把1NA~100UA的电流转换成0.1HZ~10KHZ的电流

把1NA~100UA的电流转换成0.1HZ~10KHZ的电流-频率转换电路

电路的功能

I-F转换器是输入电流转换成频率，其工作原理与A-D转换器类似。若在输入端串联电阻，把电流转换成电压之后，也可作为V-F转换器使用，因而也可看作超宽带VCO。本电路采用了FET输入OP放大器，因此可以输入1NA以上的电流，可用来测量微弱电流。

电路工作原理

OP放大器A1是积分电路，电流输入，由积分电容向负方向积分。A2的输出电压被齐纳二极管箝位，A2的输出大约在-5.6V时反相，TT1导通后，积分电压迅速输出，直到+5.6V，使A2反相。A1输出的上升时间取决于箝位电压、电阻R4以及积分电容C1，要缩短上升时间，可降低输入电流I1N和降低C1的时间常数。

振荡频率F0基本上由输出电流和C1决定，积分输出的斜率为IIN/C1（V/S），1UA电流为10的负6次方/800*10的负12次方=1.25*10的6次方V/S，穿越-5.6~+5.6V的时间林约是9MS，频率为111HZ。实际上必须加上上升时间，所以振荡频率大约为100HZ。

因为C1的微调很困难，所以允许A2的正反馈略有变化，以此进行振荡频率的校验。，但锯齿波的振幅会稍有变化。

由于延长了积分电路的时间常数，可以把微弱电流稳定地转换成频率，这时频率下降，测量时间加长。

照片A示出输入端串接1M电阻，输入+10.00V（IIN=10UA）电压时的波形，上侧为积分器A1输出的波形，上升边因被E4（5.1K）积分，时间约为6US，波形的下降边线性很好，这是使用了积分器的结果。下侧是电路输出端的波形，幅度为+5.6V。

元件的选择

OP放大器A1的输入偏流1E、失调电压及漂移越小，可转换的电流也越小，所以电路选用了FET输入OP放大器测试办法：让输入端开路一段时间，以这时的电压为基准电压，测量在规定时间内电压的变化量，求出IB或漏电电流，假如在60秒钟内有1V变化，根据I=C1*（△EO/△L）公式，可以求出电流I=800*10的负12次方（1/60）≈13PA。

被逆偏置的漏电流如不比输入电流小得多就会产生误差，所以TT1不能用普通硅二极管。可用低漏二极管或象本电路所用J-FET。

调整

没有电流源时，可在输入端串联大电阻，把电压转换成电流（IIM=F-IN/R）输入，用VR1调节全量程频率，如果振荡频率大于1KHZ/FS，线性就会变坏。再让输入开路，检查A1输出的积分值是否改变。

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