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tiA将一个电流信号转换成电压，并且经常用于测量弱电流，如图1所示。
由于电流信号一般很小，在nA 左右，且频率在10k左右，再选择百k 左右的Rf 电阻， 在这样的应用中，从 噪声 ，带宽 等角度，应该如何选择合适的opa？ 
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11个回答
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1)首先因为电流信号在nA级，所以输入失调电流要很小，最好在5%左右例如是100nA最好在1-5个nA这样，当然失调电流越小，相对精度越高。并且因为是nA机的信号要求信号的损失要小，所以要用高阻板（陶瓷板），并且成本和放大器允许的话最好并联一个电压跟随器，使跟随器输出电压包围住输入电流信号的路径，这一切都应事先经过计算进行取舍，因为你给的信息太少只能把大概方法说明。
2）还有是信号形式的问题，如果是脉冲信号你还有用FFT看一下信号的频谱，用5次谐波或3次谐波原则初步计算放大器的带宽，或者更简单的看一下3%建立时间。并且要注意反馈电阻如果选择几百K的电阻由于衍生的电容会使带宽下降得十分厉害，不见意使用！！。 3）如果你检测的是光电管的电流就不能独立的去设计，而要关联光电管。 4）而对于噪声最好由你选择的放大倍数而定，具体还是给的信息比较少，但是原则不会变就是最惨你不能把你的信号淹没了。 还是给的信息比较少，建议在补充一下 |
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yanke76975 发表于 2018-11-13 07:12 很高兴有高人回复！ 1） 选择low ib 的opa 是肯定的必须的 2) 信号的带宽 在5kHz之内，一个交变的电流 其幅度在 10nA 之内， 一个接收管而已 3） 因为本身 信号带宽 就很小， 那么选择 使用 低带宽的opa 在20khz 左右 ，我个人觉得一方面 运放本身的高频噪声 就比较少，另外 带宽也 可以覆盖了 信号带宽， 4）这个是一个 I-V 转换的 电路， 涉及到的更多可能只是噪声的增益。 5） 没明白你说的电压跟随器 的意思， 是经过I/V 转换后在跟随吗？ 一般前级 后 还要容耦后 再接两极放大的 6） 也没明白你说的 第二条中的内容， 怎么从3%建立时间 看带宽，有什么公式吗？ 还有怎么从IM3 IM5 看 带宽呢？ |
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1)如果是这种应用就不需要5次谐波或3次谐波原则(作仪表的职业病). 2)3%建立时间建立时间主要是对脉冲波来说的,指的是放大器建立与脉冲峰值相差3%所需要的时间,例如一个脉冲的脉宽为3ns,则选择运放至少3%时间要小于3ns才可以(主要还是看脉冲的上升沿时间,并且不适用于采集精确的模拟信号,主要是无法估计过冲,但是如果建立时间远远小于上升沿时间的话这对处理模拟信号提供了一个快速的分析方法). 3)电压跟随器是与I-V 转换 电路并联,主要作用是跟随V1的电压,跟随器的输出在布线时环路住Iin的路径,起的作用是将PCB在Iin附近的电压分布与Iin的电压一致,使通过电路板而损失的电流减小.主要作用是与陶瓷板的作用一致,电路板的损失电流是可以估计出来的,阻抗的参数制版厂会给你. 4)关于噪声出了关于运放的噪声我感觉也应该关注一下Rf的噪声,这个就太多了,我在下面发一个附件里面的AN 940,和AN 358有详细的说明. 附件怎么也发不上去,你在ADI官网上s搜索< |
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yanke76975 发表于 2018-11-13 07:27 首先 还是很高兴 有高人回复问题，有兴趣 可以留个联系方式啊，呵呵 回到正题： 1) 针对 图中 的V1 再加一个opa 做跟随有点浪费了 个人觉得，当然 为了做到比较好的效果，会做地环包处理，信号换层到运放 反向输入端。 2）其实我很想讨论想 计算 噪声方面的，nA 的电流流过一个 百k的电阻，最后输出的电压是一个几个毫伏的信号， 选择较小 GBW 的opa 其本身的高频噪声比较小（相对几M 的opa）， 但是 20k的opa，其 1khz 的噪声不可能太小， 在这样的情况下，opa 的本身在相关信号频率段的噪声 占整体输出噪声的比例应该大于 百k 的电阻噪声了。 最后，还是很高兴有人 回复我话题， 有兴趣可以留个联系方式， 三人行必有我师，三人行也必有非我族类！ |
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这样吧,前两天刚用完AD8009,我以它为例大概算一下, 1)信号频率为10K左右,查8009的手册[email=In@1]In[/email]在10K下的噪声在50pA/ (Hz)^(1/2),Vn在10K下的噪声在2nV/(Hz)^(1/2),In=50*sqrt(10e3)pA=5nA(原始信号淹没),Vn=2*sqrt(10e3)=200nV,将Vn转化为In=Vn/Rf,则数量及在pA或fA量级可以误略, 2)Rf的噪声假定Rf=100K,Vn在10K下的噪声sqrt(4KTBR)=40.6nV/ (Hz)^(1/2)，In在10K下的噪声sqrt(4KTB/R）=0.407nA/ (Hz)^(1/2),Vn=40.6*sqrt(10e3)=4.06uV,转换为In数量及在nV或pV的数量级误略掉,In=0.407*sqrt(10e3)=40.7nA,已经把原始信号淹没了. 3)所以可以看到如果使用8009则信号将淹没在放大器的噪声中.并且要注意100K的Rf的电流噪声(与运放无关)就已经是把信号淹没了 这是粗略计算如果有误请指正 |
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yanke76975 发表于 2018-11-13 08:00 兄弟 还是用的 8009，高速电流反馈性运放啊， 这玩意能玩好的人不多。 既然哥们 给出了一个计算公式，那我也再抛砖引玉一下吧，但是我看的等效的输出，而不是等效的输入。 我用一个电压反馈的运放，CMOS 工艺的，你知道 基本就看一个电压噪声，在1khz 左右的假设为 100nv/(Hz)^(1/2) 前端接收光二级管的等效模型 为一个 电流源（ 10nA 左右） ，并联一个很高电阻 （10M） 再并联一个 10p F 左右电容。 反馈电阻为200k 左右吧，且并联一个1pF 左右电容。 ok， 我们看下整个输出 信号，计算可知在mV 的量级。 电阻的等效输出噪声 上面 哥们你已经计算过不在赘述，在uV 的量级。 我们关键看下 opa 的 本身等效输出的 噪声幅度水平，基于 在1khz 左右的假设为 100nv/(Hz)^(1/2) 按照上述的 光二极管的等效模型 添加 到 图一 电路中去， 低频端的噪声增益 基本是1， 中频端噪声（1khz 左右的） 增益为 1+ 10p /1p = 11 左右， 从而输出的噪声 电压 为 11* 100*sqrt(10e3) ， 在40uV 左右， 还是远远低于输出信号 mV 的量级。 以上是个人见解， 还是那句话，很高兴有高手讨论，有兴趣可留下联系方式。 三人行必有我师， 三人行也必有非我族类！ |
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我觉得你应该看看实验室电路第一册，ADI提供了一些基于电流镜的解决方案
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从哪里能下载呢？或者 上传下啊 哥们 |
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你算得没错,我过于关注输入噪声了,而没有计算信噪比,但是电流镜的相频谱和幅频谱能做到多好呢?还有我有实验室电路第一册但是没有找到电流镜的内容阿?能告诉我在那一节里么? |
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yanke76975 发表于 2018-11-13 09:04 哥们，我都没说的那本什么书，你有可以共享下给我吗？ 有兴趣可以留个联系方式，三人行必有我师！ |
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我前面试着给你发过，20多兆实在发不上来，你从Adi的官网搜一下就可以了，他那还有很多资源， |
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只有小组成员才能发言，加入小组>>
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