电路的功用
本放大器又称电流-电压转化器,是OP放大器的有用运用实例,由于本电路反相输入端是作为假定地而作业的,能够作为输入电阻极低的电流丈量,也可作为各种传感器的前置放大器运用。在本电路输出端添加一个模仿表头,把输入电流转化成电压。则可构成高灵敏度的电流计。
电路作业原理
电路去掉了反相输入端的电阻,在反相放大中电路的作业便是由电路操控的,从信号源流入的电流IIN被送到OP放大器的输出,即IIN=IF。但作为衰减要素要考虑OP放大器的输入偏流IB。
电流-电压转化原理是,在OP放大器的输出输入端参加反应电阻RF,就能够转化成电压EO(EO=IF*RF)。RF可由RF=EO/I1N的公式求出。假定输出电压1V,满量程输入电流IIN=1UA,则RF=1*10的6次方欧。
下面阐明一下与电路根本作业无关的元件。与OP放大器反相输入端串联的电阻R1是限流电阻,在输入过载时,对OP放大器起到维护作用。选用一个大约的值即可。
二极管D1、D2的作用是对正反向电压进行箝位,以使输入到OP放大器的差动电压不至过大。电路进行正常的作业时,可以为它们是设想接地址虚地,不发生电压。
反应电容C1的作用是在转化弱小电流时衰减其间的噪声成分。但须留意频率呼应。零点频率F0由F0=1/2XCF.RF(HZ)公式确认,在选用时要与所需的频率相和谐。用于直流时,可选用容量大的%&&&&&%器取得积分作用。
齐钠二极器ZD1.2的作用是使OP放大器的电源电压安稳到正负5V,削减功耗,按捺芯片内部的温升,削减偏流IM的增量。假如用于一般电路电源电压可为正负15V,这时应骈掉电路中的ZD1.2。
元件的选用
由于流入OP放大器输入端的偏流会发生差错,所以应使流为最大输入电流的1/100~1/1000。假如输入偏流I为100PA,那么10NA全量程转化精度则为1%。
I随周围温度而变,用FET输入型放大器时应予留意。如选用单极型,I小的LT1012,温度特性则可得到大幅度的改进。
反应电阻RF用RF=EO/IIN的公式求出。输入电流IIN越小,电阻值越高,很难取得功能杰出的反应电阻元件。一般小的产品,而且本钱很高。所以当运用500K以上的反应电阻时,事先要搞清温度系数是多少。
拼装留意事项
对数+NA的弱小电流进行转化时,拼装则成为要点。一般选用护圈,当电源线与输入线穿插时,假如绝缘电阻不是无限大,就会有电流流过,而且还会随温度而变,所以形成电路作业不安稳,输入数百PA以下的电流时,运用聚四氟乙烯端子,悬空布线比选用护圈要好。
运用留意事项
本放大器作为硅光二极管用的前置放大器时,外来光或电源沟通会使已转化的电压波形中混入噪声。在输出呼应低或输出电流平均值时,CF(100PF)则应选用较大的值。
输入弱小电流时,除应留意拼装外,还应选用把电路悉数放入金属盒内的办法在输入端开路时不能进行失调调整。这是由于OP放大器在输出器作业时,即便旋转VR1,电阻值也根本不变。假如让输入短路,或以RF的1/100左右的电阻端接,则可精确地消除失调。