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EDA365电子论坛网»电子社区 › 研发技术版块 › 硬件设计讨论 › 运算放大电路的输出偏置、漂移与自动调零问题
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运算放大电路的输出偏置、漂移与自动调零问题

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SEPIC
  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-6-24 15:11

    • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到
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    1#
     楼主| 发表于 2025-8-13 16:40 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    本帖最后由 SEPIC 于 2025-8-13 16:41 编辑
    % J9 i& B% E# n: F: O. k
    5 D' B9 h; a, t. }) }使用运放搭建T型网络TIA电路，匹配电流源型探测器，测量亚皮安电流，测量没问题，但是由于漏电流也好，失调电压也好，TIA输出总是有偏置，且每次上电都不一样，过程中可能还有漂移。     & U& j+ n+ N& C
         构思了一种自动调零的思路，TIA输出的信号通过一正一负两路放大后送入ADC采集，并通过一路过零比较器，比较器输出1表示偏置为正，ADC采集同相放大输出，用DAC输出同比例正电压补偿，比较器输出0表示偏置为负，ADC采集反相放大输出，用DAC输出同比例负电压补偿。6 L3 f7 y! O! U$ X( C, w
         感觉能管用，但又感觉不好用，有信号了怎么办？也太麻烦了，各位有什么好的针对失调和漂移的好办法吗？3 `( G$ R( E8 p" ^+ ]

    212.png (44.6 KB, 下载次数: 7)

    212.png

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    超級狗
    谢谢分享！: 5
    我還幫忙看文檔，小弟能加入貴黑幫，成為豬隊友嗎？^oo^  发表于 2025-8-14 16:41

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    超級狗 + 5 論壇科技天花板特別獎勵！

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    2#
    发表于 2025-8-13 17:20 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-8-14 00:10 编辑 * p+ K4 [: K; e

    ; i1 P. l2 D2 `( \9 K開卷有益！
    , e% U/ a% g. d: Q2 _6 ?5 y: K) ]3 E9 Y
    0 Z! {5 Z0 n) F6 }7 r+ y

    ; f) D  J1 V2 m, ^哥：
    % i3 G& V( o! j* z8 q* |你覺得這種高科技，在這個論壇能問得到解答嗎？
    # h+ f; s$ Z1 }6 \4 q
      {6 r7 Z( }" i/ Y  l
    6 g5 G! H* C- T! v, M7 ~, }
    0 n- \7 X2 B5 A7 ~# K個人沒做過這麼高檔的產品，僅就微薄知識提供一己之愚見。
    9 l7 V# F( v$ J/ k' e7 i3 U& `) g* _/ _
    • 跨組放大器（TIA = Transimpedance Amplifier）要選得夠好，低飄移（Low Drift）、低輸入偏壓（Low Input Bias）絕對必要！因為您是進行 pA 級量測，最好還是極低飄移（Extreme Low Drift）、極低輸入偏壓（Extreme Low Input Bias）。
    • DAC 精度通常沒 ADC 高，飄移（Low）等問題是否也會影響輸出，也是需要注意的地方。
    • pA 級量測甚至於連電源噪聲都要非常的小心。
      ; @5 s1 O2 w" Z+ r

    2 g* E/ I- N! y; Z從沒一帖丟出這麼多文檔的！8 s1 G" I: v5 j
    . V0 _$ j, M/ p) Z

    / M* S4 Z& L9 ^. F

    329118722.pdf

    1.06 MB, 下载次数: 2, 下载积分: 威望 -5

    UJES1-14610182.pdf

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    slyt300.pdf

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    超級狗
    cn0407.pdf 這篇（文檔在二樓）應該挺有幫助的！  详情 回复 发表于 2025-8-14 16:26
    超級狗
    UJES1-14610182.pdf 這篇有提到（文檔在二樓），單層屏蔽纜線（Coaxial Cable）和雙層屏蔽纜線（Triaxial Cable）漏電流（Leakage Current）的差別。  详情 回复 发表于 2025-8-14 16:05

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    超級狗

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    3#
    发表于 2025-8-13 17:25 | 只看该作者
    踢哀（TI）技術文檔
    8 I, _9 ]$ n4 G4 e- n. E9 vBuilding a Stable DAC External Reference Circuit
    9 f5 G1 j- G6 B  o" L/ E( G# Y* w    ) Z: I% l* a* f

    6 `( t, U6 {  H- k/ N. `/ U2 V2 [

    slaa172.pdf

    142.85 KB, 下载次数: 3, 下载积分: 威望 -5

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    超級狗

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    4#
    发表于 2025-8-13 17:59 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-8-14 08:42 编辑 . C8 @  @+ X( o( f+ K1 g

    : A( x5 y( k  c2 U# Z這篇不知是否有用？$ u/ y2 x$ F1 w

    - n% }% T6 K" h! z9 O5 N2 zPicoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor
      u/ H" ^" F& f" j3 u; b& o8 Q" o3 G
    你看它的電路都用    鐵盒罩起來，以避免外來的干擾；還用乾電池當電源！
    - c1 U/ \- q" O8 Y- L1 D5 n    6 u5 X/ H2 a9 X% T
    / z8 R4 D; K9 P% E- j/ n

    Picoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor.jpg (26.58 KB, 下载次数: 3)

    Picoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor.jpg

    Picoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor.part1.rar

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    Picoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor.part2.rar

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    超級狗
    這個方案有一個坑： 它的驗證方式是定電流量測（Constant Current Measurement），時間是 45 秒。 4.3 Constant current measurements An Agilent B1500A was used to supply a constant input current to the  详情 回复 发表于 2025-8-14 15:47
    超級狗
    這裡還有一個號稱能量到 10fA 的，附設計指導及原理圖。  详情 回复 发表于 2025-8-14 13:50

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    超級狗

    该用户从未签到
    5#
    发表于 2025-8-14 08:05 | 只看该作者
    ADI 高精度、低噪聲 LDO 方案' O$ Q: i8 g. l) {. o  e
    # v- ?" ]: Q" y* {7 o2 J! S* P4 `% \

    ADI Low Noise LDO.pdf

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    SEPIC
    确实不该寄希望于论坛，不过这里有热心的狗老师，您也没让我失望，感谢狗老师的检索与奉献  详情 回复 发表于 2025-8-14 10:00

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    SEPIC
  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-6-24 15:11

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    [LV.1]初来乍到
    6#
     楼主| 发表于 2025-8-14 10:00 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-8-14 08:05
    5 w5 R9 ]  t- Y  T) q0 OADI 高精度、低噪聲 LDO 方案

    # S9 ?. R$ U. h6 X; t2 ?, |# {  o确实不该寄希望于论坛，不过这里有热心的狗老师，您也没让我失望，感谢狗老师的检索与奉献: ]% g5 s# r& s- x1 q9 [

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    参与人数 1威望 +5 收起 理由
    超級狗 + 5 能問一下這是學術研究，還是產品開發嗎？

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    myiccdream

    该用户从未签到
    7#
    发表于 2025-8-14 11:21 | 只看该作者
    你这个电路 可不可以用继电器在上电的时候把输入端强行接到GND 以后，ADC读一个漂移值 做为基准% H3 Y+ `- H/ ~
    读完以后，在把继电器切到正常的输入端去，然后每次ADC采样到的值 减去基准值

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    谢谢分享！: 5.0
    超級狗
    谢谢分享！: 5
    如果信號低於環境噪聲，每次做扣除時信號會被一起減掉。@_@!!!  发表于 2025-8-14 11:37

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    参与人数 1威望 +5 收起 理由
    超級狗 + 5 pA 級的量測很恐怖的！

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    蹦蹦
  • TA的每日心情
    开心
    2022-4-18 15:50

    • 签到天数: 7 天

    [LV.3]偶尔看看II
    8#
    发表于 2025-8-14 11:59 | 只看该作者
    想问一下你这个pA级别电流是光照射在光电二极管上面产生的吗

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    参与人数 1威望 +5 收起 理由
    超級狗 + 5 力圖「普渡眾生」獎勵！

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    myiccdream

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    9#
    发表于 2025-8-14 12:02 | 只看该作者
    本帖最后由 myiccdream 于 2025-8-14 12:04 编辑 ' e7 B8 k3 W2 _9 Z6 r: H
    & T( ^/ P. v, q  m7 X) E
    PA级别的确实没做过，但是狗哥你说“信號低於環境噪聲，每次做扣除時信號會被一起減掉”，这个有点理解不聊
    ; n5 ~. L: \+ `& y" N2 L% ~前端电路 或者 电路本身不能把环境噪声处理干净，难道指望 从 ADC采样的数据 中 ，用算法恢复出 信号？7 R) Y$ T! A/ n: C% Y
    如果不考虑这个环境噪声的问题， 只考虑 每次失调电压/电流/电压不一样，那就是每次上电校正一次最合适

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    超級狗
    哥別動怒！大家討論交流。樓主會來論壇問，推測上也是業餘選手。你看四樓的圖片，就是業餘選手搞出來的，是否有真的實現都還不知道。樓主之前的ˋ貼文是想量到 10pA 以下，這不是一般業餘選手做得出來的。>_<!!!   发表于 2025-8-14 13:17
    超級狗
    谢谢分享！: 5
    「电路本身不能把环境噪声处理干净，难道指望 从 ADC采样的数据 中 ，用算法恢复出 信号？」，狗弟說的正是這個，用講的都很簡單，實作的時候就知道了！^_^  发表于 2025-8-14 12:57

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    参与人数 1威望 +5 收起 理由
    超級狗 + 5 無懼艱難最佳獎項！

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    超級狗

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    10#
    发表于 2025-8-14 13:50 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-8-13 17:59
    5 a6 C0 Z! R0 u, D  `$ X這篇不知是否有用？( f. _/ Z+ l3 K3 E) U
    + [" R/ Z- E% Q
    Picoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor

    2 p9 D9 [5 l4 Q! F0 ~# o這裡還有一個號稱能量到 10fA 的，附設計指導及原理圖。7 `+ V& A) X4 ]& r" N3 g9 w$ W
    ' z1 l7 w0 D" b( W4 R

    Design and Development of a Low-Cost Handheld Picoammeter.pdf

    1.8 MB, 下载次数: 4, 下载积分: 威望 -5

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    超級狗

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    11#
    发表于 2025-8-14 15:47 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-8-13 17:59  K3 ~" w% r; F9 q% F3 x
    這篇不知是否有用？
    6 z# }* ~- f: k+ x+ }7 H. A# M; }" y+ n* B1 V1 B' L6 `
    Picoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor
    0 c# W% c. u6 u; \+ z9 e
    這個方案有一個坑：) j, L5 ?, y1 Z; R* F: K
    它的驗證方式是定電流量測（Constant Current Measurement），時間是 45 秒。
    + q! ~( y$ Q# y& A0 \% l
    % i* _# A0 C+ f$ @& `1 \# K4.3 Constant current measurements: P% [+ X+ C; q% {2 K
    An Agilent B1500A was used to supply a constant input current to the picoammeter for approximately 45 seconds.% C1 r0 i# }! P8 O; J/ d
    7 D4 |: K! |* h+ }9 `3 f, L1 |
    樓主的電路還有過零偵測（Zero Crossing Detection），事情可能沒有我們這群憨人所想的簡單。
    * T7 V4 e. r0 J- H+ C3 {
    ! v& E5 C! |2 ~
    2 q7 Q) F. a* A; F. a8 j/ ]" k' c. X: T( ?0 a- q

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    超級狗

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    12#
    发表于 2025-8-14 16:05 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-8-13 17:20+ ]! A& b1 A% P' T
    開卷有益！

    . G- H4 l7 g1 V8 Y6 e6 i( \) HUJES1-14610182.pdf
    9 n2 n, F( {# F0 p, t6 F6 U% a
    : w$ y% U8 e7 S( X& R) j這篇有提到（文檔在二樓），單層屏蔽纜線（Coaxial Cable）和雙層屏蔽纜線（Triaxial Cable）漏電流（Leakage Current）的差別。# O0 Y" E: O6 S8 T9 R+ S' y
    # E$ T: o" R( M5 a

    Cable Effect for pico Ampere Measurement.jpg (73.08 KB, 下载次数: 1)

    Cable Effect for pico Ampere Measurement.jpg

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    超級狗

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    13#
    发表于 2025-8-14 16:26 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-8-14 17:55 编辑 ) Z6 C8 E9 |: g, Q
    超級狗 发表于 2025-8-13 17:20
    9 H: ^' H0 w2 J4 e* F+ I開卷有益！
    - Q2 [8 v+ c- d8 v
    cn0407.pdf9 }$ U' y1 {8 H3 h; s/ K% t% o. ?

    - h% q4 t, v2 S) c, v2 b這篇（文檔在二樓）應該挺有幫助的！
    " \+ y4 C" a' ^! N& l, w- W* h" o8 ?$ S& X* R
    有開發板及參考設計可買。4 h" S5 C" [. V1 L6 c  j
    3 m) w5 U( i' Y, }9 ?
    % E3 z& l  Q) w+ Y. |) C/ o

    CN0407.jpg (79.08 KB, 下载次数: 1)

    CN0407.jpg

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    超級狗
    夭壽喔～你們看這規格！ Low input bias current ► ±20 fA maximum at TA = 25°C (guaranteed at production test) ► ±20 fA maximum at −40°C < TA < +85°C ► ±250 fA maxim  详情 回复 发表于 2025-8-14 18:03

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    超級狗

    该用户从未签到
    14#
    发表于 2025-8-14 18:03 | 只看该作者
    本帖最后由 超級狗 于 2025-8-14 18:04 编辑 & X) t$ W4 I# O3 T( J8 d
    超級狗 发表于 2025-8-14 16:26; ^, h( ^  \; Y+ ]4 M( h
    cn0407.pdf
    $ G* r3 |) o4 R7 b0 O: ]! I/ f0 X: e0 `
    這篇（文檔在二樓）應該挺有幫助的！
    3 p2 g2 ~6 w  }  O5 W6 J

    9 V/ }' C) i8 L" A8 S0 Y$ z夭壽喔～你們看這規格！, d- [0 x, p$ e% f& @: g

    - [8 B" {9 q* G7 N) b5 ?$ L6 M' fADI ADA4530-1* p4 C3 `) K7 q' h+ X
    Low input bias current
    ) m% h1 m* l8 w' n► ±20 fA maximum at TA = 25°C (guaranteed at production test)5 ?: d# {" y* x0 O, E
    ► ±20 fA maximum at −40°C < TA < +85°C3 ~+ e2 p2 {# M$ d1 ~  s
    ► ±250 fA maximum at −40°C < TA < +125°C (guaranteed at production test)# K- T+ `+ E" A
    . S7 F4 o5 p  ?$ s7 X

    # U& B6 m9 Q" w, S2 Q5 Q6 Y" Z

    ADI ADA4530-1.pdf

    4.32 MB, 下载次数: 0, 下载积分: 威望 -5

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    SEPIC
    可以，赏黄马褂，黑 丝 袜  发表于 2025-8-20 09:24
    再见海贼王
    路过看看神仙怎么打架的  详情 回复 发表于 2025-8-15 15:29

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    再见海贼王

    该用户从未签到
    15#
    发表于 2025-8-15 15:29 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2025-8-14 18:03
    4 x" b# G. t3 _  D# i) g夭壽喔～你們看這規格！
    ) l1 l1 p0 r' b2 @2 _
    8 O5 m6 r; G0 l/ ^ADI ADA4530-1
    ; f/ Q8 _; R4 I. j7 N9 @
    路过看看神仙怎么打架的

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    谢谢分享！: 5.0
    超級狗
    谢谢分享！: 5
    你最好閃遠些，這論壇偶有中國內戰發生。^_^  发表于 2025-8-16 17:34

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    超級狗 + 5 海賊打家劫舍，乃論壇共同之敵人！

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