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微小信号检测

大家好好,我在设计针对微小电流信号的放大,经过精密电阻完成电流电压变换后,输入信号范围大概在10~50uV左右,输入信号频率范围是20Hz~20kHz,想经过两级放大最终放大1000倍。能否在前一级放大时采用用OPA657,第二级放大的时候同样用OPA657?或者前一级放大采用OPA657后一级选用OPA827做两级放大呢?还是OPA827完全可以胜任两级放大的任务?谢谢

KW X:

亲;这个项目的关键参数是输入失调电压;频带只要高过10M就没有问题。高频运放普遍失调大,不建议选用。

John11513:

回复 KW X:

楼主说20Hz~20kHz,貌似音频信号,看似信号中没有直流成分,如是,则失调电压、失调电流就没关系了,噪声是关键。输入是电压信号,可能电压噪声更重要。建议考虑OPA1622,一级就可提供1000倍增益。

user1140308:

可能浏览器有问题,没办法在大家回答的下面直接点击回复。首先谢谢大家

OPA1622有两点不是很合适,一个是我们前端的触感器是单端输出的,如果差分输入需要再加个芯片转换一下;另外,这款芯片封装不好焊接,用回流焊怕次品率太高。

我这两天查了一下,觉得直接用精密电阻不是很合适,应该用跨阻放大器做一个I-V变换,如果后面放大电路选择两级放大选择什么放大器合适呢?谢谢

John11513:

回复 user1140308:

对不起,我本来是想说OPA1612来着,结果错打成了1622。OPA1612就是标准的双运放,可以接成I-V转换。请问下你的信号电流大约有多大?信号中是否有直流成分?

user1140308:

回复 John11513:

我在论坛上寻求帮助,你帮解决问题还这么客气!实在是太客气了

我选择的传感器输出最大是5mA但是传感器检测的信号比较弱,导致输出估计在0.05mA左右,传感器输出没有直流成分。

John11513:

回复 user1140308:

这信号已经很强了,且不要求直流性能很好。几乎随便找个1MHz带宽的运放都可以,具体选哪一个还要看你对于电源电压、输出电压、功耗等性能的要求了。作为一参考,建议你看看OPA2348双运放,其中一个放大器做I/V转换,另一个做电平调整及滤波。

user1140308:

回复 John11513:

您是说5mA的信号相对还是比较好处理吗?5mA是传感器的标称值,实际上因为信号比较弱,传感器输出会是0.05mA左右,还有个问题如果传感器输出再小一个数量输出电流信号大约为0.005mA这种信号是否好处理呢? 另外,I-V转换最好不是用跨阻放大器吗,用OPA2348进行转换会有哪方面的影响呢?关于I-V变化后面一级的电压放大倍数,只要满足OPA2348的增益带宽积就可以是吗?

John11513:

回复 user1140308:

我意思就是0.05mA信号已经足够强了,即使再小一个数量级至5uA也没问题,使用200k的跨阻就可将信号放大到1V,而输出噪声只有大约几十uV。如果这样的噪声水平您可以接受就可以使用OPA2348。建议主要由第一级I/V转换提供增益,第二级主要做滤波。这个电路影响性能的主要是第一级I/V转换,需要仔细考虑。如果做I/V转换的话,传感器的电容对于性能影响很大。如果传感器的电容比较大那就要十分小心了。

zshua0226 hanfei:

回复 John11513:

    你好,我也是差不多的一个要求,用空心型电流传感器感应线路电流,我用的2K的电阻并联在传感器两端,转换后的电压大约几十mV,频率100HZ-10KHZ,最终传送给PLC监测线路是否工作正常。

   不过我有个疑问,第一级采用你说的方法,那共态噪声怎么办?不是应该用差动放大器或者仪放吗?我用的是INA118和OPA188前级滤除噪声并且实现滤除低频信号(参考资料里面的电路),然后后面加上低通滤波器,再加上后级放大,然后LM211波形整形电路驱动光耦发送0-24V的脉冲波给PLC。我的方案可以吗?急求答案!

John11513:

回复 zshua0226 hanfei:

第一级若用跨阻放大器的话必须紧靠传感器放,否则性能会比较差(我前面也提到过传感器电容很关键)。这种情况下一方面是由于信号传输路径比较短,另一方面是由于两根信号线对地都是低阻抗,可以认为共模干扰很小。对于电流型传感器而言这种方式的线性度比较高,能够实现比较高精度的测量。但如果传感器距离比较远,这种方法的噪声、抗干扰性能会下降。您的方法实际上在电子式互感器里很常见,当然是可行的。

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