定时间间隔内上电。因此，每个节点不仅是传感器信息源，还充当路由节点，将数据从其他节点传输到管理器。这样就形成了一个高可靠性、低功耗的网格网络，从每个节点到管理器都有多条路径，但所有节点（包括路由节点）的工作功耗都很低。
LTP5901-IPM包括运行组网软件ARM? Cortex?M三微处理器内核。此外，用户还可以写入应用固件，以完成特定于用户应用的任务。在本例中，LTP5901-IPM读取内部微处理器的电流测量ADC(AD7988)的SPI端口和库仑计(LTC3335)的I2C端口。微处理器还可以算放大斩波器(LTC2063)放置在关闭模式中，使其功耗从2开始 μA进一步降至200 nA。在测量间隔长的场合，可以节省更多的功耗。
总功耗
完整应用电路的总功耗取决于各种因素，包括信号链获取一次读数的时间、如何在网络中配置节点等。对于每秒报告一次的终端，测量电路的典型功耗低于5 μA，无线电的典型功耗可能是40 μA，小电池可以让它工作几年。
结论
Linear Technology和ADI结合信号链、电源管理和无线网络产品，我们可以设计真正的无线电流检测电路。图3显示了一个实现示例。
图3. 在小型PCB一个完整的无线电流检测电路。唯一的物理连接是待测电流的香蕉插座。无线电模块如右图所示。电路从连接到板背面的两部分AAA电池供电
新型超低功耗斩波计算放大器LTC检测电阻上的小压降可以准确读取2063。包括微功耗ADC整个电路，包括基准电压源，与检测电阻的共模电压浮空一起。纳安功耗只有一个小电池LTC335开关稳压器可为该电路供电数年，并利用内置库仑计报告电池累计利用率。LTP5901-IPM无线模块管理整个应用程序，自动连接到高可靠性SmartMesh IP网络。