Зачем закрывать шунтирующий резистор, заглушки входного байпаса и небольшие резисторы на входах измерения тока?

Основная цель пары резисторов и конденсатора на дифференциальном усилителе — отфильтровать шум .

Измерение тока часто сопровождается шумом, а измерение пути критического тока требует точных входных данных.

Если вы будете следовать рекомендациям по проектированию микросхемы Current Monitor IC INA219 в таблице данных, вы найдете точно такую ​​же конфигурацию:

Я скопирую дословно как есть из таблицы данных ниже:

Внутренний АЦП основан на дельта-сигма (ΔΣ) интерфейсе с типичной частотой дискретизации 500 кГц (±30%). Эта архитектура имеет хорошее подавление собственных шумов; однако переходные процессы, возникающие на уровне гармоник частоты дискретизации или очень близких к ним, могут вызывать проблемы. Поскольку эти сигналы имеют частоту 1 МГц и выше, с ними можно справиться, включив фильтрацию на входе INA219. Высокая частота позволяет использовать в фильтре последовательные резисторы малого номинала, что незначительно влияет на точность измерения. Как правило, фильтрация входа INA219 необходима только при наличии переходных процессов с точными гармониками частоты дискретизации 500 кГц (±30%) (>1 МГц). Фильтр с минимально возможным последовательным сопротивлением и керамическим конденсатором. Рекомендуемые значения: от 0,1 до 1 мкФ. На рис. 14 показан INA219 с дополнительным фильтром на входе.

Редактировать:

Стоит ли всегда включать шумовой фильтр?

Это зависит от нескольких факторов:

1. Входной ток смещения вашего усилителя. Если ваш усилитель имеет относительно высокое входное смещение, то некоторый ток будет просачиваться в усилитель, снижая точность измерения. Ситуация ухудшается, если вы пытаетесь измерить малый ток (мкА или нА). INA219 имеет входной ток смещения 100 нА, поэтому измерения от десятков мА до нескольких ампер будет достаточно.
2. Ваша частота шума. Фильтр нижних частот не может отфильтровать низкочастотный шум.

Но да, добавление фильтра нижних частот, как правило, является хорошей практикой.

10 Ом с 100 нФ создают фильтр нижних частот с частотой среза$f_c = 160 kHz$. Это слишком высокое значение для фильтрации ШИМ текущего регулятора (это будет около 20 кГц), но оно отфильтровывает шум выше этой частоты. Без фильтрации контур управления током может стать нестабильным при наличии шумовой связи.

Этот тип RC не всегда является фильтром, но иногда используется для компенсации нуля шунта (RL).

Шунт имеет очень маленькую паразитную индуктивность, которая становится существенной при малом значении шунта (<5 мОм). Паразитная индуктивность обычно составляет от 500 пГн до 5 нГн в зависимости от размера и способа изготовления шунта.

Напряжение на клеммах шунта показывает несколько всплесков, когда возникают высокие значения di/dt (например, при прерывании тока), что может привести к срабатыванию детектора короткого замыкания.

RC-фильтры здесь имеют гораздо меньшие частоты, чем ноль шунта (синфазный режим 160 кГц и дифференциальный режим 80 кГц из-за C7120), поэтому он используется в качестве фильтра.

Редактировать: небольшие резисторы фильтра необходимы для быстрой сходимости на аналоговых входах (паразитные входные конденсаторы). 10 Ом намного выше, чем 20 мОм, поэтому резисторы не изменят сигнал. В некоторых приложениях фильтр питает АЦП, который может иметь значительную входную емкость (например, SAR), или сигнал небольшого напряжения шунта требует высокого усиления, чтобы низкие входные резисторы уменьшали тепловой шум.