Параллельное включение неинвертирующих ОУ.

[abessv]

Всем привет! Нужно измерять напряжение с токоизмерительного резистора несколькими ОУ с разными коэффициентами усиления. Можно ли включать неинвертирующие ОУ по схеме, указанной ниже? При условии, что измеряемые токи очень маленькие, порядка 10 нА. Спасибо.

Вложения

OP.jpg

(144.15 KiB) Скачиваний: 133

[Vingrad]

Закон Ома никто не отменял. Входные токи этих ОУ будут вызывать падение напряжения на этом резисторе. У каждого максимум 0,2 нА и в сумме 0,6 нА максимум. Это будет дополнительной максимальной аддитивной погрешностью измерения. Решайте сами, устраивает ли Вас это.

[abessv]

Спасибо за ответ! А если вот так, только в роли первого буфера поставить не OPA333, а какой-нибудь ADA4530?

Вложения

OP2.jpg

(235.13 KiB) Скачиваний: 71

[Mickle]

Первая схема становится неработоспособна, стоит лишь одному ОУ выйти из линейной области. Или использовать MUX-freandly операционники.

[abessv]

Mickle писал(а):

Первая схема становится неработоспособна, стоит лишь одному ОУ выйти из линейной области. Или использовать MUX-freandly операционники.

Михаил, здравствуйте! А можно поподробнее, что будет происходить в описанном Вами случае? И можно пример такого операционника, изучу даташит на него.

[Vingrad]

Я бы, ещё рассмотрел вариант схемы с последовательным включением трёх ОУ, каждый с усилением 10. Мне такой вариант нравится больше.

[abessv]

Vingrad писал(а):

Я бы, ещё рассмотрел вариант схемы с последовательным включением трёх ОУ, каждый с усилением 10. Мне такой вариант нравится больше.

Ну это и был изначальный вариант, но, мне кажется, каждый последующий ОУ будет усиливать весь мусор от суммы предыдущих, плюс накопленная погрешность на выходе всей цепочки будет выше, чем при параллельном соединении ОУ. Поправьте меня, если я не прав.

[Vingrad]

Мусора будет побольше, но не намного, примерно на 10%, так как он свой мусор будет усиливать меньше в 10 раз. Реально увеличение будет ещё меньше, так как мусор не корреллирован. Зато выигрыш будет получен на входе, особенно, если подобрать экземпляр ОУ получше.

[abessv]

Vingrad писал(а):

Мусора будет побольше, но не намного, примерно на 10%, так как он свой мусор будет усиливать меньше в 10 раз. Реально увеличение будет ещё меньше, так как мусор не корреллирован. Зато выигрыш будет получен на входе, особенно, если подобрать экземпляр ОУ получше.

Все-таки попробую, раз Вы советуете. Спасибо!

Добавлено after 3 hours 56 minutes 5 seconds:
Решился все-таки попробовать использовать ADA4530. У него есть две ноги под названиями GUARD. Это для экранирования высокоомного входа, как я понимаю. Но я не понимаю, можно ли полигон GUARD соединять с землей?

Вложения

GUARD_ANALOG.jpg

(42.7 KiB) Скачиваний: 41

[Nowell75]

нельзя, иначе он бы назывался GND

[Vingrad]

Почитайте PDF на этот ОУ, особенно требования к печатной плате, какая она должна быть. Её промывать после пайки нужно в ультразвуковой ванне, в специальном растворе и не один час.

[abessv]

Vingrad писал(а):

:solder: Почитайте PDF на этот ОУ, особенно требования к печатной плате, какая она должна быть. Её промывать после пайки нужно в ультразвуковой ванне, в специальном растворе и не один час.

Ага, почитал! Это что-то прямо совсем серьезное, очень интересно попробовать! Куплю ради интереса, не так уж и дорого стоит. Адаптировал печатную плату из даташита под себя (это только набросок, без заднего слоя, разьемов и КРЕНок для двуполярного питания). Смотрю, они советуют использовать стеклянные высокоомные резисторы, они применяют OHMITE. Но они стоят как космический корабль. У меня есть целый мешок советских резисторов КВМ - интересно, они пойдут? Там как раз ГОм'ы.

Вложения

ADA_LAY.jpg

(59.24 KiB) Скачиваний: 42

[AlexS4]

еще вариант сделать усилитель x1000, а x10 и x100 снимать с делителя, если сопротивление нагрузок позволяет. этот вариант врядли хуже чем 3 усилителя.

[abessv]

AlexS4 писал(а):

еще вариант сделать усилитель x1000, а x10 и x100 снимать с делителя, если сопротивление нагрузок позволяет. этот вариант врядли хуже чем 3 усилителя.

Чтобы определить ток, у меня микроконтроллер опрашивает все входы по очереди, выявляя "переполненные" ОУ. С помощью своего АЦП. А во время срабатывания АЦП, в большинстве случаев, происходит "рывок" тока в измеряемой цепи (если в АЦП нет нормального буферизованного устройства выборки и хранения). То есть, делители все равно придется буферизовать операционниками, от чего их количество не уменьшится.

Очень жду ответ Михаила, что он подразумевает под "выходом ОУ из линейной области".

[КРАМ]

abessv писал(а):

что он подразумевает под "выходом ОУ из линейной области".

Тоже, что и все - режим близкий к ограничению с переходом на ограничение.

Добавлено after 2 minutes 13 seconds:

abessv писал(а):

во время срабатывания АЦП, в большинстве случаев, происходит "рывок" тока в измеряемой цепи (если в АЦП нет нормального буферизованного устройства выборки и хранения).

А вы как хотели? Конденсатор УВХ требует заряда. Но буфер не обязателен, если есть время на захват сигнала.
В АЦП не бывает буфера у УВХ. Такого рода буфер валит точностные параметры АЦП вблизи краев динамического диапазона.

[Mickle]

Если не выходить за приведённую в 1-м посте границу в 10 нА, ни один ОУ в насыщение не войдёт.



Однако при однополярном питании OPA333 не гарантирует выходное напряжение ближе 70 мВ к любой шине питания в рабочем диапазоне температур.

[abessv]

Всем огромное спасибо за ответы, будем экспериментировать. И прошу прощения за длительное отсутствие - праздники и все такое. Кстати, а если я, вдруг, захочу расширить измеряемый прибором диапазон, скажем, от 100 пА до 1 мА, как мне лучше поступить? Первое, что я понял - нужно двухполярное питание ОУ. Подойдет ли вторая опубликованная мной схема (с буферизующим токоизмерительный резистор ОУ) для этих целей? Что бы Вы изменили в ней и почему?

Кстати, дорисовал печатную плату для электрометра на ADA4530. Если кому интересно или есть желание покритиковать, выложу:

Вложения

Electrometer.lay6

(155.77 KiB) Скачиваний: 18

Electrometer_Layer1.jpg

(115.7 KiB) Скачиваний: 37

Electrometer_Layer2.jpg

(71.21 KiB) Скачиваний: 32