微电流测量总结

直流微电流前置放大器的研究 Ib 是运放的偏置电流，当 Ib 大于 Is，则 Is 信号被淹没，将无法测量，由以上分析可以看出， 影响微电流测量的首要因素是运放的偏置电流 Ib，其次是噪声电压和零点漂移。 微电流放大器要满足以下两个条件： （1 ） 放大器输入阻抗要足够大，即 Ri 要远远大于 Rf，Ri 表示运放输入阻抗，Rf 表示 反馈电阻 （2 ） 噪声和漂移要小于被测信号电流，即信噪比要高，否则输出的噪声电压或漂移电 压将使输出的信号电压淹没或使输出信号难以辨别 放大器的灵敏度：直流微电流放大器能有效放大的最小电流。 I-V 变换式直流微电流放大器的灵敏度一般能达到 10-15 因此可知电阻 Rf 的数值越大，放大器的灵敏度越高。但是由于电阻本身的热噪 声及分布电容跟电阻阻值成正比，Rf 增大时漂移及噪声亦随之上升。所以当 Rf 足够大时， 再继续增加 Rf 的数值，并不能使放大器的灵敏度继续提高。 增大 Rf 还受到下面两方面的限制： （1 ） 当 Rf 过大时，要求放大器的输入阻抗更大，否则将对信号有很大的分流作用。 由于放大器的输入阻抗是有限的，所以当 Rf 大到一定程度后，将不会有效的增 加灵敏度。 （2 ） Rf 过大时，放大器的响应时间要增长。在 I-V 变换式直流微电流放大器中，输入 待测电流后，放大器的输出电压不是立刻就达到稳定值，而是需要一定的时间， 这就是放大器的响应时间 Tc。决定响应时间的因素有：放大器的输入电容、反 馈电阻 Rf、反馈电阻 Rf 两端的电容 C 等 减小噪声及干扰的措施 （1 ） 在 I-V 变换式直流微电流放大器的设计中，运放的选择至关重要，主要考虑以下几 个参数。 一、 偏置电流 Ib 足够小； 二、 失调电压 Vos 要足够小； 三、 输入阻抗要足够大； 四、 温漂及噪声系数要尽量小。 （2 ） 电路设计工艺 一、 引线合理 二、 屏蔽密封 三、 电源及接地 提高测量精度的措施及电路设计 （1 ） 基流补偿电路 在许多情况下，输入电流包含有较大的本地电流（基流或初始电流） ，如运算放 大器的偏置电流等。常用的基流补偿电路有两种：串联补偿和并联补偿电路 串联补偿： 优点：电路简单、对被测信号无影响，补偿范围宽。 缺点：需要独立电源 E，当 Rf 数值改变时，需要重新调整补偿电压 Ub 的值。 并联补偿电路： 通过调整 P1 来得到所需要的补偿电流 i。C1、C2、R2、R3 构成了双低通滤波器，进一步提 高输出信号的稳定性。C3 起消除噪声作用，容量不能太大，否则会影响放大器的响应时间。 优点：当 Rf 改变时无需重新调节电位器 P1。 缺点：电阻 R9 对被测电流 Is 有分流作用，为保证测量的准确度，通常要求满足 R9 大于等 于（10100 ）Rf。 在实践的应用中，图中的电位器 P1 由下图所示的电路代替。 、 （2 ） 反馈电路结构改进 （3 ） 输入电缆屏蔽电容归还处理 微极化电流检测研究 目前国外先进的恒电位仪，在电路