运放电流噪声测试

tianda_spl

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。
新版峰值检测.pdf (30 KB, 下载次数: 60)

2011-5-30 16:31 上传

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峰值保持

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。
运放噪音测试.pdf (71 KB, 下载次数: 70)

2011-5-30 16:32 上传

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运放噪音测试

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。

贴图

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

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

占位符

lylmy

50M的电阻宋老师不急的话我去北京帮您找找

tianda_spl

引用第3楼lylmy于2011-05-30  17:00发表的  :
50M的电阻宋老师不急的话我去北京帮您找找

谢谢！[s:32]

lp206

技术文章一定要支持

王珏

学习了。谢谢楼主！

data

[s:37] 支持 继续关注

大胡子

这么辛苦一定要顶

longshort

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

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

引用第11楼lymex于2011-05-31  08:56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？

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

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

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

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

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

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

能够配OPA128的10G电阻一定不错，这两者应该在一个等级上。

lymex

这种10G的JS也给过我，但还没测。
体积不大，不会太差。

lymex

引用第15楼a-fly于2011-06-07  12:52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。

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

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。




图片:IMGP0926-1.jpg[删除]




图片:IMGP0927-1.jpg[删除]

lymex

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

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

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

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

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。