tianda_spl 发表于 2011-5-30 16:46:58

运放电流噪声测试

长久以来,我们只能从手册知道0.1---10Hz电压噪声峰峰值,而电流噪声在手册中没有直接的0.1---10Hz峰峰值,只有图表。

整个电路由三个部分组成:1 用被测运放搭建一个放大电路,将电流噪声转换为电压噪声;2 0.1---10Hz滤波器;3 峰值保持电路。
其中滤波器电路我曾经发过电路,请参考以下链接,这一次修正了上次的bug,加入了退偶电容。我实际用的运放是LTC1150和OPA2277PA。
https://bbs.38hot.net/read.php?tid=8235
滤波器电路增益40dB,实测输出端噪声0.3mV以下(LT1150和OPA2277PA做运放),折算输入端噪声3uV。

峰值保持电路我也曾经发过,但是那个电路本身有问题,这次重新按照LT的手册AN124电路设计的,如附件所示。



前级放大电路见附件,由于运放电流噪声变化范围很大,我分成2个独立电路,一个电路照搬LT1007手册,用于LT1007档次的运放电流噪声;另一个用于测量OPA627这个档次电流噪声。但是因为找不到50M电阻,目前暂时验证不了。由于前级放大1000倍之后接入滤波器,则系统总噪声与滤波器无关了,并且是被测运放自己搭建的放大器,不会引入其他噪声。



以下2个视频分别测试LT1007和OPA277的电流噪声。视频中我只开启了正峰值保持,乘以2就是峰峰值。前级放大60dB,滤波器增益40dB。

http://v.youku.com/v_show/id_XMjcxNDc1MjQ0.html
http://v.youku.com/v_show/id_XMjcxNDc0ODE2.html
OPA277的测试结果最大大约是1.2,峰峰值是2.4,按照LT1007手册第11页公式计算(手册应该是1001倍,而不是101倍),则电流噪声峰峰值24pA,RMS是24/6.6=3.6pA。参考OPA277手册第11页电流噪声谱,采用逐段积分方法大约估算0.1--10Hz噪声约3pA RMS(典型值),可以认为测试结果还是可靠的。


LT1007电流噪声可同样分析为10.5pA峰峰值,对比LT1007和OPA227数据表,在10Hz电流噪声密度,LT1007是OPA227的1.5倍(典型)至8倍(最大),因此其电流峰峰值大约也是OPA277的相应倍数。


0.1---10Hz滤波器




峰值保持




装壳






加开关




被测运放自放大

tianda_spl 发表于 2011-5-30 16:51:30

我这个板子还可以测0.1---10Hz电压噪声,但是我弄了一个80dB放大,好像震荡了,这部分还得再改改。等找到50M电阻,再来测测OPA627电流噪声。

tianda_spl 发表于 2011-5-30 16:59:01

占位符

lylmy 发表于 2011-5-30 17:00:43

50M的电阻宋老师不急的话我去北京帮您找找

tianda_spl 发表于 2011-5-30 17:01:41

引用第3楼lylmy于2011-05-3017:00发表的:
50M的电阻宋老师不急的话我去北京帮您找找 images/back.gif

谢谢!

lp206 发表于 2011-5-30 17:17:28

技术文章一定要支持

王珏 发表于 2011-5-30 17:30:45

学习了。谢谢楼主!

data 发表于 2011-5-30 18:30:47

支持 继续关注

大胡子 发表于 2011-5-30 18:52:45

这么辛苦一定要顶

longshort 发表于 2011-5-30 19:09:57

这里的电阻不错,我订过一批100M和1000M的,1%精度和250ppm温漂指标。

http://item.taobao.com/item.htm?id=8274142396

lymex 发表于 2011-5-31 08:56:33

好贴!楼主类似这些话题不错,先顶后看。
至于50M的高阻,还真不太好找,尤其是小体积的。我手里有一些记得是56M的,1/2W大小。还有一些这种22M的1/16W的,可以串联使用:


但我有个疑问,为什么不选100M的?那样反而好找,以下都是100M的,有的体积也很小:




9楼提供的链接貌似也不错,不知道1000M的实际测试没有?温度系数如何?

longshort 发表于 2011-6-3 08:55:41

引用第11楼lymex于2011-05-3108:56发表的:
9楼提供的链接貌似也不错,不知道1000M的实际测试没有?温度系数如何?images/back.gif

还没有,我正在等待100G电阻的订货到来,好完成一个实际的作品。

这是已经收到的高阻100M、1000M、10G。



1000M和100M的电阻,由于没有这样的高阻表可以分选,所以我都是采用三并三串的统计方式连接。对于值的信任度,通过和商家的交谈来主观确认,同时也认定制造商的生产过程合乎规范要求,并沿用低阻值商品电阻的经验,将总不确定度定在负公差的30%,例如对于1%公差产品,定在-0.33%的不确定度上。

当然,九个电阻还是太少,合成的统计电阻阻值不确定度大约为-0.11%,对于指针显示的仪表来说可以满足基本要求。

订货时的TCR要求是100ppm的,结果实际拿到的是250ppm。对于指针式显示问题不大,等有条件时再细测。10G的公差是正负5%,是另一个商家处购买的,没有TCR指标,这种玻璃釉产品估计的温漂在500~2000ppm左右。

lymex 发表于 2011-6-6 18:52:38

我的1/4W的100M和1G也到了,用3458A简单测试了一下:
100M的很不错,误差不大,均在101M到101.5M之间,温漂50ppm左右;
1000M的误差很大,大部分在830M到950M之间,温漂1000ppm/K附近;
我也买了玻璃釉的1G和10G,还没到。楼上的100G是什么类型的?

longshort 发表于 2011-6-6 21:15:27

哦,100G是高压玻璃铀的,眼下还没到。1W的不一定有,3W的体积稍大,精度名义上是5%,估计多少总会超差,而且这类产品超差会比较大。

a-fly 发表于 2011-6-7 12:52:35

对于几百M到G级的电阻,是否能通过电压电流法来进行间接测量呢?搞一个比较稳定的100V电压源(这个电压源比较容易,并且也不会超出大电阻的耐压),测量通过大电阻(如1G)的电流,这个电流可达0.1uA,电流可以用1M电阻进行采样测量。
现在的6位半也好,8位半也好,基本无法直接测量10M以上的电阻,都采用并联10M电阻的方式测量,误差很大。

jj3055 发表于 2011-6-7 14:17:49

JS那里的OPA128KM扳子上有很多的10G电阻,还有跟这个电阻并联的330P电容。我买OPA128的时候顺便向他要了些。前天刚到手,没有想到测试它的方法。

jj3055 发表于 2011-6-7 14:20:32



就是这玩意儿,我想用它和OPA128做个微电流检测的仪器,不知道这种10G质量怎样!

longshort 发表于 2011-6-7 16:23:41

能够配OPA128的10G电阻一定不错,这两者应该在一个等级上。

lymex 发表于 2011-6-7 20:11:30

这种10G的JS也给过我,但还没测。
体积不大,不会太差。

lymex 发表于 2011-6-7 20:14:29

引用第15楼a-fly于2011-06-0712:52发表的:
对于几百M到G级的电阻,是否能通过电压电流法来进行间接测量呢?搞一个比较稳定的100V电压源(这个电压源比较容易,并且也不会超出大电阻的耐压),测量通过大电阻(如1G)的电流,这个电流可达0.1uA,电流可以用1M电阻进行采样测量。
现在的6位半也好,8位半也好,基本无法直接测量10M以上的电阻,都采用并联10M电阻的方式测量,误差很大。 https://bbs.38hot.net/images/back.gif

可以。高阻测试有不少办法,详见这里第6贴:https://bbs.38hot.net/read.php?tid=4453

longshort 发表于 2011-6-10 21:58:28

这是我刚收到的100G电阻,标签上没有精度值,找了半天才在收据上看到模模糊糊的“5%”字样。

打算将其中的十支,串联成1T的电阻。

attachment/thumb/3_13712_239188d2b1ae2f8.jpg?97


图片:IMGP0926-1.jpg[删除]

attachment/thumb/3_13712_d3e58dd2a21059c.jpg?98


图片:IMGP0927-1.jpg[删除]

lymex 发表于 2011-6-10 22:48:36

这100G是号称玻璃釉的吗?还是红色的漆?
感觉刻槽线比较密,这样导电途径就比较长,效果能好一些。
我测试过一些国产的真空电阻,电压系数比较大,10V下和100V下能相差15%,10V下电阻小。

longshort 发表于 2011-6-11 06:44:39

哦,是玻璃釉高压电阻,电压系数这么大?外面红色的肯定是某种绝缘漆,和商家交谈时他说有普通的,后来又坚持要给我高压的,还真是卖方市场啊!得改设计了。100G的体积也稍大了些,5X28,不过还放得下。原来高阻准备在两块绝缘板上完成,现在要增加一块板了。

longshort 发表于 2011-6-11 07:47:48

数了一下槽线,电阻带总计25匝。这个规格可能是30KV的,这样每匝将承受最高1200V电压,每匝阻值约4G,每匝上的被漆的电阻大于100G应该没问题。

lymex 发表于 2011-6-11 08:10:58

看样子不错,不知测试了没有?
K617里面的330G电阻就是很多很细的线槽,粗看起来感觉电感大,但直流场合使用没有任何问题的,分布电容的影响远比电感的影响大。

以前老国产的真空电阻我是彻底放弃,我有几只高阻标准电阻,里面主电阻就是真空电阻,阻值也都是偏小,例如100G的就是多串了10G、3G、1G,10G的标准多串了20G、200M、200M,即每个标准电阻都是至少4个阻芯串联的。

longshort 发表于 2011-6-11 08:36:23

还没测试,这几天上海正好进入梅雨季,空气湿度太大,这种情况每年总得持续20天左右。

上海说起来是大都市,这些方面其实选择很少,只能靠网络搜索。您那边离718近吧?看他们的网站,也有同类产品,可以找到特性表,高阻TCR最好的可到80ppm,不过阻值貌似都不太高,也就是500G的模样。http://www.718yousheng.com/index.htm

有时间也要准备建立一套精度不算太高的高阻标准,用稍低阻值逐渐比对出来。这颇有盲人摸象的感觉。
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