泰克DMM4020万用表准确地测量纳安培电流解决方案
- 关键词：泰克,,,,,,,DMM4020万用表,,,,,,测量纳安培电流
- 作者：北京东方中科集成科技股份有限公司
- 摘要：测量待机电流看上去象是一份容易的任务。它只需把优质万用表(DMM)的引线连接到相应端子上，直接测量电流安培数就可以了。但事实上，这一任务并不是这样简单，因为电流泄漏一般很低，只有几纳安，使用传统DMM进行测量可能会不准确。
在当前电子器件中，测量待机功率或电流泄漏是设计验证和调试过程中的一项常见任务。由于消费者需要电池工作时间更长、能耗效率更高的产品，设计工程师必须认真管理电流泄漏中丢失的能量，这要求准确地进行测量。器件中通常会设计有待机电流泄漏，这是提供“即时开机”功能的产品、带有一直启动的时钟显示器的消费电子、以及充电器等功率转换设备的副作用。由于能量是功率乘时间，即使待机功率电平低，其在长时间周期内也可能会消耗大量的能量，耗用AC电源电量，耗干电池。准确测量纳安级的低电平泄漏电流，是大多数数字万用表面临的一个挑战。泰克DMM4020 万用表提供了一块专用电路，可以以1 nA的分辨率测量泄漏电流，解决了这一挑战。
图1. 分流万用表电路作为安培表使用
测量待机电流泄漏
测量待机电流看上去象是一份容易的任务。它只需把优质万用表(DMM)的引线连接到相应端子上，直接测量电流安培数就可以了。但事实上，这一任务并不是这样简单，因为电流泄漏一般很低，只有几纳安，使用传统DMM进行测量可能会不准确。DMM测量电流的方式通常是以与被测电路串联的分流电阻形式应用已知电阻，允许电流流过电路。在电流流动时，DMM会测量经过分流电阻器的电压下跌量，使用欧姆定律计算电流。这种分流电阻器方法在分流装置中引入了下跌电压，称为负担电压，如图1 所示。负担电压成为误差来源，因为根据基尔霍夫电压定律(KVL)，要从电路中提供的电压中减去这个负担电压，可能会出现50% 以上的误差。通过使用较低的分流电阻，可以减少错误数量，高端DMM 则提供了可变分流值，允许选择电流量程。但是，使用低分流电阻值会提高测得的电压灵敏度，使测量变得不准确、不稳定。
图2. 反馈DMM 中的电路作为低电流安培表使用。泰克DMM4020 万用表就是这样一种工具。