远程检测实例具有高可靠性、易连通性和超低功耗的特点。这些电路主要面向需要稳定通信和最低电池维护的工业环境。本解决方案结合近年来低功耗、高精度放大的研究进展，具有相同的低功耗和高可靠性Mesh网络功能。零漂移和低输入偏置放大器支持这些解决方案的实现LTC2063和LTP5901-IPM，前者最高以2 μA电流运行，后者在睡眠模式下消耗电流不到1.5 μA。这些设备的功耗足够低，可以由铜和锌电极(每4平方英寸)和柠檬内部物质形成的电解质组成。

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无线Mesh网络

在工业环境中，通过无线网络实施和检索的测量很少需要高速，但它们通常需要高可靠性和安全性。此外，它们还需要低功耗大限度地延长电池的运行时间。LTP5901-IPM在802.15.4e在无线网络中形成一个节点或一个节点SmartMesh IP Mote。LTP5901-IPM10位、0位、0位的集成 V至1.8 V ADC，内置ARM Cortex-M3 通过简单的编程可以检测到32位微处理器。该终端用于实现安全性、可靠性、低功耗、灵活性和可编程性。

四种检测应用

一般来说，以下电路设计不需要深刻的火箭知识。然而，它们是干净和高效的，是为特定的应用程序定制的。这些设计杂。事实上，复杂的设计只会增加成本和可靠性的风险。

通过处理传感器输出产生输出电压，每个电路的输入都包含一个传感器。LTP5901-IPM 10位ADC每个电路作为输入试图映射输入，覆盖0 V至1.8 V之间的大部分范围。

基本电池电压检测

图1.简单的电池电压检测。

图1显示了同相整体增益负反馈运算放大器的典型配置，可以检测分压。LTP5901输入的ADC范围为0 V至1.8 V。R1和R以最小静态电流降低电池电压，延长电池寿命。LTC2063年的输入偏置电流非常低，即使这些高电阻值也不会影响最终的10位ADC的精度。LTC2063消耗最小的电源电流，提供随时间和温度变化而呈现的零漂移优势。

电流检测

图2.电流检测电路。

电池供电和隔离电子设备的优点是可以在任何位置设置接地。在最方便的电路拓扑结构中，我们可以在不失去通用性的情况下检测电流，并将终端放置在与本地接地相关的任何位置。对于单极电流，如4 mA至20 mA在工业环路中，人们可以使用传统的低侧拓扑结构来安全检测与当地接地相关的电流。图2显示电流通过一个非常小的电阻R2，由此产生检测电压。输入电压可能很小，因为放大器的零漂移和极低的失调电压性能。501通过电路所示 mΩ检测电阻输入增加101 V/V。在20 mA时，VOUT是1.012 V。其他值可以最大限度地使用ADC的1.8 V范围。

电阻R4相对较低，是的LTC低阻抗分流器输入2063电容。因此，较大的R1反馈电阻与输入电容之间的相互作用不稳定。

优化后，用于测试0 mA至35 mA电流、0 V至1.8 V ADC映射范围。

辐照度计

图3.用太阳能电池测量短路辐照。

图2所示的电路也可用于测量太阳能电池的短路电流。硅和其它太阳能电池在短路电流模式下的电流与辐照度呈高度线性关系。短路电流是0 V太阳能电池的电流。图3中的电路不能保证太阳能电池在最大电流下准确达到0 V；但即使在全日光下是20 mA，电压也仅为10 mV。太阳能电池10 mV电平在其I-V实际上，曲线是短路。

我们可以互相阻放大器(TIA)作为替代。TIA太阳能电池可以强制达到0 V，并测量电流。这种电路的问题是，在整个辐照范围内，操作放大器为太阳能电池提供电流。对于远程检测电路，最重要的是降低功耗，然后操作放大器为电池提供20个 mA不可行。

考虑到需要保持近0 V，应使用小型检测电阻。检测位置遥远、电池供电的小电压再次表明，需要使用高精度、低功耗的功率放大器，如LTC2063。

太阳能装置所需的就是这类物理布局，即需要实施零温度漂移测量的无线Mesh网络。幸运的是，在短路条件下，硅光电二极管随着温度的变化而相对稳定。对于环境温度变化的大型安装用LTC2063和LTP5901-IPM，结合硅太阳能电池，简单可靠的设计是理想的解决方案。

用热电偶测量温度

图4.热电偶检测电路。

热电偶电压可以是正压或负压。微功率基准电压源和微功率放大器用于检测极小的正负电压。幸运的是，如果热电偶和被测设备(DUT)电气隔离可放置在任何方便的电压域。使用图4中的示例LT6656-1.25，在1.25 V偏置热电偶。基于1的电路输出.25 V小热电偶电压的高增益版本基准电压源。对于这种配置，0 V至1.8 V的ADC范围相当合理。若不使用零漂移、低失调放大器，则无法实现2万台 V/V极高极高增益。

结论

极低功耗和精确的远程检测是绝对可行的。本文的示例显示，系统无线将低功耗、高精度放大器和可编程片上的系统Mesh节点组合相当简单。

作者简介

Aaron Schultz是LPS业务部的应用工程经理。他曾在设计和应用系统工程领域担任过多个职位，并接触过许多职位AD芯片主题包括电池管理、光伏、可调光LED驱动电路、低压和高电流DC-DC转换、高速光纤通信DDR3.存储器研发、定制工具开发、验证、基本模拟电路等、定制工具开发、验证、基本模拟电路等。1993年毕业于卡内基梅隆大学，1995年毕业于美国MIT。晚上，他喜欢弹爵士钢琴乐。联系方式：aaron.schultz@analog.com。