有没有能放大1uV直流信号的运放?

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fzh123|  楼主 | 2022-11-12 01:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
假如电源能满足纹波要求,从失调,噪声等条件考虑,有没有能放大1uv信号的运放。指的是精度能达到1uV,也就是能测量到1uv的直流信号,量程就从1uv-1000uv。

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叶春勇| | 2022-11-12 10:17 | 显示全部楼层
你这个问题不是直流运放的问题。
这是个交流放大问题。
前级滤波+稍微放大一下+滤波进入混频器。后面是个am收音机问题。
前级放大是优质的东西,后面的收音机要求不高了。
以前看过一篇论文,说是屏蔽壳第一位的。
直流放大难度太大。
温漂,50Hz干扰等电磁干扰。均限制你的放大倍数。
如果走直流放大的路子,可以设计一个200V以上电压轨的运放,干脆连干扰,噪音一起放大了。
这种路子就比较滑稽了。

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fzh123|  楼主 | 2022-11-12 11:43 | 显示全部楼层
叶春勇 发表于 2022-11-12 10:17
你这个问题不是直流运放的问题。
这是个交流放大问题。
前级滤波+稍微放大一下+滤波进入混频器。后面是个am ...

10uv以上的精度可能用一些参数比较好的斩波稳零运放可能还是可以达到的,再低一个数量级难度就大了,只能锁相放大器。我只是想知道,用普通的精密放大器可不可以实现这么低的信号精度。

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叶春勇| | 2022-11-12 12:35 | 显示全部楼层
fzh123 发表于 2022-11-12 11:43
10uv以上的精度可能用一些参数比较好的斩波稳零运放可能还是可以达到的,再低一个数量级难度就大了,只能 ...

锁相放大器,网上资料少,我也没见过。
据我所知,非常适合激励型的传感器。这个传感器是你可以用参考信号去激励。
我又不知道你的传感器是啥,如果这个信号直接来自物理传感器,直接给的电压。
这种被动的测量,比较难受。
如果你是工程师,这个到市面上去买一个,抄就是了。不是什么新问题。
限制精密放大器的放大倍数的因素:
1、你测的是1uv,而50hz干扰,1mv,你的几个运放,被50hz,1mv给弄饱和了。
2、精密放大器的vos,偏置电流等参数,限制单级放大直流放大倍数。
我个人认为,普通的精密放大器是可以用的。主要是你逐级放大时,想办法把干扰给滤掉。
其中越是前级越难。
至于温漂,我要碰到这个问题也很简单,直接恒温加热。
我没有这方面的经验,纸上谈兵,适可而止。就说到这里了。
实际碰到这个问题,坑很多,借鉴别人是比较好的切入点。

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xch| | 2022-11-12 13:25 | 显示全部楼层
怎么验证达标?

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fzh123|  楼主 | 2022-11-12 15:41 | 显示全部楼层
叶春勇 发表于 2022-11-12 12:35
锁相放大器,网上资料少,我也没见过。
据我所知,非常适合激励型的传感器。这个传感器是你可以用参考信 ...

微弱信号处理是个系统工程。我这里其实也就是个假设,电源很干净,进到运放本身的信号也是标准的很干净的,纯粹考虑运放本身的参数(不考虑温漂,时漂或者假如就是实验室环境),就是一个相对理想的情况。

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fzh123|  楼主 | 2022-11-12 15:44 | 显示全部楼层
xch 发表于 2022-11-12 13:25
怎么验证达标?

假如有标准1uv信号源,都是假设,纯粹从理论上有没有能够实现测试的运放或者方法(非锁相之类的)。

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GavinZ| | 2022-11-12 16:15 | 显示全部楼层
没实际做过。光看指标的话,那种zero drift运放,比如OPAx189,就能做到你说的。
步骤就是:做个1000X放大的电路,Vout就是1mV~1000mV,输入接GND,trim输出到0mV就完成了。

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xch| | 2022-11-12 20:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 xch 于 2022-11-13 00:52 编辑
fzh123 发表于 2022-11-12 15:41
微弱信号处理是个系统工程。我这里其实也就是个假设,电源很干净,进到运放本身的信号也是标准的很干净的 ...

可能使用几 nV/°C 温漂的低噪声运放,放在恒温屏蔽箱中,限制放大器增益带宽在1K以下。 可以实现。
得用ADI 的OPA

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lvyunhua| | 2022-11-12 21:37 | 显示全部楼层
1uA信号放大,这要求很高啊,不知道ADI有这方面的运放没?

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zyj9490| | 2022-11-12 21:53 | 显示全部楼层
用斩波运放或许可以做到,并且限制带宽。尽量压低。或者用相干放大器。

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caosix| | 2022-11-12 23:10 | 显示全部楼层
fzh123 发表于 2022-11-12 15:44
假如有标准1uv信号源,都是假设,纯粹从理论上有没有能够实现测试的运放或者方法(非锁相之类的)。 ...

楼主,你这个话题 实际上就是 考验 运放的

温度漂移 必须小于 0.1uV 乃至于 输入回路 的接插件
都必须非常考究,测量1uV 直流信号 应该很难实现哦。

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wuzhihuiqqyy| | 2022-11-13 00:03 | 显示全部楼层
SGM8558-4你看看这个运放行不行

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xch| | 2022-11-13 01:02 | 显示全部楼层
ADA4528

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PPDDPPDD1234| | 2022-11-13 08:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 PPDDPPDD1234 于 2022-11-13 08:36 编辑

你这是要做纳伏表的节奏啊。。。
静电计(皮安表或者飞安表)和纳伏表是两大技术难题。。。
目前国内还像还没有量产成功的迹象,纳伏表至少淘宝上是买不到的(我指国人做成功的,皮安表倒是有2-3家做成功的),想抄都有点难度。。。

最简单的,买个国外纳伏表来拆吧,看人家怎么做的,一步一步来。
至于标准源,应该比较简单(我瞎猜的),弄个两种不同类别的接线柱,那个压差就差不多uV量级了,再用商品化的纳伏表标定下就可以了。

楼上别人回复中的问题,都是逻辑上可预见的需要解决的问题,实际中的问题往往比这个要复杂得多。。。

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fzh123 2022-11-14 10:18 回复TA
肯定不容易,所以我的前提都是理想情况下,纯粹凭运放本身的性能。 
xch| | 2022-11-13 15:01 | 显示全部楼层
fzh123 发表于 2022-11-12 15:44
假如有标准1uv信号源,都是假设,纯粹从理论上有没有能够实现测试的运放或者方法(非锁相之类的)。 ...

TI 的OPA387 可以。

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xch 2022-11-14 12:56 回复TA
@fzh123 :建议做成两级,后级加个VOS 修正补偿。 能做恒温屏蔽最好。 
xch 2022-11-14 12:53 回复TA
@fzh123 :ADI 的也有可用的。比TI贵些。技术指标好像不如TI。 似乎ADI 品牌好些。 
xch 2022-11-14 12:51 回复TA
@fzh123 :带宽问题前面回过,不知为啥倍阿姨封杀了。GWB 限制一下,防止噪声引起非线性随机漂移。 
fzh123 2022-11-14 10:24 回复TA
这个看起来还行,需要把带宽压低。 
fzh123|  楼主 | 2022-11-14 10:15 | 显示全部楼层
GavinZ 发表于 2022-11-12 16:15
没实际做过。光看指标的话,那种zero drift运放,比如OPAx189,就能做到你说的。
步骤就是:做个1000X放大 ...

除了vos之外,噪声也是需要考量的一个参数

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fzh123|  楼主 | 2022-11-14 10:17 | 显示全部楼层
caosix 发表于 2022-11-12 23:10
楼主,你这个话题 实际上就是 考验 运放的

温度漂移 必须小于 0.1uV 乃至于 输入回路 的接插件

是的,即使本身的温漂系数很好,外部噪声、热电效应都会很容易淹没有效信号。

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R2D2| | 2022-11-15 21:35 | 显示全部楼层
量程1uV是什么意思?满量程full scale那是做不到的。

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fzh123 2022-11-16 11:25 回复TA
不好意思,没描述好,应该是能够测量0-1000uV的信号,精度1uV。 
hugewinner| | 2022-11-22 22:53 | 显示全部楼层
想玩1uV级这种高精度的的运算放大器,首先要有能够精确测量0.1uV级别的仪表六位半以上万用表或者专用的纳伏表,其次要有0.1uV级别电压源,才能够进行定标。有这两种仪器之一,不妨才开来看看人家的设计和元器件再确定要不要继续玩下去。

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