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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

把1NA~100UA的电流转化0.1HZ~10KHZ电流-频率转化电路

电路的功用

I-F转化器是输入电流转化成频率,其作业原理与A-D转化器相似。若在输入端串联电阻,把电流转化成电压之后,也可作为V-F转化器运用,因而也可看作超宽带VCO。本电路采用了FET输入OP放大器,因而能够输入1NA以上的电流,可用来丈量弱小电流。

电路作业原理

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,积分电压敏捷输出,直到+5.6V,使A2反相。A1输出的上升时刻取决于箝位电压、电阻R4以及积分%&&&&&%C1,要缩短上升时刻,可下降输入电流I1N和下降C1的时刻常数。

振动频率F0基本上由输出电流和C1决议,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的时刻林约是9MS,频率为111HZ。实际上有必要加上上升时刻,所以振动频率大约为100HZ。

因为C1的微调很困难,所以答应A2的正反馈略有改动,以此进行振动频率的校验。,但锯齿波的振幅会稍有改动。

因为延长了积分电路的时刻常数,能够把弱小电流稳定地转化成频率,这时频率下降,丈量时刻加长。

相片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,时刻约为6US,波形的下降边线性很好,这是运用了积分器的成果。下侧是电路输出端的波形,起伏为+5.6V。

元件的挑选

OP放大器A1的输入偏流1E、失调电压及漂移越小,可转化的电流也越小,所以电路选用了FET输入OP放大器测验方法:让输入端开路一段时刻,以这时的电压为基准电压,丈量在规则时刻内电压的改动量,求出IB或漏电电流,假如在60秒钟内有1V改动,依据I=C1*(△EO/△L)公式,能够求出电流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发生差错,所以TT1不能用一般硅二极管。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,把电压转化成电流(IIM=F-IN/R)输入,用VR1调理全量程频率,假如振动频率大于1KHZ/FS,线性就会变坏。再让输入开路,查看A1输出的积分值是否改动。

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