图解DIY 1pA超微电流测试器

只看该作者 · 2011-11-11 19:30

回楼上，电荷测试也是很常见的一种测试方法，可以细分为：
1、上升率法，就是上面的i=dQ/dt，可以连续测试，我在本帖5页、82楼也有介绍。
这种方法的缺点，一个是不直接，需要把电压的变化率再转换成常规的电压信号。另一个问题是需要不断的重置，否则电容上的电压积累到一定程度后就饱和了，而电子的重置电路是不可想象的，因为没有那么低漏电的电子开关，所以必须借助于机械开关，并且国半也是碰到一些问题才解决好的。
2、累积法，也就是让微弱电流流入电容，累积，达到一定时间t后，再通过公式C×V=I×t来求出I。这种方法的弱点，除了也需要重置外，更主要是不连续的，测试的是平均电流，因此也更谈不上快速。原文是说“快的建立时间而已”，不是测试速度快。

只看该作者 · 2011-11-15 17:11

厉害

只看该作者 · 2011-11-15 22:46

mark

只看该作者 · 2011-11-21 16:25

楼主，您好！太感谢您的分享了！！！
最近在还原一个电流放大器，想从中学习，还原的大致情况如附件所示，
不知道该如何选择运放的型号，电路中电阻的阻值都确定，其他的型号大小都不确定。
按这个原理图做好PCB板后，调试总是出问题，
没有接入输入信号，只给了直流电压检测，UA输入端有0.3V的电压，UB输出也饱和了，是不是应该调零....，该怎么调，
另外UA运放的1,8管脚问什么要连接在一起，我看过OPA129的这么连，可是这个电路中能确定用的不是129....
这个放大器的数据手册我也附到附件里了，
您有时间的时候，可以看看，给我些建议么...现在自己没有人讨论，经验少得可怜...很纠结....

只看该作者 · 2011-11-21 18:14

本帖最后由 lymex 于 2011-11-21 18:25 编辑

回楼上，我感觉电路设计不合理。多级运放电路，每一级独立为好，因为运放本身的倍数足够大，无需联合使用。图上第2级为同向1000倍放大器，太大了，I/V转换用不着。另外，R3也没有给出阻值。

另外，运放的1、8脚是调节失调的，不用的话要悬空。

最后，如果按照LCA-4K-1G的功能指标，运放选择OP07很不合适。其中5 nV/√Hz (@ 1 kHz)的电压噪音指标很强大，同时还要满足Ib=2pA，只有LMP7721和OP827A能够接近。

只看该作者 · 2011-11-22 08:32

376# lymex
谢谢楼主，这么快就回复了...还想再谢谢你！！！

嗯，因为是还原这个LCA的放大器，电路的设计确实是前面两个运放联合使用的，我也不太明白为什么，R3阻值原板子上没有标出来，我们实验的时候是用500M的。运放的选择确实不太对哈，我这两天看了好多运放，都没有合适的，嗯，谢谢你给了我建议哈，要是我自己不知道还要找多久.....
有问题可能还要麻烦您....
担心画PCB的时候有问题，我想像您这样自己先在万能板上一部分一部分搭建，比如电源部分搭建在一个小板上，二极管稳压那部分一个小板，这样再把有连接的部分用导线连起来，可以么？

只看该作者 · 2011-11-22 09:01

本帖最后由 misalone 于 2011-11-22 13:14 编辑

楼主您说的OP827A是OPA827么，因为放大器电路拆开板上的运放管脚4,7分别是V-和V+，管脚2，3是输入，6管脚是输出，好像只有OPA827了...

只看该作者 · 2011-11-22 17:20

谢谢分享！LZ讲解的很到位，确实是个高手！

只看该作者 · 2011-11-22 19:37

楼主您说的OP827A是OPA827么，因为放大器电路拆开板上的运放管脚4,7分别是V-和V+，管脚2，3是输入，6管脚是输出，好像只有OPA827了...
misalone 发表于 2011-11-22 09:01

我的确是说OPA827，开始漏掉了。
由于LMP7721是新近的，因此这个LCA-4K-1G若为成熟产品，那只有OPA827能够胜任了。
至于R3的选择，按照LCA-4K-1G，是 1 x 109 V/A，也就是1G，所以用500M也差不多。不过，这属于很高的电阻了，对泄露、屏蔽都有要求。
不过我实在搞不懂两个运放级联的做法，除了问题都不好查。不妨先用一个运放试验一下。

只看该作者 · 2011-11-22 19:43

用两个小板，再用导线连接，没问题，就是要注意干扰。

只看该作者 · 2011-11-22 23:14

本帖最后由 misalone 于 2011-11-22 23:17 编辑

嗯，准备开始用万能板实验哈，您帖子中很多东西都可以借鉴和学习哈。恩，先用一个运放试试。
拆开的板子里电容大小没有标识，电源滤波那部分三端稳压器也不太清楚型号..上面隐约看到有F735M，F850M等（是贴片的，735数字是竖着的写在F,M中间）字样，楼主对电容取值和稳压器有什么好的建议么.....

嗯...电源滤波那块，看书上都是RC多级滤波，这里面稳压器后面并3个电容是什么原理哈....

超感谢您每次的回复...

只看该作者 · 2011-11-23 08:31

前面的电容即R3并联的电容是起稳定作用的，取决于输入电容，可以由小到大试验。
RC电容取决于你所需要的带宽或频响。
稳压器并联的电容，主要是减少高频噪音的，也许是在电路板的不同地方，进行高频或脉冲信号的退耦。
三端稳压其实没有太多的要求，有现成的、电压合适即可。

只看该作者 · 2011-11-24 20:05

我想问下PCB布线需要注意些什么问题吗？？？

只看该作者 · 2011-11-26 16:36

一直关注您的这个帖子，楼主不关注了吗，还是有问题要请教，如图这个电路之前您给过我这方面的指点，但是最近发现，没有输入信号的时候，（理论上应该接近0v的输出），输出部分有电压，有20几mv的，有200mv左右的，您能帮我分析分析吗

只看该作者 · 2011-11-26 16:42

楼主，这是电路

只看该作者 · 2011-11-27 10:17

本帖最后由 luyuchajing 于 2011-11-27 10:23 编辑

1.没调0。看你的电路有调零的，这个原因有点离奇。
2.制作上工艺卫生不好，有漏电。便宜的BNC插座绝缘材料不是特氟龙，也不知道是啥塑料，反正烙铁一烫就化，特氟龙如论如何是烫不化的。
3.乱飘的话考虑干扰。我用LMC6062和100G电阻做的，不放到屏蔽盒子里就没稳当过，两米外有人活动都能蹦几十个字。装屏蔽盒子里后可以稳定归零，末尾偶尔蹦一下。外接约1米长得特氟龙50-3电缆会有5-6个字读数。

只看该作者 · 2011-11-27 10:21

还有，你的47pF电容用的啥玩意，可千万别用瓷片电容。我当初用10G电阻实验时用的是3个470pF薄膜电容串联，透明的小圆柱，像聚苯乙烯，不敢确定。

只看该作者 · 2011-11-27 22:59

我想问下PCB布线需要注意些什么问题吗？？？
hustrabbit 发表于 2011-11-24 20:05

常规的就可以，但输入岛部分要做成等电位屏蔽。

只看该作者 · 2011-11-27 23:04

一直关注您的这个帖子，楼主不关注了吗，还是有问题要请教，如图这个电路之前您给过我这方面的指点，但是最近发现，没有输入信号的时候，（理论上应该接近0v的输出），输出部分有电压，有20几mv的，有200mv左右的， ...
anceyfang 发表于 2011-11-26 16:36

同意386楼的说法，可能是干扰，或者用的材料问题。
另外，也要看是否AD515的漏电流Ib大了些，换一个试试。

只看该作者 · 2011-11-28 08:27

感谢热心的楼主和luyuchajing的建议！
电路有调零，但是调零的范围是很小的，上下浮动根本只有几个mv，bnc 插座也没接的，干扰也排除，因为输出电压很稳定，外面有个屏蔽罩。电容也是透明圆柱形的，应该是叫聚苯乙烯电容吧。只能是怀疑ad515的问题了，可是ad515又是能够放大信号的，楼主，ad515漏电流大，会造成这样的现象吗？

图解DIY 1pA超微电流测试器

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