假設在一種無法穿入的灌封材料中有一個T型電阻網路,你想直接測量其中一個電阻的阻值。由於無法接觸中心節點,其他兩個電阻的存在似乎使得這個任務不可能完成,但事實上完全可以。

為了測量圖1 R1的阻值,一般採用的技術是檢測歐姆計(ohmmeter,又稱電阻表)為R1供送的電流,然後從T型網路另一邊的R2輸出等值電流。這樣做的結果是,流經R3的電流為零,使得無法接觸的那個節點的電壓也為零。

20171018TA01P1 圖1 嵌入式電阻測量問題。

這樣,歐姆計將只能檢測到R1一個電阻。

在理想的SPICE模擬中,這個概念可用圖2來解釋。

20171018TA01P2 圖2 嵌入式電阻測量概念。

實際上,這個概念可以用電流到電壓轉換器和豪蘭德(Howland)電流泵來實現。圖3中使用虛擬運放只是為了更清楚的描述,實際運放也可以用。

20171018TA01P3 圖3 嵌入式電阻測量實現。

在上述例子中,歐姆計為R4注入10nA電流,承載相同電流的R7會使U1輸出100μV的電壓。豪蘭德電路將這個100μV分配在R12上,致使R5輸出10nA的電流。在這種電流平衡條件下,流經R6的電流為零,R6上的電壓也為零,此時歐姆計上顯示的數字就是R4的值。