Mạch sau đây là một bộ chuyển đổi dòng điện sang điện áp hoạt động với mức tăng có thể chuyển đổi.

Sơ đồ

Không hiển thị: Đầu vào đảo ngược được giữ ở mức thấp thông qua điện trở 10K khi mạch được bật nhưng không được sử dụng. Bất cứ khi nào phép đo được thực hiện (bao gồm các phép đo hiệu chuẩn trong đó IN nổi), điện trở đó sẽ bị ngắt kết nối.

Nguồn cung cấp trên các công tắc tương tự và opamp là +/- 11,5 V. Phạm vi VOUT điển hình nằm trong khoảng từ -10V đến + 10V.

Mục đích

Mạch được sử dụng để đo dòng điện trong phạm vi nanoamp. Một vài mV trên đầu ra là đáng kể. Độ lệch không đổi thực sự không phải là vấn đề, vì chúng có thể dễ dàng được hiệu chỉnh bằng cách đo đầu ra với đầu vào mở và trừ đi từ các phép đo tiếp theo.

Mỗi bảng có từ 6 mạch trở lên.

Các thành phần

Op amp được chọn có dòng đầu vào lệch và <10 pA) rất nhỏ và điện áp bù rất nhỏ (<1 mV). Đó là một AD8625AR .

SW1A và SW1B là các cực khác nhau của cùng một công tắc CMOS (ADG1236). Chúng được chuyển đổi cùng nhau để chọn điện trở phản hồi, xác định mức tăng của bộ chuyển đổi. Dòng rò tối đa là 1 nA trên các chân nguồn và cống, bật hoặc tắt. Công tắc không được hiển thị (để giữ đầu vào đảo ngược thấp qua điện trở 10K) có hiệu suất tương tự. Dòng rò điển hình là rất nhỏ (<0,1nA).

Vấn đề

Vấn đề tôi gặp phải là trong một số lô bảng, một số (hoặc tất cả) các mạch này có độ lệch lớn, phân rã chậm khi bật nguồn. Tuy nhiên, hầu hết các bảng đều ổn định hoàn toàn mọi lúc, với độ lệch nhỏ.

Giá trị bù điển hình trên VOUT với IN nổi là <1 mV. Trên các bảng bị ảnh hưởng, phần bù có thể cao tới 120 mV.

Khi các bảng bị ảnh hưởng được bật, bù sẽ chậm (sau vài ngày) ổn định đến ~ 5 mV. Sau khi ngắt nguồn, phần bù sẽ tích lũy lại, vì vậy khi bật nguồn sau vài ngày tắt, nó lại cao.

Mỗi bảng có một loạt các mạch trên đó. Trong lô 5 bảng đầu tiên, tất cả chúng đều bị ảnh hưởng. Trong đợt tiếp theo, không ai bị ảnh hưởng. Trong đợt gần đây nhất, mỗi bảng có một mạch bị ảnh hưởng và không phải lúc nào nó cũng giống nhau.

Trong trường hợp xấu nhất, dòng rò tối đa của tất cả các công tắc tương tự sẽ là 1,2nA, dẫn đến độ lệch 12 mV ở cài đặt mức tăng cao nhất, vì vậy tôi không nghĩ rằng có thể giải thích cho tất cả phần bù mà tôi đang thấy.

Trường hợp khác điện áp bù có thể đến từ đâu? Có một khiếm khuyết bảng chung sẽ dẫn đến loại hành vi này?

Vài lý thuyết ở đây:

• Làm thế nào chắc chắn là nguồn cung cấp năng lượng của bạn đang đến đối xứng?
  Nếu một đường ray đi lên trước đường ray kia, bạn có thể có điện áp đầu ra khác không từ op-amp trong một khoảng thời gian rất ngắn.
• Bạn đã thực hiện tất cả các thực hành bố trí PCB cần thiết cho các trở kháng cao như vậy chưa? Tối thiểu, bạn sẽ cần vòng bảo vệ trên tất cả các nút trở kháng cực cao.
  Bảng dữ liệu LMC6082 quốc gia (Bây giờ TI) có một cuộc thảo luận tốt về những gì cần thiết để có được dòng rò bảng đủ thấp để không phải là một vấn đề.

Điều này có thể sẽ không giải quyết được khả năng bạn gặp sự cố ngâm điện môi, như đã thảo luận trong câu trả lời của @ RocketSurgeon.
Một cách tốt và dễ dàng để kiểm tra câu trả lời của anh ta là bỏ qua một trong những cái mũ trên một bảng xấu, và đảo ngược nó. Nếu phần bù được lật theo hướng khác, đó là vấn đề ngâm điện môi (vì điện tích liên tục trong nắp sẽ có một cực duy nhất). Nếu điện áp bù không thay đổi, vấn đề không phải là tụ điện.

Một điều tôi không thấy vấn đề ngâm điện môi giải thích là tại sao điện tích dường như quay trở lại khi mạch không được cấp nguồn và biến mất khi được cấp nguồn. Do phần tử xả tụ được kết nối liên tục trên nắp, (ví dụ: C1 | | R2, C2 | | R1), nên sự đóng góp của bất kỳ dòng điện nào bị rò rỉ ra khỏi nắp phải là một hằng số và không bị ảnh hưởng bởi điện áp cung cấp.

Điều duy nhất nảy ra trong đầu tôi là có một thứ gì đó hút ẩm ở đâu đó, và nó bơm một dòng điện bù. Khi bạn cấp nguồn cho bo mạch, nó sẽ nóng lên và đẩy hơi ẩm ra theo thời gian. Tắt bảng, và nó bắt đầu hút ẩm lại.

Một nhận xét tôi có là tôi không hiểu tại sao bạn có cả SW1A và SW1B. Bạn hoàn toàn có thể loại bỏ SW1B. Chỉ cần buộc cả hai cặp R / C lại với nhau và với đầu ra của op-amp. Khi một trong các bộ nắp / điện trở được chọn, bộ kia sẽ chỉ xả chậm. Miễn là một đầu nổi (được thực hiện bởi SW1A), điện áp ở đầu kia là không liên quan.

Lý thuyết 1. Ngâm. Đây là hiệu ứng hấp thụ điện môi. Ngâm AKA . Nguồn năng lượng là một tụ điện được mang từ thiết lập thử nghiệm của nhà sản xuất tụ điện. Các tụ điện phim đã được thử nghiệm bằng điện áp cao trong vài phút tại nhà máy, sau đó được phân chia và lưu trữ với các dây dẫn mở.

Trong vài tháng, năng lượng hấp thụ còn lại (không nhất thiết là điện tích, nhưng cũng có thể bị lão hóa / sấy / lắng cơ học) trôi từ bên trong các lớp điện môi vào các tấm. Tốc độ có thể rất chậm, giả sử hằng số thời gian của polypropilene nhân với hàng nghìn (vài năm cho xả hoàn toàn).

Hiệu quả này được nghiên cứu kém. Nó chỉ ảnh hưởng đến các mạch cực đoan như của bạn với mũ nhựa và opamp TeraOhm. Báo cáo hiệu quả tốt nhất được thực hiện bởi Bob Pease của Nat Semi khi ông làm việc với các dòng teflon và pA.

Việc chữa trị cho điều này có thể là sự phơi nhiễm tạm thời của mạch không được cấp nguồn với nguồn bức xạ Gamma cường độ vừa phải trong vài giờ để làm tiêu tan tất cả các điện tích hấp thụ mà không có tiếp xúc vật lý với các bộ phận.

Một phương pháp khác, là tạm biệt các tụ điện "Cũ hơn", được lưu trữ trong vài tháng nữa. So sánh ngày của mũ từ lô tốt và xấu. Tôi đặt cược hàng loạt tụ điện cũ là tốt hơn.

Hoặc, khi đặt hàng mũ, yêu cầu những người được lưu trữ gần hơn để mở cửa sổ trong thời gian mùa hè. Hoặc đặt các bảng không được lắp ráp lên thảm chống tĩnh điện dẫn khô và làm nóng đến 150C trong một giờ (trừ khi sự sạch sẽ của mạch pA nghiêm cấm mọi thao tác như thế này).

Lý thuyết 2. Cặp nhiệt điện cảm ứng. Dòng điện tiết lưu có thể được gây ra bởi sự chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm nối của hai kim loại khác nhau. Để tìm ra nếu có, hãy ngâm tấm ván vào bể dầu khuấy và so sánh hiệu suất với một chiếc trong không khí tự do.