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IV 电路运放选型咨询

avatar zhidong jiang 提问时间: 2023-07-19 19:00:13 / 已解决
Other Parts Discussed in Thread: LMP7721, OPA320
7个回答
  • avatar zhidong jiang
    回答时间: 2023-07-19 19:17:26

    最近在设计一款传感器调理电路,需要IV 转换电路,对于前端电流-电压转换电路

    需求如下:

     对传感器建模分析,为保证传感器测量值为最小分辨率时,对应的电流最大约25pA

     前级IV转换部分输出等效噪声在8e-7量级

     偏置电流 在25度时  最大小于<3pA

     输入阻抗  在10^12以上

     失调电压  优于500uV

     输入感应信号的频率小于 100Hz

     另外希望是 能够单电源供电

     总的需求是 低输入偏置电流 大输入阻抗  和较大的开环共模增益,

     在网页上自助式选择了好久,没有找到同时满足这些条件的。

     另外是否还需要我提供其他信息?

      麻烦推荐一款满足需求的运放  

      基本电路包括第一级IV转换 和后面的 两级放大   后面两级放大选择通用的低输入偏置电压就够了  关键是第一级。

      一直用的是ti 芯片,有一篇文献中用的是AD795  所以我想选一款性能优于它的 TI的芯片

  • avatar Decapton Wang
    回答时间: 2023-07-19 19:37:45

    帮你做了一下选型,下面的两个芯片是专门用于传感器前端的,首推LMP7721,你可以评估一下。

    Part

    IIB (pA)

    VIO (uV)

    Power (V)

    Open loop Gain (dB)

    LMP7721

    0.02

    26

    1.8~5.5

    120

    OPA320

    0.9

    150

    1.8~5.5

    132

  • avatar zhidong jiang
    回答时间: 2023-07-19 19:57:42

    好的 谢谢  我看了这两颗芯片的datasheet,在偏置电流和失调电压等方面性能都是很优越的。

    但是我在datashee未看到这两颗芯片的  输入阻抗 的信息?

    另外,我的感应电极的 电容在几十pF 的量级,对于共模输入5pF的  电容值,这两者之间如何匹配? 或者更加宽泛一点的说是我的感应电极(信号源)的阻抗容抗信息 如何更好的 和运放的输入阻抗 容抗等参数匹配,

    因为是在设计一款新型传感器,在构建电路,所以问的比较细,请谅解!

    为了平滑输出和减小电阻噪声,通常在反馈回来添加一个反馈电容,

    请问共模输入电容和反馈回来的电容之间是什么关系?串联还是并联?

    OPA320的 Fig32中,单电源供电,运放做跟随器,如果输入信号是双极性,则输入端是否需要加V/2的直流偏置?

  • avatar zhidong jiang
    回答时间: 2023-07-19 20:24:37

    之前在做的是一款 瞬态电荷放大器,现在这个传感器类似左右,不过感应频率较低,文献中称电路为IV 转换,在我看来其本质也应该是电荷放大器   因为除了感应的信号的频率特征不同 ,其他都很类似  不知道将IV(微弱电流信号)和电荷放大电路  本质理解为一类 是否合适?

  • avatar Decapton Wang
    回答时间: 2023-07-19 20:45:29

    1. 你看LMP7721手册第5页和OPA320手册图8,都提供了输入偏置电流和共模电压的关系,也就是说,一定的共模电压下,运放输入抽/灌电流基本都在fA/pA级,这种情况下,我个人认为就没有必要谈输入阻抗了。或者这样说,输入阻抗是如此之大,以至于从运放的输入口加个测试电压进去,发现运放抽/灌电流只有fA/pA级,这本身就说明运放的输入阻抗在10^12 Ohm以上了。

    2. 电容需要匹配吗?最好能上传一个传感器的等效电路,以便做进一步分析。

    3. OPA320的图31和上下文指出在做手算分析时,输入电容Cin=运放差模输入电容+运放共模输入电容+PCB寄生电容。输入电容和反馈电容的关系在这张图里说的很清楚了。

    4. 对于双极性输入信号,建议你参考LMP7721手册上图3,上面提供了一种搬直流的方法。

  • avatar Decapton Wang
    回答时间: 2023-07-19 21:03:58

    我认为应该可以认为是同一类应用,因为输入源都可以归结为一个电流源。

  • avatar Wayne Xu
    回答时间: 2023-07-19 21:21:11

    可以认为是一样的。本质就是放大的电流信号十分微弱。有人使用TI的运放,将细胞壁上钾、钠离子的通道电流进行放大。电流为pA级。同样应用IV转化电路,他选用的的反馈电阻为50Gohm。这种放大器叫膜片钳放大器。

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