Усилитель постоянного тока для малых сигналов для физических приложений

[Juffin]

Добрый вечер, уважаемые!

Тружусь в одном из институтов РАН. Есть задача сделать УПТ (своего рода электрометрический усилитель на минималках), отвечающий следующему ТЗ:

- входной сигнал - от долей мв, до милливольт

- выходной сигнао до сотен милливольт

- скорость нарастания входного сигнала небольная до нескольких вольт/мс

- очень желателен фильт нч от переменки 

- хорошее подавление синфазной помехи,ибо кругом провода и наводки

- малый дрейф 

- малый шум

- большого выходного тока ненадобно ,благо будущий упт будет работать на АЦП с входным сопротивлением многие десятки кОм (до 100 кОм)

- он должен минимально нагружать вход

Думаю над ОУ с полевым входом или Инструментальный усилитель. ФНЧ активный или пассивный?

Буду рад любому совету

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Shara-j]

Инструментальный усилитель - очень удачное решение, закрывает все вопросы, кроме ФНЧ. Посмотрите в сторону усилителей для кардиологии, похожие проблемы решаются

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Juffin]

3 минуты назад, Shara-j сказал:

кардиологии,

Спасибо, тогда пожалуй приходит в голову  ОУ серии INA12x от АО "Техасские инструменты" - они применяются в ЭКГ 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Shara-j]

16 минут назад, Juffin сказал:

- большого выходного тока ненадобно ,благо будущий упт будет работать на АЦП с входным сопротивлением многие десятки кОм (до 100 кОм)

Обратите внимание на входную емкость примененного АЦП. Чтобы эту емкость эффективно перезаряжать и не получить критической ошибки измерения, выходное сопротивление измеряемого сигнала должно быть порядка сотен Ом

Ознакомьтесь со статьей Демоны в АЦП

Изменено 7 июня, 2022 пользователем Shara-j

[Juffin]

15 минут назад, Shara-j сказал:

выходное сопротивление измеряемого сигнала

то есть выхордное сопротивление усилителя? Вы полагаете, что усиление по току все же стоит делать? 

[Shara-j]

6 минут назад, Juffin сказал:

то есть выхордное сопротивление усилителя? Вы полагаете, что усиление по току все же стоит делать? 

Зависит от того, какая точность Вас устроит. Практически любой ОУ имеет выходное сопротивление не более сотни ом и хорошо дружит со входом АЦП. Если его подключать через небольшое сопротивление. Другое дело, если захочется поставить между ОУ и АЦП какие-нибудь цепи, например ФНЧ в виде RC, сразу получите непонятные ошибки измерения.

Я бы выбрал подходящий инструментальный усилитель, обвешал его быстродействующими ограничителями напряжений. Нормировал амплитуды, выход подключил к АЦП как рекомендует производитель. А всю частотную фильтрацию переложил на софт.

Почитайте Аппноты производителя на усилители, на АЦП. Они прямо пишут как нужно делать, чтоб все точно работало.
Почитайте по ссылке выше, Леонид Иванович исследовал вопрос ошибок при измерении АЦП.

[Lexter]

29 минут назад, Shara-j сказал:

А всю частотную фильтрацию переложил на софт.

В большинстве случаев так нельзя делать, особенно если в спектре сигнала существенная часть мощности присутствует на частотах выше частоты Найквиста. АЦП имеют УВХ (устройство выборки-хранения), а длительность, необходимая для "защёлкивания" отсчёта амплитуды, у УВХ совсем не нулевая. При наличии высоких частот на входе АЦП, будут большие динамические ошибки. Никакой цифровой фильтрацией их потом не скомпенсируешь.

[Shara-j]

6 часов назад, Lexter сказал:

В большинстве случаев так нельзя делать, особенно если в спектре сигнала существенная часть мощности присутствует на частотах выше частоты Найквиста. АЦП имеют УВХ (устройство выборки-хранения), а длительность, необходимая для "защёлкивания" отсчёта амплитуды, у УВХ совсем не нулевая. При наличии высоких частот на входе АЦП, будут большие динамические ошибки. Никакой цифровой фильтрацией их потом не скомпенсируешь.

Да, Вы правы, так будет лучше. Стоит после предварительного усиления ставить ФНЧ, думаю активный или буфер после пассивного

[Alex Ferrum]

Можно использовать инструментальный усилитель INA333 с программируемым (при помощи резистора) коэффициентом усиления, для подавления синфазных помех можно использовать кабель ПВАМДЭ 2x0.35.

В качестве фильтра от переменки, если нам нужно избавиться от сетевых наводок, можно использовать режекторные фильтры на гираторах на 50 и 100 герц соответственно.