Измерение тока микроконтроллера, от 1мкА до 100 мА Опции

[kada]

Уважаемые коллеги.

Появилась необходимость измерения потребляемого тока микроконтроллеров для отладки спящих режимов.
Диапазон измеряемых токов от 1 мкА до 100 мА. Ток предполагается измерять непосредственно в разрыве между блокировочным конденсатором и выводом положительного питания микроконтроллера. Т.е. нужно отследить фронт изменения тока например от нескольких мкА до нескольких десятков мА и обратно. Полученный сигнал будет подаваться на АЦП микроконтроллера STM32F4 и передаваться на компьютер через USB. По возможности хотелось бы иметь полосу пропускания аналоговой части порядка 500кГц.

Был собран макет на основе трансимпендансного усилителя с переключаемыми токовыми шунтами: 10 Ом, 100 Ом, 1К, 10К и 100К. Для статичных нагрузок схема работает хорошо, но для быстроизменяемых (реальный случай измерения тока микроконтроллера) возникают большие пульсации измерительного напряжения в следствии постоянного переключения диапазонов. Для уменьшения пульсаций пришлось установить конденсатор 10 мкФ параллельно измеряемой цепи. Пульсации уменьшились, но соответственно возросла постоянная времени.

В связи с этим вопрос, существуют ли в природе какие либо решения для измерения быстроизменяющихся токов в таких больших пределах? Была идея использовать один единственный шунт 10 Ом. Но для микроампер понадобится усилитель с КУ порядка 10^6 и входным напряжением порядка микровольт.
Может есть какие то готовые решения? Думаю многие сталкивались с похожими задачами. Благодарю всех откликнувшихся.

[In_an_im_di]

Уважаемые коллеги.

Появилась необходимость измерения потребляемого тока микроконтроллеров для отладки спящих режимов.

Может, лучше сделать так, например http://www.elcomdesign.ru/ingineer/ingineer_37.html, рис1.
входной ток ОУ взять с вывода GND контроллера, а для переключения диапазонов коммутировать R обратной связи ОУ. Сам операционник должен быть пошустрее(и по полосе и по быстродействию) и с добавлением на выходе эмиттерного повторителя на одном pnp-транзисторе для обеспечения максимума в 100мА. В таком включении не понадобится ёмкость для сглаживания, потенциал на выводе GND будет автоматом поддерживаться током через R обратной связи ОУ.
Это и будет трансимпедансный усилитель(преобразователь ток-напряжение с входным сопротивлением=0)

ПС

Был собран макет на основе трансимпендансного усилителя с переключаемыми токовыми шунтами: 10 Ом, 100 Ом, 1К, 10К и 100К

Трансимпедансному усилителю не нужен шунт, у вас там собрано что-то типа шунт+усилитель напряжения.

Сообщение отредактировал In_an_im_di - Apr 15 2014, 18:43