序言
本系列的前文回顾：
作为续篇电流并联分流，本文讨论非隔离的电压测量，后续文章再讨论隔离的方案。
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分流内阻/取样内阻
Shunt译音为分流器、分流阻值，为了增加大电压下的帧率，电阻常常取很小。
电压表的输入内阻很大但阻值有限，为了扩展阻值，在电压表两端并联分流内阻，分流走大部份的电压，保证了流过电压表的电压在可测范围内，再依照其读数推导入总电压之和。
按此理解，用于讯号调养的放大器亦可看作一个高输入阻值的电压表。
当放大器的输入电压小到可以忽视，便觉得分流内阻直接串联在回路中，两端压降反比于流过电压的大小。这些场景下，分流内阻也就是取样内阻。
取样内阻的种类好多，选型和布线时需愈发注意，防止引入毋须要的寄生电感，给高频下的测量讯号带来畸变。
相比成品，直接借助铜带如PCB走线做取样内阻时，必须愈发注意解决一致性和温漂的问题，才有机会实用化。
高边和低边电压测量
取样内阻配合后级放大器，有低边和高边两种电压测量方法。
高边检查有利于保留完整的参考地平面，无需考虑取样内阻在参考地引入稳态和瞬态压降，及相线耦合的噪音，且能检出对地漏电，但差分结构的放大器得承受高纹波电流，给设计难度和串扰抑制能力带来挑战。
差动/差分放大器
有一类专用于高纹波电流测量，且把差分内阻集成的放大器，即差动/差分放大器()。通过内阻分压原理，内部集电极实际看见的输入电流落在供电电流内，且集成的内阻有利于偏差匹配，因而提升串扰抑制比(CMRR)。
将著名IC供应商提供的商用差动放大器整理如下，发觉有不少±200-300V甚至到±600V串扰能力的产品布局。
电压测量放大器
若专用于测量高边的电压，另有一类更常用的电压测量放大器(sense,CSA)，非并且外围内阻，取样内阻、后续讯号处理电路、ADC、通信插口等也可被逐一集成，实现更高的集成度和智能性。
在CSA的实现中，不仅用差分的内阻分压，另有一类分流的形式颇为主流。
它借助晶体管承受高压，搭配上浮动供电和钳位技术，使低压的精密集电极也能工作在高纹波电流下。通过R1进行压流转换后，借助晶体管和电压镜再度进行流压转换，随后以电流方式输出。
无论是哪种实现办法，CSA耐受的串扰电流大小总是有限的，已有的产品大都在100V以内。
究其缘由，一方面对分压型电路，高纹波电流对应很大的分压比列，致使集电极听到的输入电流微小，帧率低；另一方面因为内部份压内阻，晶体管/浮电等模块需承当高压，对应的工艺会限制精密集电极的性能。
动点取样的问题
以Buck举例说明了参考地的选择。为了获取开关周期内完整的电感电压波形，当把参考地置于高频开关节点上时，意味着放大器要承受高频跳变的串扰电流，考验其高频CMRR的水平。
可以看见，随着SW快速dv/dt的电流边缘变化，放大器的电压测量输出急剧形成正负向的尖峰噪音。形成噪音的大小和恢复时间由放大器的高频CMRR决定。
由右图可见，不同的放大器高频CMRR性能差别很大，CMRR越高的电流并联分流，对动点形成的噪音抑制越好。
无取样内阻---间接/直接观测
文献中出现过只借助电感的差分电流信息，通过实时积分或SW求平均的方法，间接获得电感电压实时值或平均值的办法。这种办法仅仅是防止直接测量电压，但对电流讯号的处理步骤过多，精度和速率都无法保证，但是应用场景受限。
少数电源芯片可支持导通内阻Rds(on)直接作为取样内阻。检查功率管两端的电流Vds，并恐怕其导通状态下的Rds(on)，进一步求出导通电压。但Rds(on)对工艺、电压、温度等变化非常敏感，为了实用化，有必要进行实时校正。
基于电感DCR和内置RC混频网路的电压测量，是可实现全开关周期检查的低成本成熟方案，大量应用于低压大电压的三相/多相Buck控制芯片中。应用时要尽量保持RC时间常数和电感参数的匹配，它们对气温敏感，因而要注意选型且引入气温补偿举措。
无取样内阻---元件/芯片集成
值得一提的是，功率产品很早就开始借助-FET技术，引出额外的电压测量引脚实现集成的电压测量。其设计思想为并联感测管与功率管，参数匹配后，以电压镜像的方式间接对功率管电压进行测量。测量精度取决于功率管与感测管间的匹配，且感测管易受主功率开关噪音的干扰。
为克服这种问题，近些年来涌现出越来越多自带电压测量输出的智能功率集成芯片，除了测量精度大大提升，在推挽方式的功率芯片/模组内，通过上下管电压镜叠加，或引入各类拟合的方法，可集成全周期电压波形的监测输出，从低压大电压的DrMOS到高压的GaN功率芯片都有应用。
参考文献
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