电流采样信号放大

摘要：简介：本文对比了LM358和TSV912两款运算放大器在低端电流测量中的性能。实验通过搭建同相放大电路，测试不同输入电流下的输出电压特性。结果显示，LM358存在约5mV的输入偏置电压，在5mV以下无输出，之后呈现良好的线性关系，但在大电流时出现非线性。更

简介：本文对比了LM358和TSV912两款运算放大器在低端电流测量中的性能。实验通过搭建同相放大电路，测试不同输入电流下的输出电压特性。结果显示，LM358存在约5mV的输入偏置电压，在5mV以下无输出，之后呈现良好的线性关系，但在大电流时出现非线性。更换为TSV912后，其输入偏置电压显著减小，线性范围更广，整体性能优于LM358。文末指出大电流时的非线性可能源于采样电阻的不稳定性。实验通过Python脚本自动采集数据并绘制特性曲线，验证了两款运放的性能差异。
关键词： LM358，TSV912

LM2596恒压恒流电路[1]双路、5.5V、8MHz、RRIO 运算放大器：TSV912[2]

AD\Test\2025\September\CurrentAmplifyLM358.SchDoc

前两天分析了一款带有恒流控制的电路，其中使用了LM358 对于低端电流采样信号进行了放大。那么，利用LM358放大电流信号的性能究竟如何？将它替换成另外一款轨到轨运放 TSV912 ，效果又会有什么样的变化呢？下面通过实验来对比他们这方面的性能。

二、电路设计

设计测试电路，使用左边运放搭建一个同相放大器。根据反馈电阻数值，放大器的增益为 11倍。设计单面PCB，一分钟之后得到测试电路板，电路板制作的非常完美。焊接清洗之后进行测试。

给LM358提供5V的工作电源，使用DH1766提供可编程输入电流，电流范围从0变化到3A 。测量输入电阻上的电流对应的电压以及 LM358的输出电压。从测量结果来看，LM358存在着比较大的输入偏置电压。大约5mV左右。输入电压小于5mV之前输出都是0V，接下来，输入输出之间呈现非常好的线性关系。比例大约为 10倍左右，令人感到奇怪的是，在最后一段，输出电压似乎出现了某种非线性，具体原因为什么现在还不知道。

▲ 图1.3.1 输入电压与输出电压

下面更换一个新的运放，使用前两天测试过的 TSV912，它也是一个输入和输出信号满足轨到轨的高速运放，测量输入不同的电流下，运放的输入和输出之间的关系。可以看到，它的输入偏置电压非常小。对比LM358测量结果，则更加明显，TSV912 整体线性范围更大。从这一点来讲，TSV912 的性能超过 LM358。在输入电压比较大的情况下，输出依然出现了一些非线性关系。此时对应的输入电流达到了3A左右。猜测，这是因为电流过大，使得电流采样电阻出现了一些不稳定造成的。