一、创意方案和所选创意方向介绍
在电力电子开发过程中，示波器需要使用电流探头来观察电流波形。市售电流探头通常较贵，不利于学生或爱好者购买使用。霍尔电流传感器易受周围磁场干扰，电流传感器通常有直流校准调节旋钮，但该部分实际可用微控制器实现校准，方便使用。故利用霍尔电流传感器和STM32F334单片机制作一个带自动校准的电流探头。该方案属于工业4.0方向。
二、方案框图
本项目主要框图如下：
电源使用typeC输入正5V给A0505S模块，输出隔离的±5V，+5V给霍尔电流传感器供电，±5V给各类运放供电，+5V转3.3V后给STM32F334供电。信号部分是霍尔电流传感器采集到电流信号后输出电压，经AD8130差分放大1.6倍后输出连到SMA接口。单片机DAC1提供1.65V偏置电压，内部OPA接成差分放大器，将输出电压和低之间差值送入ADC。单片机DAC2输出经运放调理变为-1V~+1V给AD8130的Ref端，用于调零。
线路中没有电流进行调零时，按下调零键，单片机自动采集输出线上的电压和地之间的差值，并改变DAC输出电压来调节AD8130的参考引脚，使得SMA输出不断向零靠近。
主要元器件：
1、ADI 差分放大器芯片 ADI AD8130
官网：https://www.analog.com/cn/products/ad8130.html
AD8130为差分至单端放大器，在高频时具有极高的共模抑制比(CMRR)。因此，这些器件也可以有效地用作高速仪表放大器，或用于将差分信号转换为单端信号。AD8130具有出色的共模抑制（70 dB (10 MHz)）性能，允许使用低成本、非屏蔽双绞线，而无需担心由外部噪声源或串扰造成的损坏。AD8130采用单电源供电，具有+5 V至±12 V的宽电压范围，支持宽共模和差模电压范围，同时保持信号完整性。在许多系统中，驱动和接收位置之间的地电位差为多个伏特，对于这些系统，宽共模电压范围能够使驱动器-接收器无需隔离变压器即可工作。与运算放大器和其他多放大器接收解决方案相比，AD8130的成本和性能有明显改善。
特性
- 高速
AD8130：270 MHz，1090 V/µs (G = +1) - 高共模抑制比(CMRR)
94 dB(最小值，DC至100 kHz)
80 dB(最小值，2 MHz)
70 dB (10 MHz) - 低噪声
AD8130：12.5 nV/√Hz - 高输入阻抗：1 MΩ差分
- 输入共模范围：±10.5 V
- 低失真，1 V峰峰值 (5 MHz)：
AD8130，-79 dBc(最差谐波，5 MHz) - 用户可调增益
G = +1无需外部元件 - 电源电压范围：+4.5 V至±12.6 V
- 省电模式
2、STM32F334C8单片机
官网：https://www.st.com.cn/zh/microcontrollers-microprocessors/stm32f334c8.html
带DSP和FPU的主流混合信号ARM Cortex-M4 MCU，具有64 KB Flash、72 MHz CPU、CCM、5 Msps 12位ADC、比较器、运算放大器和高分辨率定时器。
三、心得体会
以前都是参加寒暑假一起练，第一次参加fastbond，这个活动和寒暑假一起练相比，更锻炼了我的思维发散能力，体验从设计到实现的全过程。
匆匆那年TetraPak王鹏艳