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蛋碎的微弱信号跟随问题

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magic_yuan|  楼主 | 2013-4-8 19:38 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
各位大侠,
这几天测量一个微弱信号,1.2V左右,直流。因其内阻大,驱动能力弱,因此采用CA3140跟随。在一家工厂调试,发现板子要是焊接得不够“干净”,就会使测量的信号拉低,估计是漏电引起。因此回来就画了一块PCB(以前用万用板飞的线),OP也换了,换成OPA705,号称只有1PA的漏电,心里想这下我看你怎么漏电。
今天去工厂用新板子继续调试,发现这个C蛋的OPA705居然又使信号电压升高---CA3140(好板子)跟随出来电压1.216V,用OPA705跟随为1.276V,多了块60毫伏电压。
  CA3140典型漏电10PA(采用双电源正负15V供电),OPA705定性漏电正负1PA(采用单电源5V供电)。
无法实际测量系统中OP的漏电大小。于是用2块CA3140并联,也就是说两倍的漏电流,发现结果只差0.1mV。很明显是OPA705对被测试信号产生了影响,应该是灌入了一个电流,从而使原信号电压升高。但OPA705规格书中写的是1PA啊,我的货源应该也没问题,应该不会买到假货。是不是什么地方没考虑到,请大侠指教!
   十分感谢!

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沙发
3DG9013| | 2013-4-8 22:46 | 只看该作者
交流点微电流的心得吧,运放没用过,我检微电流用MOSFET做的。输入级并一个十兆欧级别的大电阻,然后采用差分的方式去检测。

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板凳
magic_yuan|  楼主 | 2013-4-9 10:00 | 只看该作者
自己顶一下,跪求高手出现!

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地板
corset| | 2013-4-9 10:45 | 只看该作者
内阻大的信号源,多用电流检测电路进行测量。从你描述的来看,明显放大器CA3140的偏置电流对信号电流是一个等级的。估计你用OPA705测出的才是比较真实的信号。建议你换个FA极的再试试,可能电压还要高些。就是这个道理。

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5
magic_yuan|  楼主 | 2013-4-9 11:15 | 只看该作者
corset 发表于 2013-4-9 10:45
内阻大的信号源,多用电流检测电路进行测量。从你描述的来看,明显放大器CA3140的偏置电流对信号电流是一个 ...

多谢大侠!
  开始我也是这么想的。后来我把被测量信号跟随了CA3140,同时也跟随了OPA705,发现测量的结果还是偏高。
如果OPA705为理想跟随,二CA3140存在微量的漏电流,那两者并联的结果将和单个CA3140跟随的结果一样。但实际却和单个OPA705测量结果一样。所以分析应该是OPA705对被测量信号施加了一个微量电流,且这个电流要大于CA3140的漏电流。。。。。。

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xukun977 2013-4-9 14:09 回复TA
layout的运放输入端要屏蔽好 
6
pengjianxue| | 2013-4-9 13:06 | 只看该作者
运放datasheet上的偏置电流是运放内部的,没有对策,即使偏流再小,也不管用。
因为:
流过反馈电阻的电流,不仅是信号电流、运放内部偏流,还有:

1,运放电源端通过运放表面流到反相端的电流
2,其他电位端经PCB表面流到反相端的电流
3,其他电位端经PCB板材流到反相端的电流(PCB基材质量不好,也会影响)

另外,反馈取样电阻阻值太高,PCB表面潮湿、脏污,使等效取样电阻变小。

必须很专业,才能测量pA级电流。

一句两句说不清。

彭建学 上海

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7
pengjianxue| | 2013-4-9 13:08 | 只看该作者
我用纳安级偏流的运放,也能稳定测量皮安级电流。

彭建学  上海

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8
magic_yuan|  楼主 | 2013-4-9 14:30 | 只看该作者
pengjianxue 发表于 2013-4-9 13:06
运放datasheet上的偏置电流是运放内部的,没有对策,即使偏流再小,也不管用。
因为:
流过反馈电阻的电流 ...

多谢彭老师,
  确实没考虑到OP通过表面或者封装材料对输入端的影响。经过我的估计,OPA705接成跟随器电路后,对运放的正向输入端至少灌入了1nA的电流。我用的OPA705是SOT23-5封装的。信号经过一个SPI1A05的继电器连接OP。看了下,我的PCB表面应该还算干净。。。。。

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9
magic_yuan|  楼主 | 2013-4-9 14:33 | 只看该作者
pengjianxue 发表于 2013-4-9 13:08
我用纳安级偏流的运放,也能稳定测量皮安级电流。

彭建学  上海

多谢彭老师,  
  纳安级的偏执,随着OP的供电电压,输入信号电压输出的摆动,温度的变化,这些貌似都会产生皮安级别的变动,不知道怎么控制这些因素。

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10
pengjianxue| | 2013-4-9 16:20 | 只看该作者
可以做到测量结果与偏置电流漂移无关。一般方法无能为力,需要特别技术。

彭建学  上海

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11
elec921| | 2013-4-9 19:19 | 只看该作者
用特氟龙材料搭焊试试,尤其是输入级,或者用等电位低阻抗线环绕高阻抗线构成屏蔽环以减小微弱电流的影响

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12
lych9139| | 2013-4-10 10:07 | 只看该作者
既然你怀疑偏置电流把输入拉高了,那你把op705和ca3140输入并联,看他们的输出是多少?

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13
tjjack| | 2013-4-10 21:31 | 只看该作者
电路板不清洗在你的测量中没法变好,我也做和楼主类似的设备,内阻大的“源”必须采取措施。

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14
ayl439| | 2013-4-11 08:39 | 只看该作者
mark  关注   楼主不要没有下文啊

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15
zouxp| | 2013-4-11 13:30 | 只看该作者
有没有在运放的输入脚加保护环,低Ip的运放的ds,都会有这方面描述吧。

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