센스 체인

컨버터는 션트 저항으로 전류를 측정하고, 증폭기가 션트의 작은 전압을 키워 ADC에 넘깁니다. 단계마다 한계가 있습니다. 션트는 측정 대상 회로에서 전압과 전력을 가져갑니다. 증폭기는 위쪽에서 출력 범위가 모자라고, 아래쪽에서는 오프셋을 더합니다. 센스 경로의 패드와 납땜은 자체 저항을 더하고, ADC는 샘플링 속도의 절반보다 높은 성분을 측정값으로 되접습니다. 센스 체인 도구는 체인 전체를 SI 단위로 받아, 전류 0부터 가장 큰 전류까지 다음을 계산합니다.

오프셋과 패드 저항의 최악 조건에서 구한 이득, 풀스케일 전류(full-scale current)와 그것을 정하는 한계, 그리고 출력 하한(output floor)
가장 큰 전류에서의 센스 전압(부담 전압, burden voltage)과 션트 손실
오프셋 등가 전류, 패드 오차, 그리고 가장 작은 전류에서의 측정 오차
나이퀴스트 주파수에 대한 R-C 필터의 차단 주파수(corner frequency)

위반 항목마다 경고하고, 각 결과에는 그 값을 계산한 수식들이 표시됩니다. 두 차트는 전류에 따른 출력과 상대 오차를 보여 줍니다.

계산 내용

도구는 0부터 $I_\mathrm{max}$ 까지의 전류를 측정한다고 보며, $\varepsilon_\mathrm{max}$ 는 의미 있는 가장 작은 전류 $I_\mathrm{min}$ 에서 허용하는 오차입니다.

센스 전압과 부담 전압

옴의 법칙에 따라 션트는 전류를 센스 전압으로 바꿉니다

[Alexander & Sadiku 2017, Ch. 2]

(센스 전압, 전류 센싱 페이지).

이 전압은 증폭기의 신호이자 부담 전압, 즉 션트가 측정 대상 회로에서 가져가는 전압입니다. 션트가 클수록 신호가 커지지만, 부담 전압과 손실도 커집니다. 손실은 가장 큰 전류에서 션트의 도통 손실(conduction loss)입니다. 회로가 허용하는 전압과 션트의 전력 정격을 입력하면 도구가 이와 비교합니다.

증폭기의 출력

전류 출력형 증폭기는 센스 전압을 입력 저항 $R_\mathrm{IN}$ 양단에 겁니다. 이때 흐르는 전류는 $R_\mathrm{OUT}$ 을 통해 나가며, $R_\mathrm{OUT}$ 이 이를 다시 접지 기준 전압으로 바꿉니다 [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV].

V_\mathrm{OUT} = \frac{I_\mathrm{SENSE} R_\mathrm{SENSE} R_\mathrm{OUT}}{R_\mathrm{IN}}

$V_\mathrm{OUT}$: 센스 증폭기 출력 전압
$I_\mathrm{SENSE}$: 션트에 흐르는 전류
$R_\mathrm{IN}$: 이득 설정 입력 저항
$R_\mathrm{OUT}$: 출력 저항
$R_\mathrm{SENSE}$: 센스 저항(shunt)

전류 출력형 하이사이드 전류 센스 증폭기의 출력✓ 테스트 7개로 검증됨

가정, 표기 규약, 출처

가정

이상적 증폭기(오프셋·이득 오차·출력 헤드룸 제한 없음)

비고

증폭기가

I_\mathrm{SENSE} R_\mathrm{SENSE}

를

R_\mathrm{IN}

양단에 걸고, 그 전류를

R_\mathrm{OUT}

으로 흘립니다. 출력 헤드룸 한계는 이득이 아니라 전원 전압이 정합니다

출처

Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV

유도

sympy 단계별 유도

수식 id

sense.current_out_monitor · equations.yaml 항목

두 저항이 이득을 정합니다.

전압 출력형 증폭기는 고정 이득 $G$ 를 가지며, REF 핀의 전압을 더합니다 [Texas Instruments 2023, Equation 1].

V_\mathrm{OUT} = G I_\mathrm{SENSE} R_\mathrm{SENSE} + V_\mathrm{REF}

$V_\mathrm{OUT}$: 센스 증폭기 출력 전압
$G$: 증폭기 이득(gain)
$I_\mathrm{SENSE}$: 션트에 흐르는 전류
$R_\mathrm{SENSE}$: 센스 저항(shunt)
$V_\mathrm{REF}$: REF 핀 전압

고정 이득 전압 출력형 전류 센스 증폭기의 출력✓ 테스트 8개로 검증됨

가정, 표기 규약, 출처

가정

이상적 증폭기(오프셋·이득 오차·출력 헤드룸 제한 없음)

비고

증폭기가 센스 전압에 이득을 곱하고 REF 전압을 더하므로, 전류의 부호에 따라 출력이

V_\mathrm{REF}

위아래로 움직입니다. 출력은 전원 레일까지 완전히 도달하지 못합니다

출처

Texas Instruments 2023, Equation 1, from its definitions of the load current, the sense resistor, the gain and the REF voltage

유도

sympy 단계별 유도

수식 id

sense.voltage_out_monitor · equations.yaml 항목

REF 전압은 전류가 0일 때의 출력을 정합니다. 전류의 부호에 따라 출력은 그 위아래로 움직이며, 한 방향으로만 흐르는 전류에는 REF 전압 0이 알맞습니다 [Texas Instruments 2023].

오프셋

증폭기의 입력 오프셋 전압은 센스 전압에 그대로 더해집니다 [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV, Applications Information]. 따라서 출력은 이를 전류와 관계없이 같은 크기의 전류로 읽습니다.

I_\mathrm{OS,eq} = \frac{V_\mathrm{OS}}{R_\mathrm{SENSE}}

$I_\mathrm{OS,eq}$: 오프셋 등가 전류
$R_\mathrm{SENSE}$: 센스 저항(shunt)
$V_\mathrm{OS}$: 증폭기 입력 오프셋 전압

센스 증폭기의 입력 오프셋 전압에 해당하는 전류✓ 테스트 7개로 검증됨

가정, 표기 규약, 출처

가정

증폭기의 입력 오프셋 전압만 오차로 봄(이득 오차, 바이어스 전류 없음)

비고

오프셋이 센스 전압에 그대로 더해지므로 출력은 오프셋을 이만큼의 전류로 읽습니다. 작은 전류에서는 이것이 오차의 하한이 되며, 센스 저항이 클수록 작아집니다

출처

Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV, Applications Information: output error due to the amplifier's DC offset voltage; Texas Instruments 2023, selecting the current-sense resistor

유도

sympy 단계별 유도

수식 id

sense.offset_current · equations.yaml 항목

같은 전류에서 센스 전압이 커지므로, 션트가 클수록 이 전류가 작아집니다 [Texas Instruments 2023]. 대가는 더 큰 부담 전압과 손실입니다.

패드와 납땜 저항

수 밀리옴 이하의 션트에서는 납땜 저항이 센스 소자 저항의 상당 부분을 차지하게 되어 측정 오차를 키웁니다 [O'Sullivan 2012]. 센스 연결이 패드 바깥쪽에 있으면, 증폭기는 션트와 패드를 함께 흐르는 부하 전류, 즉 $R_\mathrm{SENSE} + R_\mathrm{pad}$ 에 걸린 전압을 봅니다. 따라서 측정값은 모든 전류에서 같은 비율만큼 크게 나옵니다 (패드 오차, 전류 센싱 참고).

켈빈 연결(Kelvin connection)은 패드를 센스 경로에서 뺍니다. 4단자 션트를 쓰거나, 2단자 션트를 4패드(분할 패드) 레이아웃에 올리면 됩니다 [O'Sullivan 2012]. LTC6101 데이터시트는 전력이 가장 작은 응용을 빼고는 센스 저항에 켈빈 연결을 쓰라고 권합니다 [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV, Applications Information]. 켈빈 연결이면 $R_\mathrm{pad}$ 에 0을 입력하십시오.

증폭기가 읽는 전류

오프셋과 패드 저항이 함께 있으면, 증폭기는 션트와 패드를 흐르는 부하 전류에 자신의 오프셋을 더한 값을 보고, 이를 션트에만 흐르는 전류로 읽습니다.

I_\mathrm{meas} = \frac{I_\mathrm{SENSE} \left(R_\mathrm{SENSE} + R_\mathrm{pad}\right)}{R_\mathrm{SENSE}} + \frac{V_\mathrm{OS}}{R_\mathrm{SENSE}}

$I_\mathrm{meas}$: 측정값이 가리키는 전류
$I_\mathrm{SENSE}$: 션트에 흐르는 전류
$R_\mathrm{SENSE}$: 센스 저항(shunt)
$R_\mathrm{pad}$: 패드·납땜 저항
$V_\mathrm{OS}$: 증폭기 입력 오프셋 전압

패드 저항과 오프셋을 포함한 션트 측정값이 나타내는 전류✓ 테스트 9개로 검증됨

가정, 표기 규약, 출처

가정

증폭기의 입력 오프셋 전압만 오차로 봄(이득 오차, 바이어스 전류 없음)

비고

증폭기는

I_\mathrm{SENSE} (R_\mathrm{SENSE} + R_\mathrm{pad}) + V_\mathrm{OS}

를 보고 이를

I_\mathrm{meas} R_\mathrm{SENSE}

로 취급하므로, 출력은 출력 식을

I_\mathrm{meas}

에서 계산한 값입니다. 출력을 높이는 부호의 오프셋이면 출력의 상한을, 반대 부호면 하한을 줍니다

출처

Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV, Applications Information: output error due to the amplifier's DC offset voltage; derived here; O'Sullivan 2012, solder resistance of milliohm shunts

유도

sympy 단계별 유도

수식 id

sense.reading · equations.yaml 항목

출력은 이 전류를 출력 식에 넣어 구합니다. 데이터시트는 오프셋의 최대 크기만 주고 부호는 주지 않으므로, 도구는 두 부호를 모두 씁니다. 위쪽 한계에는 출력을 높이는 부호를, 하한에는 출력을 낮추는 부호를 씁니다.

가장 작은 전류에서의 오차

실제 전류에 대한 두 오차는 교차 항 없이 더해집니다.

\varepsilon_I = \frac{V_\mathrm{OS}}{I_\mathrm{SENSE} R_\mathrm{SENSE}} + \frac{R_\mathrm{pad}}{R_\mathrm{SENSE}}

$\varepsilon_I$: 측정값의 상대 오차
$I_\mathrm{SENSE}$: 션트에 흐르는 전류
$R_\mathrm{SENSE}$: 센스 저항(shunt)
$R_\mathrm{pad}$: 패드·납땜 저항
$V_\mathrm{OS}$: 증폭기 입력 오프셋 전압

오프셋과 패드 저항에 의한 션트 측정값의 상대 오차✓ 테스트 8개로 검증됨

가정, 표기 규약, 출처

가정

증폭기의 입력 오프셋 전압만 오차로 봄(이득 오차, 바이어스 전류 없음)

비고

두 오차는 정확히 더해집니다. 오프셋에 의한 몫은 전류에 반비례해 줄어들므로 가장 작은 전류에서의 오차를 정하고, 패드에 의한 몫은 모든 전류에서 같습니다

출처

Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV, Applications Information: output error due to the amplifier's DC offset voltage; derived here; O'Sullivan 2012, solder resistance of milliohm shunts

유도

sympy 단계별 유도

수식 id

sense.rel_error · equations.yaml 항목

오프셋에 의한 성분은 전류에 반비례하여 줄어들므로 $I_\mathrm{min}$ 에서 가장 중요합니다. 패드에 의한 성분은 모든 전류에서 같습니다. 도구는 $I_\mathrm{min}$ 에서 각 성분이 단독으로 $\varepsilon_\mathrm{max}$ 를 넘으면 경고하고, 둘을 합해야만 넘을 때는 합에 대해 경고합니다. 오차 차트는 두 성분을 목표와 함께 전류에 따라 그립니다.

풀스케일과 출력 하한

출력에는 두 한계가 있습니다. 증폭기는 전원에 따라 정해지는 최대 출력 전압 $V_\mathrm{OUT,max}$ 까지만 내보내고, ADC는 풀스케일 $V_\mathrm{FS}$ 까지만 읽습니다. 전압 출력형 증폭기의 데이터시트는 출력 스윙을 전원 레일보다 조금 낮고 접지보다 조금 높은 전압으로 규정합니다 [Texas Instruments 2023]. LTC6101 데이터시트는 최대 출력을 지정된 전원 전압에서의 절댓값으로 규정합니다 [Analog Devices, LTC6101/LTC6101HV]. 사용하는 전원에서 해당하는 값을 입력하십시오.

도구는 패드 저항과, 출력을 높이는 부호의 오프셋을 넣은 최고 출력이 두 한계 중 낮은 쪽에 닿는 전류를 구합니다. 이것이 풀스케일 전류입니다. 이 값이 $I_\mathrm{max}$ 보다 작으면 가장 큰 전류에 이르기 전에 측정값이 포화될 수 있습니다. 훨씬 크면 ADC 범위의 일부가 낭비되며, 결과 표는 $I_\mathrm{max}$ 에서의 최고 출력이 풀스케일의 어느 비율을 쓰는지 보여 줍니다.

아래쪽에서는 REF 핀 전압이 0인 전압 출력형 증폭기가 출력을 접지까지 완전히 내리지 못합니다. 최저 출력 $V_\mathrm{OUT,min}$ , 즉 접지 쪽 스윙이 하한이 되어, 출력이 그보다 낮아질 전류는 모두 같은 값으로 읽힙니다. 출력을 낮추는 부호의 오프셋이 있으면, 오프셋으로 정해지는 전류까지 출력이 하한에 머뭅니다. 도구는 최저 출력으로 계산해 출력이 하한에 머물 수 있는 전류의 상한을 보여 주며, 이 전류가 $I_\mathrm{min}$ 보다 높으면 경고합니다. REF 전압을 하한보다 높이면 하한이 사라집니다.

필터와 샘플링

샘플링 속도 $f_\mathrm{samp}$ 로 샘플링하는 ADC는 직류부터 나이퀴스트 주파수까지의 대역을 나타냅니다.

f_N = \frac{f_\mathrm{samp}}{2}

$f_N$: 나이퀴스트 주파수(Nyquist frequency)
$f_\mathrm{samp}$: ADC 샘플링 속도(sampling rate)

샘플링된 신호의 나이퀴스트 주파수✓ 테스트 7개로 검증됨

가정, 표기 규약, 출처

가정

일정한 속도의 균일 샘플링
정의

비고

나이퀴스트 대역폭은 직류부터

f_N

까지입니다. 그보다 높은 성분은 이 대역으로 되접혀 들어오므로(에일리어싱) ADC 앞의 안티에일리어싱 필터로 제거합니다

출처

Kester, What the Nyquist Criterion Means to Your Sampled Data System Design

수식 id

adc.nyquist · equations.yaml 항목

그보다 높은 성분은 이 대역으로 되접혀 들어오므로(에일리어싱), ADC 앞의 안티에일리어싱 필터가 이를 제거합니다 [Kester, What the Nyquist Criterion Means to Your Sampled Data System Design]. 컨버터에서는 스위칭 리플이 그런 성분입니다. 도구는 1차 R-C 필터(first-order R-C filter)를 가정하고, 페이저 페이지의 차단 주파수와 이득 크기를 씁니다. 차단 주파수가 나이퀴스트 주파수 이상이면 경고하고, 나이퀴스트 주파수에서의 필터 이득을 보여 줍니다. 이 점검은 나이퀴스트 기준에 바탕을 둔 이 도구의 자체 규칙입니다. 극점(pole)이 하나인 필터는 주파수에 반비례하는 만큼만 감쇠하므로, 차단 주파수를 나이퀴스트 주파수보다 낮게 두는 것은 최소한의 조건일 뿐 늘 충분하지는 않습니다. 그 주파수에서 신호가 얼마나 통과하는지는 나이퀴스트 주파수에서의 이득으로 알 수 있습니다.

전류 출력형 증폭기의 출력은 전류원이고, $R_\mathrm{OUT}$ 이 이를 전압으로 바꿉니다. 필터 쪽에서 보면 이는 내부 저항이 $R_\mathrm{OUT}$ 인 전원, 곧 테브난 등가 회로(Thevenin equivalent)입니다 [Alexander & Sadiku 2017, Ch. 4]. 따라서 필터 커패시터에서 본 저항은 $R_\mathrm{OUT}$ 과 $R_f$ 의 직렬 합입니다(유도 과정(derivation)은 수식 아래에 링크되어 있습니다).

R_\mathrm{filt} = R_\mathrm{OUT} + R_f

$R_\mathrm{filt}$: 필터 커패시터가 보는 저항
$R_\mathrm{OUT}$: 출력 저항
$R_f$: 필터 저항

전류 출력형 센스 증폭기 뒤 R-C 필터의 커패시터가 보는 저항✓ 테스트 8개로 검증됨

가정, 표기 규약, 출처

가정

이상적 증폭기(오프셋·이득 오차·출력 헤드룸 제한 없음)
출력에 부하가 없는 1차 R-C 저역통과 필터

비고

증폭기 출력은

R_\mathrm{OUT}

이 부하로 걸린 전류원입니다. 테브난 등가로 바꾸면

R_\mathrm{OUT}

이

R_f

와 직렬이 되므로 커패시터는 둘을 함께 보며, 차단 주파수는

R_f C_f

만으로 계산한 값보다 낮습니다. 필터에 부하가 없으면 직류 출력은 그대로

I_\mathrm{OUT} R_\mathrm{OUT}

입니다

출처

Alexander & Sadiku 2017, Ch. 4 (Circuit Theorems: Thevenin's and Norton's theorems); derived here

유도

sympy 단계별 유도

수식 id

sense.filter_R · equations.yaml 항목

$R_f$ 없이 $R_\mathrm{OUT}$ 양단에 바로 단 커패시터도 이런 필터입니다. 도구는 전압 출력형 증폭기의 출력을 이상적인 전압원으로 취급하므로, 이때 커패시터에서 본 저항은 $R_f$ 뿐입니다. 실제 증폭기의 출력 저항은 $R_f$ 에 더해집니다.

컨버터의 스위칭 주파수를 알면 입력하십시오. 결과 표에 그 주파수에서의 필터 이득, 즉 스위칭 리플 중 ADC에 닿는 비율이 표시됩니다.

풀이 예제

2단자 션트에 전류 출력형 증폭기를 쓴 경우:

센스 체인 예제: 전류 출력형 증폭기, 2단자 션트

기호	값	구하는 방법
$I_\mathrm{SENSE}$ 션트에 흐르는 전류	2 A	주어진 값
$I_\mathrm{min}$ 측정할 최소 전류	200 mA	주어진 값
$R_\mathrm{SENSE}$ 센스 저항(shunt)	10 mΩ	주어진 값
$R_\mathrm{pad}$ 패드·납땜 저항	500 µΩ	주어진 값
$R_\mathrm{IN}$ 이득 설정 입력 저항	100 Ω	주어진 값
$R_\mathrm{OUT}$ 출력 저항	10 kΩ	주어진 값
$V_\mathrm{OS}$ 증폭기 입력 오프셋 전압	100 µV	주어진 값
$V_\mathrm{OUT,min}$ 증폭기 최저 출력	0 V	주어진 값
$V_\mathrm{OUT,max}$ 증폭기 최대 출력	4 V	주어진 값
$V_\mathrm{FS}$ ADC 풀스케일 입력	2.5 V	주어진 값
$f_\mathrm{samp}$ ADC 샘플링 속도(sampling rate)	10 kHz	주어진 값
$R_f$ 필터 저항	1 kΩ	주어진 값
$C_f$ 필터 커패시터	10 nF	주어진 값
$\varepsilon_\mathrm{max}$ 상대 오차 목표(0.01 = 1 %)	0.01	주어진 값
$V_\mathrm{SENSE}$ 션트 양단 전압	20 mV	전류 센스 저항 양단 전압
$V_\mathrm{OUT}$ 센스 증폭기 출력 전압	2 V	전류 출력형 하이사이드 전류 센스 증폭기의 출력
$I_\mathrm{meas}$ 측정값이 가리키는 전류	2.11 A	패드 저항과 오프셋을 포함한 션트 측정값이 나타내는 전류
$V_\mathrm{OUT,hi}$ 최대 출력(최악 조건)	2.11 V	전류 출력형 하이사이드 전류 센스 증폭기의 출력
$I_\mathrm{OS,eq}$ 오프셋 등가 전류	10 mA	센스 증폭기의 입력 오프셋 전압에 해당하는 전류
$\varepsilon_\mathrm{pad}$ 패드 저항에 의한 오차	0.05	션트 센스 경로의 패드와 납땜 저항에 의한 이득 오차
$\varepsilon_I$ 측정값의 상대 오차	0.1	오프셋과 패드 저항에 의한 션트 측정값의 상대 오차
$R_\mathrm{filt}$ 필터 커패시터가 보는 저항	11 kΩ	전류 출력형 센스 증폭기 뒤 R-C 필터의 커패시터가 보는 저항
$f_c$ 차단 주파수(corner frequency, -3 dB)	1.45 kHz	1차 R-C 저역통과 필터의 차단 주파수
$f_N$ 나이퀴스트 주파수(Nyquist frequency)	5 kHz	샘플링된 신호의 나이퀴스트 주파수
$\|G\|$ 저역 통과(low-pass) 이득	0.278	1차 저역통과 필터의 이득 크기

동작 모드: I_min에서 측정값이 오차 목표를 넘음 ( $\varepsilon_I \le \varepsilon_\mathrm{max}$ : 성립하지 않음) 필터의 차단 주파수가 나이퀴스트 주파수보다 낮음 ( $f_c < f_N$ : 성립)

가장 큰 전류에서 공칭 출력은 2 V입니다. 패드 저항과 오프셋을 포함하면 증폭기는 2.11 A를 읽고, 출력은 2.11 V까지 올라갈 수 있지만 여전히 ADC 풀스케일 2.5 V보다 낮습니다. 문제는 아래쪽입니다. 오프셋 등가 전류 10 mA와 패드 오차 0.05 때문에 200 mA에서 측정값의 상대 오차는 0.1입니다. 목표는 0.01입니다. 켈빈 연결은 패드에 의한 성분을 없앱니다. 오프셋에 의한 성분을 줄이려면 더 큰 션트나 오프셋이 더 작은 증폭기가 필요합니다. 필터 커패시터에서 본 저항은 $R_\mathrm{OUT}$ 과 $R_f$ 를 더한 11 kΩ이며, 그래서 차단 주파수가 나이퀴스트 주파수보다 낮습니다.

켈빈 연결 션트에 전압 출력형 증폭기를 쓴 경우:

센스 체인 예제: 고정 이득 전압 출력형 증폭기, 켈빈 연결 션트

기호	값	구하는 방법
$I_\mathrm{SENSE}$ 션트에 흐르는 전류	5 A	주어진 값
$I_\mathrm{min}$ 측정할 최소 전류	500 mA	주어진 값
$R_\mathrm{SENSE}$ 센스 저항(shunt)	5 mΩ	주어진 값
$R_\mathrm{pad}$ 패드·납땜 저항	0 Ω	주어진 값
$G$ 증폭기 이득(gain)	100	주어진 값
$V_\mathrm{REF}$ REF 핀 전압	0 V	주어진 값
$V_\mathrm{OS}$ 증폭기 입력 오프셋 전압	20 µV	주어진 값
$V_\mathrm{OUT,min}$ 증폭기 최저 출력	10 mV	주어진 값
$V_\mathrm{OUT,max}$ 증폭기 최대 출력	3.2 V	주어진 값
$V_\mathrm{FS}$ ADC 풀스케일 입력	3.3 V	주어진 값
$f_\mathrm{samp}$ ADC 샘플링 속도(sampling rate)	20 kHz	주어진 값
$R_f$ 필터 저항	100 Ω	주어진 값
$C_f$ 필터 커패시터	1 µF	주어진 값
$\varepsilon_\mathrm{max}$ 상대 오차 목표(0.01 = 1 %)	0.01	주어진 값
$V_\mathrm{SENSE}$ 션트 양단 전압	25 mV	전류 센스 저항 양단 전압
$V_\mathrm{OUT}$ 센스 증폭기 출력 전압	2.5 V	고정 이득 전압 출력형 전류 센스 증폭기의 출력
$I_\mathrm{meas}$ 측정값이 가리키는 전류	5 A	패드 저항과 오프셋을 포함한 션트 측정값이 나타내는 전류
$V_\mathrm{OUT,hi}$ 최대 출력(최악 조건)	2.5 V	고정 이득 전압 출력형 전류 센스 증폭기의 출력
$I_\mathrm{OS,eq}$ 오프셋 등가 전류	4 mA	센스 증폭기의 입력 오프셋 전압에 해당하는 전류
$\varepsilon_I$ 측정값의 상대 오차	0.008	오프셋과 패드 저항에 의한 션트 측정값의 상대 오차
$f_c$ 차단 주파수(corner frequency, -3 dB)	1.59 kHz	1차 R-C 저역통과 필터의 차단 주파수
$f_N$ 나이퀴스트 주파수(Nyquist frequency)	10 kHz	샘플링된 신호의 나이퀴스트 주파수
$\|G\|$ 저역 통과(low-pass) 이득	0.157	1차 저역통과 필터의 이득 크기

동작 모드: I_min에서 측정값이 오차 목표를 만족함 ( $\varepsilon_I \le \varepsilon_\mathrm{max}$ : 성립) 필터의 차단 주파수가 나이퀴스트 주파수보다 낮음 ( $f_c < f_N$ : 성립)

가장 큰 전류에서의 최고 출력 2.5 V는 증폭기의 최대 출력 3.2 V보다 낮고, 가장 작은 전류에서의 오차 0.008는 목표를 만족합니다. 필터의 차단 주파수 1.59 kHz는 나이퀴스트 주파수 10 kHz보다 낮습니다. 그 주파수에서도 필터는 신호의 0.157만큼을 여전히 통과시킵니다.

한계

오프셋과 패드만. 오차 모델에는 증폭기의 입력 오프셋과 패드 저항만 있습니다. 증폭기의 이득 오차, 이득 저항의 허용 오차, 입력 바이어스 전류, 동상 신호 제거(common-mode rejection), 잡음은 빠져 있습니다. 션트 자체의 허용 오차와 온도에 따른 변화, ADC 자체의 오차도 빠져 있습니다. 실제 오차 예산(error budget)에는 이것들을 더해야 합니다.
0부터 올라가는 전류. 한 방향으로 흐르는 전류에 대해 점검합니다. 션트 손실은 $I_\mathrm{max}$ 의 직류 전류에 대한 값입니다. 변하는 전류의 손실은 실효값(rms value)으로 정해지고, 출력 한계는 피크값에 적용됩니다.
입력한 그대로의 출력 한계. 출력 범위는 전원, 부하, 온도에 따라 달라집니다. 사용 조건에서의 데이터시트 한계를 쓰십시오.
부하가 없는 1차 필터. ADC 입력은 샘플링할 때 전하를 끌어갑니다. 허용되는 신호원 임피던스는 ADC 데이터시트에 나와 있습니다.
하나의 패드 저항. 값이 가장 작은 션트에서는 센스 지점이 패드의 어디에 있는지, 그리고 전류가 저항을 얼마나 고르게 흐르는지도 중요합니다 [O'Sullivan 2012].

스크린샷

전류 출력형 예제를 불러온 센스 체인 도구: 증폭기 종류 버튼, 전류·션트·증폭기·ADC 입력란, 오프셋과 패드 오차 경고, 각 결과의 수식을 표시한 결과 표, 그리고 전류에 따른 출력 전압과 상대 오차 차트. — 전류 출력형 예제를 불러온 센스 체인 도구.

이 사이트의 예제, 프리셋, 연습 문제에 나오는 수치는 교육용으로 만든 어림수(합성 값)이며, 실제 설계의 데이터가 아닙니다.