5量程、1NA微电流-电压转换电路

5量程、1NA微电流-电压转换电路

电路的功能

这是一种以硅光二极管SPD为代表的前置放大器，可用作微电流传感器的放大。用接点式继电器进行量程切换，可覆盖1NS~10UA的范围。继电器的另一接点用来改变输入偏流IS引起的失调，根据对应量程切换偏置电阻。响应频率随反馈电阻R1~R4而变，输入为直流电流。

电路工作原理

电流-电压转换电路的基本工作原理是反相放大器输入端的电流流过反馈电阻，因此，OP放大器A1的输出电压为E0=-IIN.RF，所以，一旦确定输入电流的范围和转换成的电压，就可以确定反馈电阻，为了把10UA电流转换成-1V电压，R1应为100K（R1=1/10*1000000）=100），电流为10NA，则必须为100M的电阻，因为稳定性好的高阻值电阻价格昂贵，所以在反馈环路中加了一个由R11和R12构成的1/10分压器，把电压放大10倍，这样R1=10M与RF=100M等效，不过漂移也被放大10倍，所以应采用低漂移的OP放大器。

分压电路的阻值只要比R1小得多，就不会产生误差。例如，分压电路的电阻为1K，两者之比为1/100000，所以不会产生误差。

OP放大器A1应尽量选用输入偏流小的产品，如用康价的BI-FET型，应注意FO的温度特性。由偏流引起的偏压，同样也加在同相输入端，所以大部分可以消除。10、100NA档其R为高阻值，均用10M，其可变电阻也都取M，如可调范围不够，可再串联微调电阻加以解决。如果不进行微调，在最小电流档，可预先进行失调调节，消除因输入偏流产生的误差。

为了减少噪声影响，在满足频带要求前题下，用电容C与R1~R4并联，电容C可根据C=1/2πFO.R公式算出其容量。

组装注意事项

在微电流电路中，同OP放大器的IB相比，如果泄漏较大时，在设计时应进行屏蔽处理，以防OP放大器的正负VCC或继电器电源等与输入电路耦合。

本电路输入端的引线电容有时会引起振荡，频带较窄时，可在IC1的2、6引线间加反馈电容。

如果信号源阻抗很高，即使在输入端串联一个数百欧姆的稳定电阻，也不会增加误差。

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