|
|||||||||
 |
|
||||||||
|
|
||||||||||||||
| | 首页 | 新闻 | 文库 | 方案 | 技术 | 独家 | 座谈 | 下载 | 图库 | 开发板 | 仿真器 | 邮购 | VIP会员 | 芯片代购 | 客户评价 | | ||
 |
||
|
||
|
|||||
| AD515A在电压测量电路中的应用 | |||||
作者：吴雄英 文章来源：Internet 点击数： 更新时间：2007-5-14  |
|||||
|
关键词：AD515A；微弱电流；电压测量；积分法1 微弱电流的电压测量方法 许多精密测量仪器中所采用的检测器的内阻都很高(1012Ω)，因此输出的直流电流或缓变电流非常微弱(10－15～10－7A)，通常把这种微弱电流信号转换成电压来测量。通过电压来测量这种微弱电流的方法有两种方法，即高阻法和积分法。 高阻法的测量原理如图1所示，该方法忽略了运放的输入电流(即认为Ib＝0)，也就是说被测电流I将全部流过反馈电阻Rf。假定运算放大器的开环增益很大，C点是虚地点，则输出电压为UO=-IRf 这样就可以由输出电压测出被测电流。假如I=10－12A，取Rf＝1012Ω ，则由上式即可求出输出电压UO=10－12A×1012Ω＝1 V。可见，虽然被测电流很微弱，但由于电阻Rf取得很大，所以也能得到较大的输出电压。但是，由于大电阻的温度系数比较大，因而测量的稳定性较差，而且，对输入信号进行累加也只能靠软件来实现。 而积分法则可以直接定时测量出累积电压值，其原理如图2所示，其累积电压值为UO=Ict/C。 2 AD515A的引脚功能和主要特点 2.1 引脚功能 从上面的分析可以看出，为了使测量具有较高的准确性和灵活度，所采用的运算放大器至少应满足下面两个条件：第一，运放输入电阻Rf要足够高；第二，噪声和漂移要小于被测信号电流，即信噪比要高，否则输出的噪声电压和漂移电压将把输出的信号电压淹没或使输出信号难以识别。在笔者所设计的电路当中，运算放大器采用的是AD公司的AD515A。 AD515A是一种单片FET输入的静电计专用集成运放，其引脚排列如图3所示。它采用TO-99封装，各引脚的功能如下： 2脚：反相输入端； 3脚：正相输入端； 1、5脚：调零端； 7脚和4脚：分别为正、负电源输入端； 8脚：防护引脚。 2.2 主要特点 AD515A的主要特点如下： ◇ 超低偏置电流，IB小于50 fA(±5 V供电时)； ◇ 低功耗：静态电流典型值0.5 mA； ◇ 低失调电压UOS：1 mVmax； ◇ 低漂移：15 μV/℃； ◇ 低噪声：4 μVP-P； ◇ 电源：可从±5~±18 V； ◇ 1015Ω的工模输入电阻可保证输入偏置电流基本上与工模输入电压无关。 AD515A的这些特点使它可以广泛地应用于静电计的设计。其高阻缓冲应用包括光电探测、长期高精度积分以及低漂移采样－保持等。 3 用AD515A构成的积分测量电路 用AD515A构成的积分测量电路如图4所示。利用该电路可通过积分法对微弱电流信号的累积电压进行测量。 图4中，AD515A和一个积分电容构成基本测量电路，可对来自探头的微弱电流信号进行积分，并定时测量出累积电压值。下面对该电路进行一些说明： (1)C是聚碳酸脂材料的积分电容，可用来提高测量的稳定性并减小粘滞效应。 (2)为了减小温漂及偏移误差的影响，在前级加了一个10 kΩ的电位器进行调零。 (3)在积分电容两端并上一个继电器可为电容放电提供通路。 (4)在继电器的两端加反向钳位二极管，可以保护继电器的驱动器件(三极管)。 (5)为减小干扰，应用单独的±5 V电源供电。另外，在±5 V电压进入该单元电路时，应当用LC电路进行去耦。(此部分未画出) 4 AD515A的应用注意事项 作为极高阻抗测量系统，设计时必须考虑两个问题。即减少泄漏通路和降低噪声。因此，在AD515A的应用及设计上，应注意以下几点： (1)为消除PCB板电阻效应，获得最低损耗，AD515A的敏感输入端应被抬起焊在Q9F4绝缘支架(已经证明，Q9F4的体电阻很高)上。信号线及反馈元件的导线要与电路板绝缘，设计时可将其焊在Q9F4支架或用低泄漏屏蔽电缆进行包装。 (2)电路板的设计应紧凑并尽量减少高阻信号输入线的长度。为减小噪音和损耗，高阻信号线应坚硬，最好用屏蔽电缆传送。 (3)为达到小的电流损耗，应对元件和电路板进行完美的清洁。所有设备应采用低残渣溶剂彻底地清洁，并保持干燥。清除用TMC氟利昂，或高纯度甲醇，然后用去离子水冲洗，氮烘干。若设备要应用在高污染或高湿度环境下，则建议使用高绝缘涂层。 (4)保持电路板和各元件牢固，防止振动，以减小静电效应。 参考文献 [1] 何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计配置与接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1991. [2] 陆坤,奚大顺,等.电子设计技术[M].成都：电子科技大学出版社，1997. [3] 李华,等. MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，1999. [4] 童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社,1998. [5] 张毅坤,等. 单片微型计算机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,1999. |
|||||
| 文章录入：admin 责任编辑：admin | |||||
| 【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口】 | |||||
| 最新热点 | 最新推荐 | 相关文章 | ||
| 前置放大器在移动医疗服务系 便携式多通道大容量生理信号 防腐监测仪的设计与应用 基于AD1674的酶标仪的设计 基于C/S模式的JRTPLIB库的测 ffmpeg与jrtplib相结合应用 blackfin模拟摄像头驱动中的 可编程逻辑在数字信号处理系 发现VDSP4.5一个BUG：单步调 VDSP5.0双核工程下sml3中的变 |
| 网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！） |
| | 本站介绍 | 合作联络 | 欢迎投稿 | 广告业务 | 网站地图 | 设为首页 | 加入收藏 | 友情链接 | 网站公告 | 联系我们 | | |||
|
