nA Vorverstärker

OP #4512423
Lesenswert?

Hallo,
im Rahmen eines Projektes möchte ich einen Vorverstärker
für einen Strom von einem nA bauen. Ziel des Projektes ist es diesen 
Strom auf -1V zu verstärken. Ich habe schon viel im Internet 
recherchiert und auch schon einige gute Tipps gefunden.
Ich möchte den abgegriffenen Strom mit einem LMP7721 verstärken, da 
dieser einen sehr geringen Rauschwert hat. Die Verstärkung möchte ich 
dann durch eine zweigeteilte Rückkopplung steuern. Der erste Teil 
besteht aus einem vor den OPA geschalteten Widerstand und einem zu ihm 
parallel geschalteten(100MΩ).
Der zweite Teil der Rückkopplung ist ein Spannungsteiler. Der erste Teil 
ist nicht wie in einer einfachen  Verstärkerschaltung  zwischen 
Eingangs-  und  Ausgangsspannung  des  OPA geschaltet,sondern zwischen 
Eingangsspannung und  einem  durch  den  Spannungsteiler bestimmten Teil 
der Ausgangsspannung. Dieser besteht aus einem 18kΩ und einem 2kΩ 
Widerstand, die zwischen den Ausgang des OPA und Masse geschaltet sind. 
Zwischen den beiden Widerständen ist der zum OPA parallel geschaltete 
Widerstand des ersten Teils der Rückkopplung angeschlossen.
Soviel habe ich im Internet gefunden, allerdings benötige ich für das 
Projekt einen Schaltplan und da habe ich leider keine Ahnung mehr.

Vielen Dank im Voraus!
Felix
#4512447
Lesenswert?

Felix B. schrieb:
> Der zweite Teil der Rückkopplung ist ein Spannungsteiler. Der erste Teil
> ist nicht wie in einer einfachen  Verstärkerschaltung  zwischen
> Eingangs-  und  Ausgangsspannung  des  OPA geschaltet,sondern zwischen
> Eingangsspannung und  einem  durch  den  Spannungsteiler bestimmten Teil
> der Ausgangsspannung. Dieser besteht aus einem 18kΩ und einem 2kΩ
> Widerstand, die zwischen den Ausgang des OPA und Masse geschaltet sind.

Das T-Netzwerk bringt einem immer mehr Rauschen, weil das 
Widerstandsrauschen nur mit SQRT(R) steigt, das Rauschen durch die 
zusätzliche Verstärkung des T aber linear.

 http://m.electronicdesign.com/analog/whats-all-transimpedance-amplifier-stuff-anyhow-part-1

Meanwhile, try to avoid Tee networks in the feedback network. They often
cause poor signal-to-noise ratios. Next time, I'll explain that 
completely.
Yes, a Tee network might help you avoid buying 1000-MO resistors, but 
that's
only okay when you have proven that the noise is
okay.
OP #4512465
Lesenswert?

Hallo,
ich glaube ich muss nochmal etwas erklären. Ich baue für mein Projekt 
einen Vorverstärker der einen Strom von einigen nA auf eine Spannung von 
-1V verstärken soll. Da ich selbst nicht viel Ahnung in diesem Bereich 
habe, habe ich im Internet nach derartigen Verstärkern gesucht und euch 
eine Beschreibung von einem geschickt. Mein Problem ist einen Schaltplan 
zu entwickeln wonach ich ihn dann bauen kann.

Sry für dieses Missverständnis.

Felix
#4512515
Lesenswert?

Felix B. schrieb:

> Wenn ihr allerdings andere Vorschläge habt wie man einen nA Strom auf
> -1V verstärken kann ist das natürlich auch super.

Nun, wenn Du Deinen 1nA-Strom durch einen 1GOhm-Widerstand
fliessen lässt, bekommst Du eine Spannung von 1V. Wenn Du
diese 1V aber irgenwie auswerten willst, sollte die nach-
folgende Schaltung deutlich hochohmiger als 1GOhm sein.
Gast #4512800
Lesenswert?

reihaus schrieb:
> Der reale Aufbau ist aber die Herausforderung

Ich habe ein Profigerät, ein Keithley Picoammeter. Da sind die 
entscheidenden Leitungen im Eingangsbereich nicht auf der Leiterplatte, 
sondern freifliegend verdrahtet, also z.B. der Op-Eingang, der 
Mess-Eingang und der Rückkopplungswiderstand sind "in der Luft" 
verlötet. Sieht zwar nicht sehr professionell aus, aber so werden 
Kriechströme vermieden. So sauber kann keine Platinenoberfläche sein.

Georg
#4513049
Lesenswert?

Georg schrieb:
> Ich habe ein Profigerät, ein Keithley Picoammeter. Da sind die
> entscheidenden Leitungen im Eingangsbereich nicht auf der Leiterplatte,
> sondern freifliegend verdrahtet, also z.B. der Op-Eingang, der
> Mess-Eingang und der Rückkopplungswiderstand sind "in der Luft"
> verlötet. Sieht zwar nicht sehr professionell aus, aber so werden
> Kriechströme vermieden. So sauber kann keine Platinenoberfläche sein.

Wobei Keithley die Technik auch schon nicht mehr benutzt, sondern nur 
noch gefräste PCBs. Siehe z.B.:
http://www.eevblog.com/forum/testgear/keithley-64856487-teardown/

Irgendwo beim EEV Blog gab es noch ein Teardown eines moderneren 
Gerätes, bei dem ebenfalls die Platine am Eingang gefräst war.

Ohnehin scheint Keithley diese Technik mittlerweile sehr gern 
einzusetzen:
https://www.eevblog.com/2015/04/09/eevblog-731-keithley-dmm7510-7-5-digit-multimeter-teardown/

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren