负载电流 I_LOAD 流经分流电阻器 R_SHUNT，产生分流电压 V_SHUNT。然后由 U1A 和 R₁ 至 R₄ 构成的差分放大器放大分流电压。差分放大器的增益通过 R₄ 与 R₃ 之比设定。为了最大程度地减少误差，设置 R₂ = R₄ 且 R₁ = R₃。基准电压 V_REF 通过使用 U1B 缓冲电阻分压器的方式提供。传递函数由 Equation1 确定。

Equation1.

其中

该设计中存在两种误差类型：失调电压和增益。增益误差是由分流电阻器的容差和 R₄ 与 R₃ 之比，以及类似的 R₂ 与 R₁ 之比造成的。失调电压误差是由分压器（R₅ 和 R₆）以及 R₄ / R₃ 之比与 R₂ / R₁ 之比之间的接近程度而造成的。R2/R1 之比影响差分放大器的 CMRR，最终导致了失调电压误差。

V_SHUNT 是低侧测量值，因此 V_SHUNT 的值是系统负载的接地电势。所以，必须对 V_SHUNT 使用最大值。在此设计中，V_SHUNT 的最大值设置为 100mV。Equation2 计算分流电阻器的最大值，假设最大分流电压为 100mV，最大负载电流为 1A。

Equation2.

R_SHUNT 的容差与成本成正比。在此设计中，选择容差为 0.5% 的分流电阻器。如果需要更高的精度，则选择容差为 0.1% 或更高精度的电阻器。

由于负载电流是双向电流，因此分流电压范围为 –100mV 至 +100 mV。此电压在到达运算放大器 U1A 前，由 R₁ 和 R₂ 分压。请确保 U1A 同相节点处的电压在器件的共模范围内。所以，使用共模范围扩展到低于负电源电压的运算放大器（例如 OPA397）非常重要。最后，为了更大限度地减少失调电压误差，OPA397 的典型失调电压仅有 ±0.25µV（最大值 ±5µV）。

假设对称负载电流为 -1A 至 +1 A，分压电阻器（R₅ 和 R₆）必须相等。为了与分流电阻器保持一致，必须选择 0.5% 的容差。为了更大程度地降低功耗，使用了 10kΩ 电阻器。

要设置差分放大器的增益，必须考虑 OPA397 的共模范围和输出摆幅。Equation3 和Equation4 分别显示了给定 3.3V 电源的情况下，OPA397 的典型共模范围和最大输出摆幅。

现在可通过Equation5 中所示的公式计算差分放大器的增益：

Equation5.

R₁ 和 R₃ 的电阻值选定为 1kΩ。R₂ 和 R₄ 的电阻值选定为 15.4kΩ，因为该值最接近标准值。所以，差分放大器的理想增益是 15.4V/V。

电路的增益误差主要取决于 R₁ 至 R₄，因此选择了容差为 0.1% 的电阻器。该配置降低了设计中需要两点校准的可能性。如有需要，简单的一点校准可消除 0.5% 电阻器产生的失调电压误差。