请教：运算放大器放大电流信号？高速。谢谢！

只看该作者 · 2009-8-13 14:39

我的几十K，运放272
我一同事做过100M的，用在光速测量上，探头是PIN管，但放大器的型号忘了，好像是什么微带放大器，他现在走了，问不到了
不过我这有个运放:MAX4100，不知是不是他以前用的。。。。

3万 · 2009-8-13 14:43

早说早解决了……参考光纤模组的方案就可以了。有专门处理这种信号的跨阻放大器。你可以到ADI的网站上找找 www.analog.com

3万 · 2009-8-13 14:51

如果想要测量出瞬时的精确值而不是数字量化，可能需要一个对数放大器（LOG-AMP），对数放大器擅长处理微弱、动态范围很大（例如90dB以上）的信号。

90dB是一个什么概念？10的（90/20）次方=31622倍。假设最小信号是1uA，那么可测到的最大信号是31.622mA（暂不讨论非线性和误差）。但是如果你想一级一级放大到0－5V，然后接个AD，加个单片机……难度很尖端……

只看该作者 · 2009-8-13 14:56

早说早解决了……参考光纤模组的方案就可以了。有专门处理这种信号的跨阻放大器。你可以到ADI的网站上找找 www.analog.com
mohanwei 发表于 2009-8-13 14:43

您说的是这个么？？http://www.analog.com/static/imported-files/overviews/AD8015_AD807_155Mbps_FiberOptic.pdf

看资料先，谢谢了。。。。。。。。

只看该作者 · 2009-8-13 15:41

本帖最后由 savagezp 于 2009-8-13 15:43 编辑

如果想要测量出瞬时的精确值而不是数字量化，可能需要一个对数放大器（LOG-AMP），对数放大器擅长处理微弱、动态范围很大（例如90dB以上）的信号。

90dB是一个什么概念？10的（90/20）次方=31622倍。假设最小信号是 ...
mohanwei 发表于 2009-8-13 14:51

确实是想数字量化，而且要求线性度比较好，
看到很多资料的介绍，关于光电二级管都是先放大成电压，再用电压-电压二级放大，然后接AD，然后用MCU处理。不知您认为这个难度在哪儿？（在下认为上面这个流程顺理成章。且一直在琢磨这个流程方案）

LOG AMP目前不是很熟悉。。。谢谢您的提示。。。查查资料先。。

只看该作者 · 2009-8-13 16:12

电压运放100M带宽基本不可能
电流反馈，跨阻放大器，电流放大器才是高频信号的正路

只看该作者 · 2009-8-14 09:36

早说早解决了……参考光纤模组的方案就可以了。有专门处理这种信号的跨阻放大器。你可以到ADI的网站上找找 www.analog.com
mohanwei 发表于 2009-8-13 14:43

您说的这个我查了,
ADI的这个解决方案是每个时钟传送1bit（非零即一），适合于SDH/SONET传输。
而我的这个案子里面是每个时钟传送8bit啊（零和一之间有8个梯度），就是要测出瞬时的模拟值，再AD转换成数字量

貌似这个方案行不通啊。。。

只看该作者 · 2009-8-17 10:36

查了很多资料，都是诸如SDH/SONET等数字传输的资料。。。。。。
怎么样可以精确地测出模拟输出值呢？

只看该作者 · 2009-8-17 11:36

高频小信号放大不是一般的复杂，简直太复杂了，
不过，有了《增值包》平台，一切都变得very EASY了。www.armecos.com

首先，你的输入信号太微弱，很容易被噪声淹没，这些噪声主要来自：运放噪声、元件(电阻、电容等)噪声、基准源噪声、电源纹波等等。

电阻
电阻里流过电流的时候会发热，导致电子杂乱无章的热运动，电子+位移就形成电流，虽然总体上说，这些电流总效果为0，但在个部分都是噪声，你的小电流输入信号可能被淹没了。《增值包》建议：1、采用热噪声小的金属膜电阻(不要用绕线电阻，电感大，100M时影响显著)；2、选大功率电阻，功率越大，相对噪声越小；3、制冷降温，比如用液氮降温；4、选表贴电阻，减少引线电感影响。

电容
电容的漏电流有噪声影响，还有引线电感问题。不要用电解电容，纹波会使其加热。

运放
选择低噪声、高增益、宽频带运放，尤其是第一级最最重要。最好也主动降温，减少热噪声、散粒噪声、分配噪声、闪烁噪声等。放大倍数高容易自激，要切断输出对输入的耦合路径。PCB板铜皮增厚，多点接地，在运放接地的线上多扎几个洞，减少过孔电感。如此小的电流输入信号，要考虑地电位不等的因素。此信号传输要加屏蔽，要重视热电势影响。如果你是用继电器接入此信号的，那么要注意测量前要先放电，把寄生电容里储存的电荷泻放干净再测量此电流信号。其他什么零点补偿、增益补偿、信号源内阻、输出功率、放大精度、环境温湿度、放大线性要求等等都得考虑一下。

基准源
并个电容去噪声，或者用RC低通滤波器吸收噪声。要选用高质量基准源。

电源
低噪管要求电源纹波和随机噪声都要小。

PCB布线
作好屏蔽、隔离，保持安全线间距，位置、朝向正确，布局合理、注意散热等等。

总之，高频小信号放大很复杂，但也不是难到天上去，比如：有了《增值包》平台，就完全可以轻松搞定。

《快快乐乐跟我学EMC设计》
http://www.armecos.com/article/list.asp?id=475

《快快乐乐跟我学高速PCB设计》
http://www.armecos.com/article/list.asp?id=434

《快快乐乐跟我学模拟电路》
http://www.armecos.com/article/list.asp?id=474

《快快乐乐跟我学开关电源设计》
http://www.armecos.com/article/list.asp?id=469