Part Number:OPA189Other Parts Discussed in Thread: OPA4189
老师们好。
我需要采集一个微弱的信号,大概100nv起,目前是同相端输入信号,正负对称结构供电。
问题是,这个微弱的信号要可能低于opa189失调电压3uv(最大值,典型值是0.3uv),而且失调电压可能是负,导致输出信号不一定为正,为后续测量带来巨大麻烦。
那么有什么办法保证输入信号和失调电压叠加后为正吗?
1.人工晒选方案。这是要是概率问题,那就排除吧。
2.改变供电电压方案。失调电压,我理解是内部流经的电流、阻抗不匹配导致,且阻抗没法改变。那么通过调整正负供电端电压值,改变流经电流应该会改变失调电压吧(也包括失调电流吧)?那这个方案可能调整失调电压的正负吗?
3.反向端加入一个参考信号。参考信号的不稳定会影响测量,且参考值过大会影响系统测量动态响应范围。这方案有深入研究价值吗?
4.还有其他办法吗,我感觉总有变法吧?
anchundan anchun:
哪位老师能否帮忙看看,给指点一下。哪怕是告诉我没有办法,
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Amy Luo:
您好,
2、改变供电电压不会影响输入失调电压的正负,下面链接中的part1 、part2以及part3 可能能帮您更好的了解输入失调电压 和电流:
https://e2echina.ti.com/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/20214/ti-fae
3、这个也不能改变输入失调电压的正负,它只是将输入失调电压叠加了一个参考电压。
我知道有的运放集成了input offset voltage null circuit,就是输入失调电压调零电路,您是否考虑换这种运放呢?
或者自己设计输入失调电压调零电路,即给运放输入端一个电压以抵消运放的输入失调电压,比如下面电路工作原理:
总之,这是一个复杂的任务,因为每个运放的输入失调电压不相等。
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mingLiang:
仪表放大器可以吗?
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anchundan anchun:
仪表不可以。仪表内部集成了3个运放,他的失调电压比我选的还要大。比如opa4189要比opa189的失调电压也大。跨阻和跨导也不行。
非常感谢您的回复。
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anchundan anchun:
非常感谢老师您的回复。我也调查几天了。我得到如下结论:
1.改变供电电压不可行。比如+-10v供电改成+10v-5v或者+5v-10v。但是我不理解tina仿真过程中,输出值为什么会变(在输入和反馈回路没有加电阻,输出没有负载,单纯改变供电电压)?估计、猜测是偏置电流在起作用且考虑输出电阻问题。
2.换芯片可能意义不大。目前opa189的+-3uv(最大值)算不错了,ti在好的可能是+-2uv(最大值)。剩下可能非量产,或者定制产品了,估计找一段时间了。
3.外置一个补偿电压应该主考虑的方案了。比如使用带隙基准电压分压到+5uv。或者自己使用特殊的jfet管搭建类似运放差分结构的采样电路。带隙基准据说噪声可能大,当然有待验真。
老师您还有什么补充吗?
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Amy Luo:
1、供电电压会影响输出失调电压,具体见:
运放参数的详细解释和分析-part5,电源抑制比DC-PSRR
运放参数的详细解释和分析-part6,电源抑制比AC-PSRR不管您是否通过调节供电电压来调节输出失调电压,都需要注意,供电电压的纹波会影响输出失调,评估参数是AC_PSRR。
这个链接中还总结了影响输出失调电压的因素,比如输入失调电压,偏置电流、PSRR、CMRR、AOL、噪声等:
运算参数的详细解释和分析-part 9 放大电路直流误差
运算参数的详细解释和分析-part10 放大电路直流误差在测量的过程中这些因素您都需要考虑,如果您测量的是交流信号,可以考虑一个方法就是交流耦合输出,因为这些因素引起的输出失调都是直流分量,可以通过隔直电容滤去,仅输出有效的交流信号;如果被采集的有效信号中含有直流分量,那这个办法不可行。
其他没有可补充的了。
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anchundan anchun:
太感谢您了。还想在追加两个微弱信号测量问题,您有时间帮忙给看看。
1.如果我想测量10nv(最好1nv)直流信号,有什么好的方案吗?很多人都推荐我使用jfet管自己搭建一个采样电路,这个东西好像叫FETching分立放大器。其中一个重要的jfet器件叫LSK398A。TI有这样的元器件或者方案吗?
2.opa189官方手册也提到焊接材料问题。应该是焊接材料和焊盘会产生一个热电动势,类似热电堆。ti有什么好的解决方案吗?
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Amy Luo:
别客气~,论坛是相互讨论相互学习的地方。
1、我找了下,TI没有这么精密的器件,没有可测量nV级别的产品推荐给您。TI也没有这样的jfet器件。
2、您是指如下截图处的描述吗?我想截图处的画红线的三点以及 Layout Guidelines 说明了解决方案:
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Amy Luo:
截图中提到的材料,我想应该是PCB制版材料,不是指焊接材料。因为它这里提到的是温升对电压的影响,温升越大,温漂越大,发热量一定的话,PCB制版材料影响温升。