IV转换信号采集前端模块原理解析

在前面的文章里面有一个广为流传的原理图，一会儿在下面会有这个图。

左边是采集的图，注意这样的接法，产生的电压是负的

根据转换的电流的大小，选取对应类型放大器，一般检测电流在nA到uA级的选用CMOS类型，例如TLC2201等芯片，在检测nA以下的电流的时候芯片。首先在类型上要选JFET类型的，JFET类型的运放一般都有着极高的阻抗和低偏置电流的特性。

就看参数就可以，内部的一些应用其实也就是那样，用处不是很大的

这次前级用这个

pA

10-15

看去耦电容

这个图就三个部分，采集，放大，偏置

注意第二级的芯片是LF353，也就是和前级的搭配输出是正极的输出了。

属于一个通用运算器

这个参数怪好的咧

BIAS和GAIN

这个就是IV里面的另外一种反馈电阻型

这个是增益的计算公式

T 网络允许我们在反馈 回路中使用更小的电阻值。

这个是方面的反馈的

OPA192

这个是高带宽

有两种类型的增益与运算放大器有关：信号增益和噪声增益。

信号增益取决于放大器配置。采用同相运算放大器配置时，增益计算公式为G = (RF /RG) + 1；采用反相配置时，增益为G = –RF/RG。

两种配置的噪声增益相同，可通过同一个同相增益公式计算：NG = (RF /RG) + 1。

电路中放大器的稳定性由噪声增益决定，而非信号增益。大多数现代运算放大器都能在单位增益下稳定，但某些特殊用途的放大器无法做到这一点。

驱动噪声增益可为各种应用带来好处。例如，若要利用一种或多种特性，可能需采用低于其最小稳定增益的非完全补偿放大器。通常它将不起作用，但若对噪声增益进行处理，则可“欺骗”放大器，使其误以为它工作在较高的增益下。驱动高噪声增益的另一个绝妙的好处是它提高放大器稳定驱动容性负载的能力。

取决于具体情况，驱动噪声增益通常需要在电路中加入一个电阻或一个电容。它可能简单到只需在反相和同相输入之间添加一个电阻、在反相输入和接地之间添加一个串联RC电路，或者将元器件与输入或增益电阻并联。（这篇文章是来自于ADI，被广泛的抄袭转载，我也难以幸免）

对于小信号，一般用单位增益带宽表示。单位增益带宽，也叫做增益带宽积，能够大致表示运放的处理信号频率的能力。例如某个运放的增益带宽=1MHz，若实际闭环增益=100，则理论处理小信号的最大频率1MHz/100=10KHz。

尼玛的，我直接写吧，就是放大倍数，噪音增益和带宽的关系

这里需要注意一个公式：BW=GBP/NG（增益），闭环噪声增益就是放大器增益，就像一个小电压源与运算放大器同相输入串联。

GBP：gain-bandwidth product

定义：有源器件或电路的增益与规定带宽的乘积。

另外：GBWP，GBW，GBP或GB这些名字都是一个中文蜜汁

全功率带宽BW：全功率带宽定义为，在额定的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端，使运放输出幅度达到最大（允许一定失真）的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地，全功率带宽=转换速率/2πVop（Vop是运放的峰值输出幅度）。全功率带宽是一个很重要的指标，用于大信号处理中运放选型。

单位增益带宽GB：单位增益带宽定义为，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）所对应的信号频率。

单位增益带宽是一个很重要的指标，对于正弦小信号放大时，单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积，换句话说，就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增量以后，可以计算出单位增益带宽，用以选择合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。

IV转换成电压信号以后，加上了一级可调的反相放大器，由于反相放大电路既可以增益也可以衰减，这样就使得可检测信号范围大大扩展。

最后一级使用了运放作为了减法器，在一般的光电池使用中，都有暗电流影响，减法器可以调节输出0点。或者抬升信号至0以上，方便单极性ADC的采集。

还有一个是NE5532

这个是一个骚了很多年的音频运放了，没想到在这里发热

这里要看是低噪音

后面的这个成本会小很多，也是一个很好的替换。

地孔的保护

审核编辑：汤梓红