運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì)應(yīng)用

1、 運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)及應(yīng)用-電子工程師必備手冊(cè)（下） 電子工程專輯為亞洲及中國(guó)的電子工程師社群提供及分析最新工業(yè)和科技趨勢(shì)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)與應(yīng)用電子工程師必備手冊(cè)(下) 目錄：一、運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)應(yīng)用經(jīng)典問(wèn)答集粹 二、四類運(yùn)算放大器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及其應(yīng)用熱點(diǎn) 電子工程專輯為亞洲及中國(guó)的電子工程師社群提供及分析最新工業(yè)和科技趨勢(shì)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)與應(yīng)用電子工程師必備手冊(cè)(下) 一、 運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)應(yīng)用經(jīng)典問(wèn)答集粹 1. 用運(yùn)算放大器做正弦波振蕩有哪些經(jīng)典電路問(wèn)： 用運(yùn)算放大器做正弦波振蕩器在學(xué)校時(shí)老師就教過(guò)，應(yīng)該是一個(gè)常用的電路?，F(xiàn)在我做了幾款，實(shí)際效果都 不理想。哪位做過(guò)，可否透露些經(jīng)驗(yàn)或成功的電路？ 答

2、： (1) 用以下方法改進(jìn)波形質(zhì)量： 選用高品質(zhì)的電容；對(duì)運(yùn)放的電源進(jìn)行去耦設(shè)計(jì)；對(duì)震蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理。 (2) 我曾經(jīng)在鈴流源電路中用到一種帶有 AGC 電路的文氏電橋振蕩器，用來(lái)產(chǎn)生 25Hz 的正弦波，如圖所示。圖中使用二極管限幅代替非線性反饋元件，二極管通過(guò)對(duì)輸出電壓形成一個(gè)軟限幅來(lái)降低失真。文氏電橋或 低失真的特性要求有個(gè)輔助電路來(lái)調(diào)節(jié)增益，輔助電路包括從在反饋環(huán)路內(nèi)插入的一個(gè)非線性元件，到由外 部元件構(gòu)成的自動(dòng)增益控制（AGC）回路。通過(guò) D1 對(duì)正弦波的負(fù)半周取樣，且所取樣存于 C1 中，選擇 R1 和R2，必須使 Q1 的偏置定在中心處，使得輸出電壓為期望值時(shí)，（RG

3、+RQ1）=RF/2。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)， Q1 增大電阻，從而使增益降低。在上圖所示的振蕩器中，給運(yùn)算放大器的正輸入端施加 0.833V 電源，使輸出的靜態(tài)電壓處在中心位置處（Vcc/2=2.5V），這里 Q1 多數(shù)用的是小信號(hào)的 MOSFET 2N7000（N 溝道，60V， 7.5 歐），D1 則選用 1N4148。以上供你參考。 (3)為克服 RC 移相振蕩器的缺點(diǎn)，常采用 RC 串并聯(lián)電路作為選頻反饋網(wǎng)絡(luò)的正弦振蕩電路，也稱為文氏電橋振蕩電路，如圖 Z0820 所示。它由兩級(jí)共射電路構(gòu)成的同相放大器和 RC 串并聯(lián)反饋網(wǎng)絡(luò)組成。由于 A= 0，這就要求 RC 串并聯(lián)反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)某一頻率的

4、相移 F2n，才能滿足振蕩的相位平衡條件。下面分析 RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性，再介紹其它有關(guān)元件的作用。 圖 Z0820 中 RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在低、高頻時(shí)的等效電路如圖 Z0821 所示。這是因?yàn)樵陬l率比較低的情況下， （1/C）R，而頻率較高的情況下，則（1/C）=10KOhm 的條件下，能夠滿足將幅度低于-1V 的低頻或直流信號(hào)做等幅反向轉(zhuǎn)換或傳輸。這里，不要被單電源運(yùn)放的名稱所迷惑。單電源運(yùn)放依然可以很 好地工作在雙電源供電的工作環(huán)境里。不過(guò)是因?yàn)槠浔瘸Ｒ?guī)/標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放具有更寬、更接近 Vcc/Vee 電源端電壓的輸入/輸出能力與特性，才有此專稱，兩者的結(jié)構(gòu)本質(zhì)上相同。通用運(yùn)放在線性傳輸范

5、圍，依然有很多實(shí)際 的單電源供電應(yīng)用。樓主在模擬/仿真 LM358 時(shí)，可能將供電設(shè)置成正極性單電源的方式，而一般的仿真軟件，可能將輸入電壓條件內(nèi)置為 Vcc/Vee 電源端電壓的范圍，輸入電壓已經(jīng)超出限度，結(jié)果自然不正常。從LM358 的PNP 差分輸入結(jié)構(gòu)看，+5V 單電源結(jié)構(gòu)即有可能基本滿足（一定條件下）初始的要求；而 CA3140（/stores/DataSheets/linear/ca3140.pdf）的 PMOS 差分輸入結(jié)構(gòu)在單電源條件 下 ， 滿 足 要 求 的 可 能 性 更 大 。 OP-07運(yùn) 放 +/-5V也 是 可

6、 正 常 工 作 的 （http:/www.ortodoxism.ro/datasheets/nationalsemiconductor/OP-07.pdf）。前期分析極為重要，但還得通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證。一個(gè)反向比例器的驗(yàn)證測(cè)試， 在面包板上極為便捷。若有測(cè)量?jī)x器就更為方便與直接 （Tek-577-178,BJ4840）。通過(guò)測(cè)量，還可評(píng)估一下所用仿真工具的智能程度與符合實(shí)際的概率。供參考。 4. 微弱交流信號(hào)的提取與放大的問(wèn)題 問(wèn)：我的有用信號(hào)是 1100nA 頻率 1k10khz 的交流信號(hào)，但是接收信號(hào)中又存在 1uA 左右的直流電流，我 電子工程專輯為亞洲及中國(guó)的電子工程師社群提供及分析最新

7、工業(yè)和科技趨勢(shì)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)與應(yīng)用電子工程師必備手冊(cè)(下) 應(yīng)該如何把我要的交流電流提取出來(lái)然后放大呢？另外放大部分有什么好的實(shí)現(xiàn)方法么？大概 1nA 要轉(zhuǎn)換成 10mV。 答：(1) 解決問(wèn)題時(shí)，需要提取焦點(diǎn)的“差異”，從而找出解決問(wèn)題的鑰匙。這里的關(guān)鍵就是：實(shí)現(xiàn) 10M 歐姆跨阻比例器的直流調(diào)零。關(guān)于電路的具體參數(shù)設(shè)計(jì)，有時(shí)常與工藝考查緊密相關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推算：4MHz 增益帶寬乘積的運(yùn)放與 10M 歐姆的普通反饋電阻 Rf 實(shí)現(xiàn)的跨阻比例器的信號(hào)帶寬可達(dá)到 40KHz。因此，對(duì)處于頻率上限邊界的 10KHz 的正弦頻率分量，會(huì)有-1.83%的最大頻率響應(yīng)衰減。主因就是與 Rf 等效并聯(lián)的總

8、分布電容Cf（電阻的封裝結(jié)構(gòu)電容+工藝裝配結(jié)構(gòu)電容-包括運(yùn)放封裝和 PCB 等空間結(jié)構(gòu)電容）。若此結(jié)果為不可接受的瓶徑，可考慮用兩個(gè) 5M 歐姆電阻串聯(lián)成一個(gè) 10M 電阻，等效 Cf 約可減半。接近 80KHz 的電路帶寬產(chǎn)生的最高頻響衰減的影響，將減少到約-0.0335%了。運(yùn)放宜選用 Ib0.1nA（全工作溫度范圍內(nèi)）和高帶寬的產(chǎn)品，以保證零點(diǎn)的穩(wěn)定和高頻響應(yīng)的要求?；蛘邔?duì)后續(xù)電路的傳輸采取交流隔直方式-以消除零點(diǎn)漂移的影響。運(yùn)設(shè)計(jì)質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量才能更高，設(shè)計(jì)成本反而減少，生產(chǎn)的后期成本也越少。反之，結(jié)果趨勢(shì)相反。這些思想，就是那個(gè)著名的前期高設(shè)計(jì)投入、后期低生產(chǎn)消耗的“投入-消耗成本時(shí)

9、間反比曲線族” 的具體體現(xiàn)。確實(shí)反映出設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)踐中的一些客觀規(guī)律。 (2) 謝謝你給我建議，它對(duì)我有很大的幫助，但是還是有個(gè)問(wèn)題能不能推薦幾款合用的運(yùn)放，再次感謝你。 (3) 1uA 直流通過(guò) 10M 歐姆在運(yùn)放輸出端通常產(chǎn)生+10V 的輸出電壓。也因此限制了交流信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，并形成諸多不便。將一個(gè)穩(wěn)定的+10V（可用 3296 電位器微調(diào)）電壓串接一個(gè) 10M 電阻連接到運(yùn)放的反向輸入端，形成一個(gè)相反的 1uA 抵消電流，10M 反饋電阻中沒有電流，輸出直流電壓也因此為零了。LF356、LF411（+/-12V15V 雙電源供電），OPA655（+/-5V 雙電源供電）。 不懂，怎么實(shí)

10、現(xiàn)你說(shuō)的“直流調(diào)零”呢？ 另外5. 紫外線傳感器輸出的電流放大問(wèn)題問(wèn)： 傳感器輸出的電流大概是幾十 nA 左右，但小弟在前面的放大問(wèn)題上就碰到問(wèn)題了，特向高手們請(qǐng)教芯片應(yīng)該怎樣選擇，電路應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)才更好，先謝謝了。 答： (1) 你可選用 FET 輸入級(jí)的OP 如 LF356A；LF351 連接成倒相型 OP 電路；反饋電阻 100M 歐姆在 10V 輸出時(shí)相當(dāng)于 100nA/1V 輸出時(shí)相當(dāng)于 10nA,你的傳感器就是輸入端的串聯(lián)電阻；反饋電阻可以不并電容，有即可穩(wěn)定工作。 (2) 選輸入阻抗大的，溫漂小的運(yùn)放如AD8551。注意輸入信號(hào)的，可用線或雙絞線?？梢詫⑦\(yùn)放的輸入腳在印板的上方與

11、輸入線連接（不要在印板上走線）。這么小信號(hào)，你的傳感器的溫漂會(huì)影響很大。 (3) 你的信號(hào)剛好允許在無(wú)離子污染的PCB 上走線，用 129 成本稍高，LF351 是較經(jīng)濟(jì)的，他的 Ib 小于 0。01nA 剛好合你使用！ 6. 關(guān)于單電源運(yùn)放應(yīng)用問(wèn)： 如果輸入信號(hào)以系統(tǒng)地為參考，必須加電容耦合嗎?我實(shí)際測(cè)試，無(wú)論是正，反相輸入，運(yùn)算都不工作。不理解。 答： (1) 電容耦合是隔離直流分量的，不工作可能是沒有靜態(tài)工作點(diǎn)造成的。 電子工程專輯為亞洲及中國(guó)的電子工程師社群提供及分析最新工業(yè)和科技趨勢(shì)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)與應(yīng)用電子工程師必備手冊(cè)(下) (2) 這個(gè)問(wèn)題我正好遇到過(guò)，我是這樣理解的： a、一般

12、地，噪聲電壓與參考電壓成正比，噪聲則隨參考電流的增加而減小，因此，降低噪聲的有效途徑是采用外部噪聲濾波器，對(duì)電壓參考進(jìn)行濾波以獲得低噪聲性能。 b、交流信號(hào)放大電路或音頻放大電路中，也可采用電源偏置電路，將靜態(tài)直流輸出電壓降為電源電壓的一半， 基于單電源工作，但輸入和輸出信號(hào)都需要加交流耦合電容。 c、采用單電源供電是要付出一定代價(jià)，一些輸出參數(shù)勢(shì)必會(huì)變差，可能出現(xiàn)失真或飽和。因此需要酌情考慮。以上供你參考。 (3) 一般運(yùn)放以雙電源工作時(shí)是以（V+）+（V-）/2=0V 作為參考電壓的，運(yùn)放工作在中間的線性區(qū)。運(yùn)放若以單電源供電，仍應(yīng)當(dāng)將電壓參考點(diǎn)設(shè)置在（V+）- 0V）/2=（V+）/2

13、處。若是反相放大器，應(yīng)當(dāng)將同相輸入端的參考電壓設(shè)為 V+/2，反相輸入端的輸入信號(hào)也應(yīng)當(dāng)以 V+/2 作為參考點(diǎn)。當(dāng)輸入信號(hào)接近 0V 或 V+時(shí)，會(huì)使運(yùn)放工作在非線性區(qū)，放大器輸出會(huì)出現(xiàn)飽和失真或截止失真。 7. 如何測(cè)試運(yùn)放的驅(qū)動(dòng)能力？ 問(wèn)： 根據(jù)我現(xiàn)有的設(shè)備，示波器的探頭 R=10M ohm,C=15pf,實(shí)際上我們?cè)O(shè)計(jì)的運(yùn)放的驅(qū)動(dòng)能力最大才 1Mohm, 5pf，用現(xiàn)有的示波器發(fā)現(xiàn)很難測(cè)試。不知道一般有些什么方法。謝謝!答： 要解決這個(gè)問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，根據(jù)信號(hào)帶寬和噪聲要求，你可以在示波器探頭和運(yùn)放輸出端之間加入一個(gè)放大器就可以了，你只要選擇好正確的放大器來(lái)完成這個(gè)中間級(jí)放大器。 7請(qǐng)教

14、小信號(hào)放大問(wèn)題問(wèn)： 我現(xiàn)在遇到一個(gè)信號(hào)放大問(wèn)題，具體信號(hào)如下： 沒有信號(hào)時(shí)是 7mv 的直流電壓，有信號(hào)時(shí)是 7mv 為 0，12mv 為 1 的方波（100k，20%占空比，上升下降沿小于 0.3us)，輸出阻抗 3k。 我想放大成ttl 電平，請(qǐng)問(wèn)如何搭建電路？用什么運(yùn)放？ 我原來(lái)用的是 sgm8052 和 8552，采用反向放大，單電源。但是不行。因此我想請(qǐng)教一下，應(yīng)該采用什么運(yùn)放？什么電路。最好能夠有一個(gè)電路圖，謝謝了。 答： 解決這個(gè)問(wèn)題有兩種方法： a、用交流耦合放大器提取出+5mv 的方波，然后進(jìn)行限幅放大器放大，即可得到?jīng)]有相位移動(dòng)的 TTL 方波信號(hào)。b、用交流耦合放大器提取

15、出+5mv 的方波，并放大到一定信數(shù)，然后用比較器去完成方波信號(hào)到 TTL 方波信號(hào)的變換。 8用單電源做高低通濾波器問(wèn)： 雙電源做高低通濾波器，那是一點(diǎn)問(wèn)題都沒，但要在單電源中做好好像不是很好，曲線老是不好，有高手可以幫忙嗎？ 答： (1) 單電源供電作有源濾波器的確很麻煩，關(guān)鍵問(wèn)題是一個(gè)濾波器往往不只一節(jié)，各節(jié)的直流工作點(diǎn)很難協(xié)調(diào)。雙電源就無(wú)此問(wèn)題。但是，有些情況下也是可以解決的，從末極開始，工作點(diǎn)取在 1/2 電源電壓處，往前推， 電子工程專輯為亞洲及中國(guó)的電子工程師社群提供及分析最新工業(yè)和科技趨勢(shì)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)與應(yīng)用電子工程師必備手冊(cè)(下) 逐漸降低工作點(diǎn)電壓，并使無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，末極不

16、要處于飽和或截至狀態(tài)。 (2) 還不是很明白您說(shuō)的方法，為什么需要從末級(jí)向前逐級(jí)下調(diào)呢？如果單電源時(shí)輸入輸出的靜態(tài)工作點(diǎn)都穩(wěn)定在 Vdd/2，和雙電源有什么區(qū)別呢？是因?yàn)榭紤] offset 的影響？ 請(qǐng)指教！ (3) 濾波器響應(yīng)曲線和供電方式聯(lián)系并不大，只是電路形式需改變而已，主要是改進(jìn)偏置電壓和電流，電平移動(dòng)。當(dāng)然選擇濾波器類型最重要。 9. AD620 可變?cè)鲆骐娐吩O(shè)計(jì)的問(wèn)題問(wèn)： 我最近想用 Ad620 作一個(gè)可調(diào)節(jié)增益的放大電路，后面接 16 位的 ADC，所以對(duì)放大電路的精度要求挺高。使用模擬開關(guān)調(diào)節(jié)增益電阻達(dá)到增益倍數(shù)的改變。問(wèn)題是： Ad620 的輸入不為差分信號(hào)。我測(cè)量的信號(hào)輸入

17、為單端信號(hào)，我將 IN+接“單端信號(hào)的信號(hào)端”，IN-接“傳感器GND”，輸出為單端電壓信號(hào)，ref 輸出接地(和傳感器 GND 連接)。但是我不知道這樣接是不是不好？可能共模誤差大。有沒有更好的設(shè)計(jì)方案。如何降低共模誤差？輸入就是兩根線，一個(gè)是傳感器信號(hào)線，另一根是傳感器地線。如果IN-接地，則IN-上的共模干擾信號(hào)會(huì)直接接到地上減弱，而IN+上的共模干擾信號(hào)依然存在， 則AD620 輸出不能降低共模噪聲。 可不可以將輸入浮空，也就是將 IN+接“單端信號(hào)的信號(hào)端”，IN-接“傳感器 GND”，但是“傳感器 GND”和 Ad620供電的地相互隔離，ref 輸出接電源地。這樣輸出信號(hào)為IN+和

18、IN-的差值，如同差分信號(hào)一樣可以降低共模干擾。但是兩個(gè)地電位不同，應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，如何才能實(shí)現(xiàn)如上的思路。如何保證IN-接的地和真正的電源地接近，同時(shí) IN-上的共模噪聲依然存在(IN-地和 ref 引腳接地之間“隔離”)，這樣 AD620 的輸出可以最大限度的降低共模噪聲。 這種設(shè)計(jì)需要注意什么？如何才能提高信號(hào)精度，因?yàn)楹竺媸?16 位的 AD。答： 樓主提的問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)單端信號(hào)與差分信號(hào)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題非常普遍。問(wèn)題的關(guān)鍵樓主已經(jīng)清楚地表述了：“如果 IN-接地，則 IN-上的共模干擾信號(hào)會(huì)直接接到地上減弱，而 IN+上的共模干擾信號(hào)依然存在，則AD620 輸出不能降低

19、共模噪聲?！?仔細(xì)分析這個(gè)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)我們只要搞清楚 AD620 是否可以單端使用就可以了?？梢园褑?wèn)題分成兩種情況看一下： a） 如果 AD620 的IN-可以直接接地使用。因?yàn)閭鞲衅鬏敵鍪且粋€(gè)單端信號(hào)，本來(lái)就有一端是地，如此接法， 實(shí)質(zhì)上就是把傳感器和測(cè)量電路這兩個(gè)系統(tǒng)共地而已，不存在不能降低共模噪聲這樣的問(wèn)題。當(dāng)然前提確認(rèn)是IN-引腳是否能夠直接接地就可以了，這是 AD620 自身的問(wèn)題，與傳感器無(wú)關(guān)。 b） 如果 AD620 的IN-不能接地使用?？梢钥紤]把傳感器的單端信號(hào)通過(guò)一個(gè)差分放大器轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)即可。 因此，我覺得只要測(cè)量電路可以接收單端信號(hào)就可以了，接法不是問(wèn)題的關(guān)鍵。 10.

20、運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的精密整流電路，仿真和實(shí)際電路結(jié)果不一致問(wèn)題問(wèn)： 我用運(yùn)放和二極管實(shí)現(xiàn)精密半波整流，電路如圖 1 所示。 半波精密整流電路的輸入電壓是前級(jí)電路（運(yùn)放構(gòu)成的加法器）的輸出信號(hào)（峰值為5V、頻率為 50Hz 的正弦波），仿真結(jié)果如圖 2 所示。 實(shí)際電路中，運(yùn)放采用12V 供電，運(yùn)放我用過(guò) LM324 和 OP07，二極管用過(guò) FR103、IN5819、IN4007， 最終的結(jié)果都一樣（直接拿示波器觀察）輸出的半波信號(hào)向下偏移，如圖 3 所示。 電子工程專輯為亞洲及中國(guó)的電子工程師社群提供及分析最新工業(yè)和科技趨勢(shì)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)與應(yīng)用電子工程師必備手冊(cè)(下) 我實(shí)驗(yàn)過(guò)很多次了，都是同樣的結(jié)果

21、，現(xiàn)在分析不出具體原因，請(qǐng)高手指教，萬(wàn)分感謝。答： 產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因主要是 D1 和 D2 兩個(gè)二級(jí)管反向恢復(fù)電荷抽取時(shí)間的影響，當(dāng)輸入信號(hào)從正電壓變成負(fù)電壓時(shí)，放大器輸出端會(huì)從負(fù)電壓變成正電壓(接近+12V)，此時(shí) D2 導(dǎo)通，運(yùn)放提供電流，電流經(jīng) D2 去建立反饋。由于 D2,D1 的反向電荷沒有辦法抽取，或抽取電流大小，D1 會(huì)維持導(dǎo)通一段時(shí)間，因此才會(huì)看到實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，建議你在 D2 正極和運(yùn)放輸出端之間加入一個(gè)K 級(jí)電阻值的電阻，運(yùn)放輸出端和整流輸出端對(duì)地接一個(gè)電阻。第二種改進(jìn)方式是用兩個(gè)模擬開關(guān)來(lái)代替兩個(gè)二級(jí)管，增加一個(gè)比較器來(lái)判別 INPUT 信號(hào)的極性 并控制模擬開關(guān)的閉合，

22、這是最好的設(shè)計(jì)方式。 電子工程專輯為亞洲及中國(guó)的電子工程師社群提供及分析最新工業(yè)和科技趨勢(shì)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)與應(yīng)用電子工程師必備手冊(cè)(下) 11.關(guān)于微弱信號(hào)放大問(wèn)： 我是做水分析儀器方面的，他們的傳感器的輸出大多十分微弱，比如拿氧來(lái)舉例：給傳感器供 0.7V 恒壓，它會(huì)輸出一個(gè) 20nA200nA 這樣一個(gè)電流，這么微弱的電流簡(jiǎn)直是無(wú)法想象的，功耗、速度、帶寬之類都次之， 我看了一些運(yùn)放的資料，但是即使最高端的也不能完成這個(gè)任務(wù)啊。是不是需要一些復(fù)合的方法或者手段？ 答： (1) 你說(shuō)微弱信號(hào)放大應(yīng)該是先進(jìn)行 I-V 轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行放大，當(dāng)然也可一步到位；實(shí)現(xiàn)這種目的應(yīng)該不難，問(wèn)題在于其 SENS

23、OR 靈敏度和 I-V 轉(zhuǎn)換、放大所產(chǎn)生的噪聲電平如何抑制？推薦 NS、AD、BB 公司的 OP， 其網(wǎng)站上有詳細(xì)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，應(yīng)該對(duì)你有所幫助。(2) 這種情況一般選擇 Ib 非常小的高精運(yùn)放或者 log AMP，對(duì)于信號(hào)范圍較大的，可以在反饋端用模擬開關(guān)選擇不同的反饋電阻。(3) 目前我也一直在解決這個(gè)問(wèn)題：遇到的問(wèn)題是若直接利用電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)（Vout=Iin*R, 如R=1Mohm），后跟一個(gè)稿輸入阻抗的運(yùn)放跟隨，發(fā)現(xiàn)由于采樣電阻高，而引入了 50HZ 的干擾波“采用一個(gè)電阻（比如 1Gohm ）與一個(gè)低偏置電流較高輸入阻抗的放大器組成一個(gè)跨導(dǎo)放大器 （transcond

24、uctance amplifier）即可完成 IV 變換(Vout=Iin*Rf， Rf 為跨導(dǎo)-就是那個(gè) 1Gohm 的電阻，Iin 為輸入電流，Vout 為放大器的輸入電壓)?！庇幸粋€(gè)疑問(wèn)：1Gohm 是否會(huì)引入干擾，如 50HZ 的周波。問(wèn)題：50HZ 的干擾波該如何消除呢？ (4) a、電路設(shè)計(jì)時(shí)注意平衡的處理，盡量平衡，對(duì)于抑制干擾有效，這些在 NS、BB（被 TI 收購(gòu)了）、ADI等公司關(guān)于運(yùn)放的設(shè)計(jì)手冊(cè)中均可以查到。（電流電壓轉(zhuǎn)換，如光電接收電路等）b、推薦加金屬力。 罩，將微弱信號(hào)部分罩起來(lái)（開個(gè)小模具），金屬體接電路地，可以大大改善電路抗干擾能c、nA 級(jí)電流已經(jīng)不小了，不要

25、畏難。選擇輸入電流 pA 級(jí)的運(yùn)放即可。如果對(duì)速度沒有多大的要求，運(yùn)放也不貴。儀表放大器當(dāng)然最好了，就是成本高些，如果普通運(yùn)放能滿足要求，也可以不用，看你們精度要求了。 （儀表放大器平衡性最好，見上面第 1 條） d、若選用非儀表運(yùn)放，反饋電阻就不要太大了，M 歐級(jí)好一些。否則對(duì)電阻要求比較高。后級(jí)再進(jìn)行 2 級(jí)放大，中間加入簡(jiǎn)單的高通電路，抑制 50Hz 干擾。 (5) 50Hz 干擾是經(jīng)常遇到的，不太清楚你的整個(gè)系統(tǒng)（電源，傳感器，信號(hào)調(diào)理電路，等等）的連接關(guān)系， 各部分供電及接地如何處理的。首先你要找出干擾源頭在哪里，是從傳感器那里來(lái)的，還是在信號(hào)調(diào)理這邊來(lái)的，你可以把信號(hào)調(diào)理電路的輸入

26、端對(duì)地短路使得輸入差分信號(hào)為 0，然后觀察放大器輸出有無(wú)干擾。需要注意的是，如果你用示波器測(cè)量時(shí)使用不當(dāng)，可能造成測(cè)量假象，示波器的地線不能太長(zhǎng)，示波器的 220v 電源端地線要接地良好，將示波器探頭地線與信號(hào)線短路（這樣示波器的輸入差分信號(hào)為 0），然后接到調(diào)理電路的地上，看有沒有 50Hz 的干擾，如果有，說(shuō)明示波器的測(cè)量受到共模干擾的影響，解決方法：使用 220v 隔離變壓器給示波器供電，用短的多股編織銅帶連接示波器信號(hào)地和被測(cè)電路地。 通常，如果放大器與傳感器之間的電纜較長(zhǎng)的話，很容易引入 50Hz 干擾，建議使用對(duì)稱電纜來(lái)傳送信號(hào)。(6) 對(duì)于微弱信號(hào)的放大，只用單個(gè)放大器難以達(dá)到好

27、的效果，必須使用一些較特別的方法和傳感器激勵(lì)手段。使用同步檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)可以得到非常好的測(cè)量效果。這種同步檢測(cè)電路類似于鎖相放大器結(jié)構(gòu)，包括傳感器 的方波激勵(lì)，電流轉(zhuǎn)電壓放大器，和同步解調(diào)三部分。電流轉(zhuǎn)電壓放大器需選用輸入偏置電流極低的運(yùn)放。(7) 很多傳感器都要加變換電路后才可以送去放大，前端是非常重要的。這個(gè)案例要先做 I/V 變換后就好處理了。另這種電流的變化對(duì)傳感技術(shù)來(lái)說(shuō)已經(jīng)很可觀的了。(8) 對(duì)于量程最小為 20nA 的電流測(cè)量， 張先生建議采用“交流放大-同步檢測(cè)”的方法。這種方法在弱電量測(cè)量方面有廣泛的應(yīng)用。在弱電流測(cè)量領(lǐng)域（行業(yè)內(nèi)稱測(cè)量弱電流的儀表為靜電計(jì)），有一種采用振動(dòng)電容做調(diào) 電子工程專輯為亞洲及中國(guó)的電子工程師社群提供及分析