nA级电流检测

1万 · 2019-6-10 16:29

画原理图要用心，尤其是做器件库，不然读懂原理图都费劲。

只看该作者 · 2019-6-10 16:55

qinlu123 发表于 2019-6-10 15:00
R606用K级别的，C606用nf级别的，R602和R608都用0欧的。R607和R610用同样大的，这里制作反向不要放大，放 ...

改了RC参数后边这样了，效果出来了。
好像还是存在着50Hz的干扰。

OPA输出，和跟随器的输出，都是这个图所示的波形。
OPA输出，4V的位置，有个幅值450左右的波形。
过随器输出后，4V的位置，有个幅值350左右的波形。
滤波器用和不用，结果都一样，截没干扰，也没作用。

这个是不是基本就是电源方面的干扰？

只看该作者 · 2019-6-10 20:30

MiniNico 发表于 2019-6-10 15:51
我拆别人的手持设备，别人就是用的这款IC，那款检测仪很稳定啊，行业内都认同。
里面就这芯片 ...

nA的话够了,pA不够.

只看该作者 · 2019-6-10 21:16

本帖最后由 PPDDPPDD1234 于 2019-6-10 21:31 编辑

MiniNico 发表于 2019-6-10 15:51
我拆别人的手持设备，别人就是用的这款IC，那款检测仪很稳定啊，行业内都认同。
里面就这芯片 ...

这么说吧，我也是小白，是外行，为了整这玩意，零零散散花了2年时间才搞定，现在可以做到10fA的放大没问题。
nA级别，这玩意的关键根本不在运放。现在几乎随便一个运放都可以胜任（当然，IB低于nA的就行）
其实说核心，也没有核心，PCB布线，工频干扰统统会影响。。。任何一点考虑不周都可能导致震荡。。。
你要是再往下做，你就会发现，一根质量不好的导线的漏电都会导致整个系统严重的非线性。。。

指望一个NB 的IC就可以搞定一切的，是不现实的。。。

只看该作者 · 2019-6-11 00:46

纯粹的用，情参考silicon labs的efm8.开发板

只看该作者 · 2019-6-11 08:21

把PCB贴出来看看，以及电源方案的原理图也贴出来看看，顺便分享你篇**看看。

Optimizing-Precision-Photodiode-Sensor-Circuit-Design-MS-2624_cn.pdf (532.17 KB)

只看该作者 · 2019-6-11 08:52

推荐你先看看你好，放大器这本书入门一下

1万 · 2019-6-11 09:41

摸摸发表于 2019-6-10 20:30
nA的话够了,pA不够.

体育老师您好：

这个指标能用？

1万 · 2019-6-11 10:17

本帖最后由 xch 于 2019-6-11 10:28 编辑

MiniNico 发表于 2019-6-10 15:51
我拆别人的手持设备，别人就是用的这款IC，那款检测仪很稳定啊，行业内都认同。
里面就这芯片 ...

你这图纸除了器件有问题外，在很多地方反馈回路用了不该用的电容。这电容附加的相位移会造成自激振荡，或者不稳定，噪声增大。如C605,C6230,C616.
陷波器使用反馈接法很危险。因为元件参数无法保证0误差，也会产生正反馈自激。一般在反馈回路（R616）故意再串联一个电阻，取值为最大元件误差*R616，比如电容误差5%，电阻误差0.1%，你就串联82ohm，破坏自激条件。

如果信号源是类似恒流源，比如photo diode ，1nA时其阻抗近似达到26Mohm，可以看作无穷，输入级正负偏置电阻平衡应该是反馈电阻与正极之间的平衡；
R603= R602//R609 = 1Mohm; 且在正极接COG电容接地，减少电阻噪声。正输入端加入偏置电压1.25V是啥意思？很奇葩，如果需要，不如在末级加入，噪声小，漂移也小。

你需要的模拟电流源可以使用普通稳压电源如REF5020 做参考; 用几十个0.1% 10k电阻模仿16 BIT dac组成梯形网络分压得到二进制的参考电压梯度。使用多个31.3Mohm 电阻在需要的节点汇集电流可以获得1% 精度的电流。1nA 步进。要不你去TI 那里A个DAC自己编程。

1nA 放大到200mV ，这个够吗？

1万 · 2019-6-11 12:24

建议你将第一级OPA使用独立LDO供电。降低电源电压后，又便宜又好的OPA就可以被你选为妃子。

而且成本可能比你现在用的OPA（$1.4@1kpcs）低得多。LDO本身几乎不算钱。
比如，我用过的TLV2333，($0.69@1KPCS),其误差小一个数量级还不止。

增加了LDO，放大电路电源退耦后会更加稳定。

一举多得。

opa2188 .40@1kpcs.pdf (1.41 MB)

tlv2333 .69@1kpcs.pdf (1.09 MB)

1万 · 2019-6-11 16:01

好生学习一下本网站中《图解DIY 1pA超微电流测试器》这个帖子，认真研究此大侠的**，一切可搞定。

只看该作者 · 2019-6-11 17:09

你的双T网络频点是530Hz的，你该调整为50Hz的，就行了！

只看该作者 · 2019-6-11 21:51

qinlu123 发表于 2019-6-10 15:00
R606用K级别的，C606用nf级别的，R602和R608都用0欧的。R607和R610用同样大的，这里制作反向不要放大，放 ...

“R602和R608都用0欧的” R602,和R608为什么要为0 ohm呢？怕引入噪声？谢谢！

只看该作者 · 2019-6-11 21:54

xch 发表于 2019-6-11 09:41
体育老师您好：

这个指标能用？

体育老师现在告诉你,做产品没必要一定看最大值,而且不要看这个参数.除非,你做的产品很呵呵.当然,你能做呵呵的产品就不用问这个问题了.

只看该作者 · 2019-6-11 22:39

光电二极管的检测我做过,用的不是2188.效果一般,反正他们要求也就那样,但是我的光电二极管可不像你这个要求只有nA级别,我那个是pA级别的电流,但是我建议你最好看看他们为什么要用2188这个东西,低电流运放不是没有推荐,只是目前看来他们在选择运放的时候权重不一样,也就是说,当初他们考虑的时候未必是要选一个偏流很低的运放,很可能仅仅是能用即可,但是他们对运放的另一个要求却高了.
有没有必要换运放你自己考虑,反正我是体育老师.

只看该作者 · 2019-6-12 08:53

xch 发表于 2019-6-11 09:41
体育老师您好：

这个指标能用？

很奇怪你去看Ios做什么
输入失调电流(Input Offset Current) IOS 是运放两输入端输入偏置电流之差的绝对值。

只是差值,不是输入电流,输入电流是Ib.

input bias currents 输入偏置电流,输出为零输入的电流。

要参考输入电流的大小,你去管Input Offset Current做甚?

只看该作者 · 2019-6-12 13:16

低偏流运放很多啊,AD515 AD542 AD547 AD549 CA3140 ICL7650 LMC6001 LMC6032 LMC6042 LMC6062 LMC6482 LT1057 OPA340 OPA374 SGM8551 TL032这些都是,但是我告诉你了,原厂家选运放的时候权重偏了,也就是说厂家放弃了低Ib运放,选了一个偏流压线的,刚好能用,但是2188的其他性能很高,至于为什么这样做,我建议你最好搞清楚.
不是不给你推荐,是我根本不知道你做这个东西的其他指标和要求,没办法给你推荐,给你推荐个低偏流运放有什么用呢,其他性能跟不上你东西又做不出来.
如果你只是抄别人的,那就全部抄完算了,有空把运放换其他型号看看效果得了.

只看该作者 · 2019-6-12 14:31

图1：数据采集

2：图表1

3：去掉干扰点

感谢各位大佬，现在暂时实现功能效果了，只是稳定的还需要实际调整。

最终测试如上图：
用光电二极管，通入1.16nW的光，具体出多少电流不知道

无光时，有47mV的电压输出，估计是二极管的暗电流+其他干扰，测试数据已减去这个值。

用单片机，1ms采集一次数据(每个数据是ADC平均10次的结果)
测了几十秒，有4个异常点。

把异常点去除以后，1881个数据，最小0.93，最大0.991，波动0.61。
裸板无屏蔽壳，有屏蔽壳可能会好点。
今天要做个机箱，装进去，再写个小程序跑一个星期验证下稳定度。

图2中有4个异常点，有没有人知道是什么原因造成的？

再次感谢各位大佬的指导！

1万 · 2019-6-12 19:34

MiniNico 发表于 2019-6-12 14:31
图1：数据采集
2：图表1

用光电二极管，通入1.16nW的可见光,光电流大约0.5nA。

1万 · 2019-6-12 22:34

MiniNico 发表于 2019-6-12 14:31
图1：数据采集
2：图表1

认真研究一下大虾的**，na级的电流不至于这么难。

nA级电流检测

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