图解DIY 1pA超微电流测试器

只看该作者 · 2011-8-8 19:52

我的产品时这样的，频谱分析仪出光->光信号进来到我的板子->电信号出来到频谱分析仪。
当加一个焊盘后，频谱的变化和加8~10pF的电容等效。
这能说明问题么？ ...
linqing171 发表于 2011-8-8 17:51

也许是加了焊盘后又增加了别的，比如松香残留就能有很大的影响。另外，如果去掉了后电容减少了10pF，那样才形成闭合。

只看该作者 · 2011-8-8 22:54

见识了这才是搞微电流测试的多学习

只看该作者 · 2011-8-9 10:39

楼主好！
最近拜读了您在38°发表的【[手持]MX6.5[自制手持6位半多用表]测试】和【自己制作手持高精度六位半数字多用表】**，觉得是很好的弱电压信号放大的DIY。文中量程切换采用了磁保持继电器，这种继电器是什么结构？用它做电流前置放大的量程切换可行吗？要注意什么问题？
另将【[手持]MX6.5[自制手持6位半多用表]测试】和【自己制作手持高精度六位半数字多用表】**制成PDF文本转过来可否？

1万 · 2011-8-9 12:23

感谢LZ的分享，参考价值很高。

只看该作者 · 2011-8-9 15:18

楼主大师，您好。按照您的指点已经有些头绪了。不加信号源，vr3初调后，两个电阻用10g，输出端是50hz,+-200mv左右的正弦波，把电阻换成1g的，输出端是50hz,+-50mv左右的正弦波。难道这个就是噪音吗？还是因为没有精确调零呢。加上信号后，这个也被明显放大了，输出端成了一个近似正弦波的波形，最低处1.5v,最高处7.5v. 另外R1改成100k,是因为对于ib大的运放，如果保护电阻太大，那电流大部分流过运放，剩下的就很少，而产生失真吗，因为我发现在不加信号时，这个电阻10m或者100k的效果是一样的。

1万 · 2011-8-9 15:45

再次标记

2万 · 2011-8-9 16:41

MARK

只看该作者 · 2011-8-9 17:39

楼主好！
最近拜读了您在38°发表的【[手持]MX6.5[自制手持6位半多用表]测试】和【自己制作手持高精度六位半数字多用表】**，觉得是很好的弱电压信号放大的DIY。文中量程切换采用了磁保持继电器，这种继电器是什么 ...
ffxb 发表于 2011-8-9 10:39

磁保持继电器的原理，就是瞬间翻转，然后靠磁力保持，再不需要功率了。具体照片看这里第5贴：http://bbs.38hot.net/read.php?tid=1016

用这种继电器做电流的前置转换，可以。前提是不能切换很微弱的电流，因为绝缘电阻不够高。1pA为下限。另外，继电器的输出脚和驱动绕组之间最好布上地电位的隔离环（双面）。

**转贴没问题，只要注明作者和出处，保持完整。

只看该作者 · 2011-8-9 17:53

楼主大师，您好。按照您的指点已经有些头绪了。不加信号源，vr3初调后，两个电阻用10g，输出端是50hz,+-200mv左右的正弦波，把电阻换成1g的，输出端是50hz,+-50mv左右的正弦波。难道这个就是噪音吗？还是因为没有精 ...
anceyfang 发表于 2011-8-9 15:18

50Hz的输出，不是噪音，是工频干扰。这种干扰的来源一个是电源，解决的办法是电源滤波、隔离。

另一个原因是感应，解决的办法是加上金属外壳并接地（就是接到交流电的中心点，并确认这个中心点接地良好）。

有输入时50Hz的幅度增大，那就是输入带来的干扰，比如引线没有屏蔽。

一般来讲，您用10G电阻可以测试到2fA，而干扰环境大的话这几乎是不可能的。如果不要求2fA那么小，可以减少两个10G电阻，这样干扰也会减少。

保护电阻R1，应该串接到运放2脚，这样一方面有保护作用，另外也不使得外部有电流时产生压降。由于Ib直接流过R1，产生压降，这个压降与信号是区分不开的，形成附加误差。但我重新算了一下，选1M还是可以的。

只看该作者 · 2011-8-10 09:35

强贴。

只看该作者 · 2011-8-10 09:51

mark

只看该作者 · 2011-8-10 10:57

真是强帖。
问个仿真的小问题。
Multisim中没有HT7150的仿真模型，大侠是自己建的模型还是从网上找的？

只看该作者 · 2011-8-10 13:08

留爪

只看该作者 · 2011-8-10 16:25

谢谢楼主的热心，继续请教楼主。我把恒压源换成由电池提供，157mv,如您图中r5,r7位置处的电阻分别取10M 100M 时，输出电压已经比较漂亮。但是电压值我觉得有问题，输出电压应该是接近157mv吧，但是结果：两个电阻取10M时，输出电压是75mv,两个电阻取100M时，输出电压是210mv. 这会是什么造成的呢，而想要继续放大更小的电流把两个电阻换成1G 和10G, 虽然信号源的工频干扰已经不存在，但是从供电电源过来的工频干扰，对输出造成的影响就很大了。还要继续努力

只看该作者 · 2011-8-10 16:29

另外：
保护电阻R1，应该串接到运放2脚，这样一方面有保护作用，保护电阻R1，应该串接到运放2脚，这样一方面有保护作用，另外也不使得外部有电流时产生压降。由于Ib直接流过R1，产生压降，这个压降与信号是区分不开的，形成附加误差。但我重新算了一下，选1M还是可以的。。但我重新算了一下，选1M还是可以的。

请问您：另外也不使得外部有电流时产生压降。由于Ib直接流过R1，产生压降，这个压降与信号是区分不开的，形成附加误差。
这句该怎么理解呢，恕我愚笨！

只看该作者 · 2011-8-10 18:55

另外：
... 请问您：另外也不使得外部有电流时产生压降。由于Ib直接流过R1，产生压降，这个压降与信号是区分不开的，形成附加误差。
这句该怎么理解呢，恕我愚笨！
anceyfang 发表于 2011-8-10 16:29

首先，Ib是直接流过R1的吧？有压降吧？
Ib是变化多端的，Ib一变化，这个压降就变化，而2脚是真正的虚地，可以认为不变，那么就必须是R1左边的会合点电压变化了，形成误差。
也可以这样理解：Ib的变化在R1上形成电压，这个电压与Vos是串联的，其副作用就像Vos变化一样。而Vos变化多少，就等于输出变化多少，形成误差。

只看该作者 · 2011-8-10 19:02

谢谢楼主的热心，继续请教楼主。我把恒压源换成由电池提供，157mv,如您图中r5,r7位置处的电阻分别取10M 100M 时，输出电压已经比较漂亮。但是电压值我觉得有问题，输出电压应该是接近157mv吧，但是结果：两个电阻取1 ...
anceyfang 发表于 2011-8-10 16:25

这种差异，可能有两个原因：
1、运放或漏电。观察的方法是先把R5开路，看输出是否接近零。这其实就是测试零点，如果零点有偏差，首先要调零（调零方法上面已有）。调零好了后再测试零点，应该是不变的。如果仍然变化很大，换个运放看看。静电运放有可能比较脆弱。再一个，运放的2脚及相关电路是否悬空或者采取了等电位屏蔽措施？

2、干扰。尽管电源干扰排除，但可能来自空间感应，或者来自测试的表。可以测试一下输出的交流成分，或者用示波器看一下输出是否有交流成分。

只看该作者 · 2011-8-10 22:55

marker!

只看该作者 · 2011-8-11 15:52

对于输出电压和恒压信号源不一致的问题，已经找到答案了，是电阻阻值偏差了。这样就基本上都没有问题了。只有在10g的时候，输出信号还有些工频干扰。我的这个放大器我算了下用1g的电阻能检测出100pa级别的电流.真的十分感谢前辈无私的奉献，我是最大受益人之一，呵呵！

只看该作者 · 2011-8-11 16:08

下面是我仍然困惑要请教的问题：
1：“Ib是变化多端的”，为什么我的印象里，Ib是不变的呢，Ib不是静态偏置电流吗，每个运放的静态偏置电流不是固定的吗，静态偏置电流和运放的输入电流是否是一回事呢。我的理解是，在开环下静态偏置电流决定运放差模输入信号的范围，mos型的运放因为偏置比双极型的小，mos型运放输入范围也更加小，也就是说他的放大倍数相比双极型的也特别大。这样可以吗？
2：“观察的方法是先把R5开路，看输出是否接近零”，这里R5是开路还是短路，开路的话，输出应该是接近正电源或者负电源了吧

图解DIY 1pA超微电流测试器

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