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楼主
southboy|  楼主 | 2007-6-11 14:06 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
各位好,看了一些各位讨论的帖子,觉得很受启发,但是由于手头资料很少,也没接触过相关的东西,所以还想请教一些问题

我要设计的电路是1fA放大电路,频率接近于直流,误差小于5%即可。图中电路是师兄留下来的,用在一个测量化学发光强度的仪器中,感觉太有问题,请各路大侠指正。

1.当发光大于1000单位时,光强与输出为电压比例约为2:1,即1000单位的光能输出500mV的电压。但是当光强越小,这个比例越低,当500单位光强时只有200mV左右;
而100单位光强时则是0,完全没有输出,请问是什么原因?这个比较要命,因为最常测的范围是1~30单位光强,现在是完全测不出来。
按照光强与输出2:1来计算,1个单位的光强对应输出为0.5mV,则相应的第一级输出为0.5mV/2000=0.25uV,对应的光电二级管中电流为0.25uV/200Mohm=1.25fA

2.器件选型,第一级I-V电路用的是AD8605,反馈电阻用的是100M,是否恰当?
AD8605的Ib=1pA,Ios=0.5pA,Vos=65uV

3. 第二级放大用的也是AD8605,放大2000倍,是否颇为不当?

4. 由于上述选择的器件的偏置电压和电流都很小,因此没有做调零电路,不知道会不会有问题?



谢谢。
https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20076/200761114432164.jpg

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沙发
analogman| | 2007-6-11 14:59 | 只看该作者

此电路测1fA?根本不可能!

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板凳
southboy|  楼主 | 2007-6-11 15:29 | 只看该作者

我也觉得不可能

但具体应该怎么改?

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地板
analogman| | 2007-6-11 16:04 | 只看该作者

去买一个得了

我还没见过输入偏流<1fA的半导体器件,恐怕只能用动电容静电计来测了。

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5
啊龙| | 2007-6-11 17:23 | 只看该作者

个人想法,把运放的基准电平改一下试试.加大R10_2.

这种电路是不是要放入恒温槽中,还要屏蔽好.输出是不是线性和你的传感器有关吧.就是不是线性,用表格处理.

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6
iC921| | 2007-6-11 19:13 | 只看该作者

直流的,想不出什么办法

如果是交流,有点可能吧

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7
awey| | 2007-6-11 21:03 | 只看该作者

建议用光电倍增管代替普通光电管

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8
tjsheep| | 2007-6-11 21:59 | 只看该作者

用电荷计测量吧……

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9
zhiwei| | 2007-6-11 22:29 | 只看该作者

先光放大

直接取的电流信号太小了。

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10
mamalihui| | 2007-6-12 09:19 | 只看该作者

改成双电源行吗

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11
southboy|  楼主 | 2007-6-12 11:43 | 只看该作者

请问如何光放大?

汗。。。。
第一次听说光放大,不懂是什么意思,请问是不是只用雪崩光电二极管(APD)这样有增益的光电器件?
原来也考虑过,但是需要几十上百的偏置电压,而这个仪器是手持的,很难做到这点,所以最后放弃了。而且国外的同类产品用的也是普通的光电二极管,这个就是仿的国外的产品。

这个项目是个跟企业合作的横向课题,原来做这个的师兄毕业了,整个项目就甩给我了。现在的状况是除了微弱的光测不出来,其他的已经做完了,包括人机界面,外壳,公司的人已经对外宣称做出来了,还经常拿出来给去公司参观的演示,还准备拿去参展。

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12
maychang| | 2007-6-12 11:53 | 只看该作者

请问如何光放大?

swey 说的“建议用光电倍增管代替普通光电管”

既然是“仿的国外的产品”,接着仿就是了。

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13
southboy|  楼主 | 2007-6-12 13:32 | 只看该作者

实际上仿的是外观

电路上唯一的相同点就是都用了光电二极管,而且是不同的光电二极管

要是真的抄人家电路,那也就没这么多事情了

外观和人机界面的确很像,这也是难以避免的事情

如同所有的计算器、电子表其实也都很像一样

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14
zoupeng139| | 2007-6-12 20:08 | 只看该作者

二级放大肯定要加调0电路了

要不然可能二级输出端已经达到V级了 

100M的电阻有这么大的么 ?是买的国外的么?
请问放大器选择是不是也是参考国外的啊
有些静电计放大器选择是OPA128,是不是好些

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15
meansee| | 2007-6-12 23:36 | 只看该作者

一点讨论!

刚刚在这里请教过别人问题,现在试着与你讨论。
1, 你用的AD8605是国外产品上使用的还是自己或者师兄确定的?确认吗?
2,如果不确定的话,让我做的话,在相同情况下,我会选择你那个AD8605系列里面的AD8606或者8608做成仪表运放作为前放;
3,你的待测电流为1fA,使用的AD8605的Ib=1pA,肯定是测不出来的,测出来也肯定不对!!
4,当前Ib为fA 级别的运放或者仪表放大器很多,NS和TI也有很多专用的弱电流探测器件,自己去查!
5,”用在一个测量化学发光强度的仪器中“,你要对你的探测器的转换机理很熟息,然后才能想办法处理;
6,楼上有人建议用光电倍增管,按你的手持仪器来看,估计肯定不行的;
7,100M的电阻仅电阻热噪声足以产生足够的干扰你的fA级测量,还不考虑其他干扰;
8,建议重点看看NS的器件,估计有适合你的;
9,暂时想到的就这么多了,觉的你师兄的电路有较多的改进余地;
10,以上纯属个人观点,仅供参考!

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16
huanbao286| | 2007-6-13 00:10 | 只看该作者

lz有输入1fA电流的校准源么?

没有的话就无法检验你的输入输出是否正常了

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17
southboy|  楼主 | 2007-6-13 15:52 | 只看该作者

to:meansee

谢谢大家的指点!

刚刚在这里请教过别人问题,现在试着与你讨论。
1, 你用的AD8605是国外产品上使用的还是自己或者师兄确定的?确认吗?
--国外产品用的不是AD8605,型号不明,TOP MARK为B3A

2,如果不确定的话,让我做的话,在相同情况下,我会选择你那个AD8605系列里面的AD8606或者8608做成仪表运放作为前放;
--AD8606/08与AD8605参数基本相同,这样有何理由?是因为前者是2in1吗?

3,你的待测电流为1fA,使用的AD8605的Ib=1pA,肯定是测不出来的,测出来也肯定不对!!
--我也觉得如此。将基准电压加大到1.65V后,100fA以上都能测出来(示值偏小),100以下无法测出。

4,当前Ib为fA 级别的运放或者仪表放大器很多,NS和TI也有很多专用的弱电流探测器件,自己去查!
--有封装为SOT23-5的吧?希望能不改板子

5,”用在一个测量化学发光强度的仪器中“,你要对你的探测器的转换机理很熟息,然后才能想办法处理;
--生化原理很简单,就是化学物质反应发光,放光强度与该物质的量成正比,这个已经早已被搞生物的人试验验证过了。

6,楼上有人建议用光电倍增管,按你的手持仪器来看,估计肯定不行的;
--APD可以不?原来考虑过,但是觉得几十上百的偏置电压难弄,而且国外产品用的也是普通的PD,所以就放弃了。

7,100M的电阻仅电阻热噪声足以产生足够的干扰你的fA级测量,还不考虑其他干扰;
--采用的是连续测15秒(大概有几万次)取平均的方法,应该能把噪声平均掉吧?

8,建议重点看看NS的器件,估计有适合你的;
9,暂时想到的就这么多了,觉的你师兄的电路有较多的改进余地;
10,以上纯属个人观点,仅供参考! 

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18
analogman| | 2007-6-13 16:42 | 只看该作者

不是开玩笑,我用过的

一种是玻璃管封装的,碳的,精度、稳定性较差。另一种是一个很大的金属盒包装的,不知什么做的,很贵。这东西叫高阻,一般市场里当然找不到了。

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19
meansee| | 2007-6-14 22:41 | 只看该作者

to southboy

1, 你用的AD8605是国外产品上使用的还是自己或者师兄确定的?确认吗?
--国外产品用的不是AD8605,型号不明,TOP MARK为B3A

----我也觉得肯定不是AD8605;

2,如果不确定的话,让我做的话,在相同情况下,我会选择你那个AD8605系列里面的AD8606或者8608做成仪表运放作为前放;
--AD8606/08与AD8605参数基本相同,这样有何理由?是因为前者是2in1吗?

----已经说过了,同等条件下,做成仪表前放,当然,运放选的不对;

3,你的待测电流为1fA,使用的AD8605的Ib=1pA,肯定是测不出来的,测出来也肯定不对!!
--我也觉得如此。将基准电压加大到1.65V后,100fA以上都能测出来(示值偏小),100以下无法测出。

----100以下测不出来那是肯定的,用米尺能精确测量毫米级别的物体吗?

4,当前Ib为fA 级别的运放或者仪表放大器很多,NS和TI也有很多专用的弱电流探测器件,自己去查!
--有封装为SOT23-5的吧?希望能不改板子

----自己看吧;

5,”用在一个测量化学发光强度的仪器中“,你要对你的探测器的转换机理很熟息,然后才能想办法处理;
--生化原理很简单,就是化学物质反应发光,放光强度与该物质的量成正比,这个已经早已被搞生物的人试验验证过了。

----我想一定不会是绝对的线性比例,尤其是在剂量很小以至发出fA级电流的时候,因为发光物质在量大的时候存在相互作用,肯定在最初起始阶段存在非线性,猜测而已;

6,楼上有人建议用光电倍增管,按你的手持仪器来看,估计肯定不行的;
--APD可以不?原来考虑过,但是觉得几十上百的偏置电压难弄,而且国外产品用的也是普通的PD,所以就放弃了。

----APD太专业了,我不是你行业的,不懂;另,光电倍增管目前用的不多,毛鬼子(俄罗斯)在这方面比较厉害;

7,100M的电阻仅电阻热噪声足以产生足够的干扰你的fA级测量,还不考虑其他干扰;
--采用的是连续测15秒(大概有几万次)取平均的方法,应该能把噪声平均掉吧?

----你没有把噪声平均掉,你是求了噪声的平均值!热噪声是一直存在的

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20
southboy|  楼主 | 2007-6-18 12:36 | 只看该作者

这是国外仪器的电路图

里边I-V转换的电阻不知道是多大的,反正万用表200M档都测不出来
有几点不明之处:
1.二极管D10_2有什么用?
2.后面的R10_5,R10_6,C10_6是起低通滤波作用吗?
我们的电路也是这样的,发现完全无光时两路AD的值不一样,假如把R10_5与R10_6用相同电阻,或者去掉C10_6,两路AD的值就成一样了。这是为什么呢?
https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20076/2007618123640526.jpg

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