微小電流檢測-pA級.IV轉(zhuǎn)換模塊詳解

一些波動的情況是因為沒有濾波。這里有個有趣的話題就是先放大還是先濾波。

小信號先濾波在放大的話,輸出端信號基本上沒了,如果先放大,再濾波,再放大就好很多了.

對于微弱的信號輸入來說，濾波肯定不太容易，如果信號放大后，再進(jìn)行濾波就方便多了，信號經(jīng)過一個線性系統(tǒng)，在相位或者幅度上都有改變，這樣濾波效果應(yīng)該會更好些！

下面是正好看了一些期刊的文章，就順手截圖了，也bb幾句

程控的意思是，有一些固定的放大倍數(shù)，就像10pA x 10G = 100mV

100mV還是很小，那就需要再放大，接著就是要濾波，才能信號好看。

微弱電流信號首先通過 I ／ V 轉(zhuǎn)換電路變換為相應(yīng)的電壓信號， 再通過程控放大電路將電壓信號規(guī)范化，然后通過濾波電路消除無用背景噪聲獲取有用信號，有用信號再經(jīng)過 A ／ D 轉(zhuǎn)換模塊采集得到相應(yīng)的數(shù)字信號，再使用MCU 處理器對信號進(jìn)行處理后通過總線傳輸?shù)接嬎銠C(jī)進(jìn)行分析處理計算并顯示出來。

開環(huán)的倍數(shù)，沒得說，至于這個T型，我不知道

大概就這樣了

程控放大電路的主要功能是對輸入的弱信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蟊阌谛盘柕臏y量， 且放大的增益可通過編程進(jìn)行改變。

有程控放大的芯片

PGA281

我只能說這個文章質(zhì)量不高，看個熱鬧就好。

這個加了個跟隨器，我一會兒看看文章里面怎么說

這個水平高點，這個我覺得性能更好

看這個負(fù)數(shù)

這個電壓是負(fù)數(shù)的哦

我選的這個TLC2201，我居然找不到輸入阻抗的大小，媽的。

有隔離

第一級放大其實也是反向放大，這里的輸出應(yīng)該是+電壓，跟隨一下，接著是。

這篇文章有趣的地方在，20pF的電容可以產(chǎn)生8pA的微弱電流

這是直接采樣的結(jié)果，可以看到有毛刺的東西

這個24bit的分辨率就是高

放大倍數(shù)的意思是輸出的電壓要到mv，uv這樣的，下一級可以感應(yīng)到

AD549采用TO-99密封封裝。外殼與引腳8相連，因而金屬外殼可以獨立連至與輸入引腳電位相同的一點，使得流至外殼的雜散泄漏極小。

1980的這個書就出版了，我看了看

你看這個寫的是不是很清晰

抗混疊濾波器（英語：Anti-aliasing filter，縮寫AAF）是一種放在信號采樣器之前的濾波器，用來在一個重點波段上限制信號的帶寬，以求大致或完全地滿足采樣定理。此定理表示，當(dāng)在奈奎斯特頻率之上的頻率功率為零時，從其信號的采樣可實現(xiàn)無模糊重建[注 1]。現(xiàn)實中的抗混疊濾波器會在帶寬與混疊之間取舍。可實現(xiàn)的抗混疊濾波器一般允許出現(xiàn)一些混疊，或者減弱一些靠近奈奎斯特極限[注 2]的頻內(nèi)頻率[注 3]。因此，許多實用的系統(tǒng)采樣會高出實際的需求，以保證所有的重點頻率都可重建，這種實踐的方式稱為過采樣。

SP好像是個升級版，我不配

看這個吧

有些不連接的引腳

jlc里面的這個器件里面的NC和真實的引腳是分成了兩個器件在里面的

2201，IB可以做到1pA，典型的時候

典型的是15pA，高下立判了家人們！

看里面的一些參數(shù)

第一級IV轉(zhuǎn)換過后其實是一個相位顛倒的狀態(tài)，第一個

那么需要一個反向的放大器繼續(xù)把它轉(zhuǎn)回來

我這里就使用這個芯片

引腳是差不多的

這里我選擇了一個1G的反饋電阻

看上面的一些標(biāo)注

這個是產(chǎn)品的一些標(biāo)注信息

應(yīng)該是1005

https://www.jlc.com/portal/vtechnology.html

好煩。。?？赡苁俏掖?，這么大的晚上都沒有一個像樣的建新器件封裝的好教程，

學(xué)學(xué)這個

另外，也別用高級版了，就不是那高級的人，裝回普通版。

沒有就先建封裝

將這也不知道對不對的參數(shù)瞎寫上

看看引腳，有沒有什么毛病

看看我的大電阻

然后這里再調(diào)整一番

長條倆腳-CTLJ

然后和自己的符號對應(yīng)上

這個智能尺寸也好用

建個原理圖試試，好使

怪好看的咧

一般是先畫封裝，然后畫這個元件

但是我覺得這個東西不對勁

這次差不多

就可以看見了

注意這里就選擇{}就行 不要自己加字

有點丑

找個現(xiàn)成的copy

順眼不少

我去，尺寸還在啊

狠狠的打孔，保護(hù)鄙人的信號

然后包起來

const int sensorPin = A0;


void setup() {
  pinMode(sensorPin, INPUT);  // Declare the sensorPin as an INPUT
  Serial.begin(115200);       // Set up serial communication
}


void loop() {
  // Read the value from the sensor:
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);  // Use int if sensor values are integers
  // Scale the sensor value if needed
  // sensorValue = map(sensorValue, 0, 1023, minValue, maxValue); // Example scaling using map function


  // Print the scaled value to the Serial Monitor:
  Serial.println(sensorValue);


  // Add a delay to control the update rate:
  delay(300);  // Adjust this delay based on your application requirements
}

這里是可以在使用完以后寫一個arduino的ADC采集看一下。

13:01:47.110 -> 0.75
13:01:47.391 -> 0.76
13:01:47.702 -> 0.00
13:01:47.968 -> 0.00
13:01:48.296 -> 0.00
13:01:48.607 -> 0.00
13:01:48.888 -> 0.00
13:01:49.201 -> 0.00
13:01:49.512 -> 0.00
13:01:49.811 -> 0.00
13:01:50.119 -> 0.00
13:01:50.401 -> 0.00
13:01:50.714 -> 0.00
13:01:50.997 -> 0.00
13:01:51.310 -> 0.00
13:01:51.589 -> 0.00
13:01:51.916 -> 0.40
13:01:52.196 -> 0.24
13:01:52.509 -> 0.27
13:01:52.822 -> 0.22
這個arduino串口的adc輸出

部分時間傳感器的輸出是0.00，但在某些時刻有一些不同的非零值。這是傳感器的讀數(shù)在不同的時間點發(fā)生了變化。

const int sensorPin = A0;
const int numReadings = 10;  // 設(shè)置濾波器窗口大小
int readings[numReadings];   // 存儲讀數(shù)的數(shù)組
int index = 0;               // 數(shù)組索引
int total = 0;               // 總和


void setup() {
  pinMode(sensorPin, INPUT);  // 將sensorPin聲明為輸入
  Serial.begin(115200);       // 啟動串行通信，波特率為115200
  
  // 初始化數(shù)組
  for (int i = 0; i < numReadings; i++) {
    readings[i] = 0;
  }
}


void loop() {
  // 從傳感器讀取值：
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);


  // 使用濾波器處理傳感器讀數(shù)
  total = total - readings[index];           // 減去舊的讀數(shù)
  readings[index] = sensorValue;             // 存儲新的讀數(shù)
  total = total + readings[index];           // 添加新的讀數(shù)
  index = (index + 1) % numReadings;         // 移動索引


  // 計算移動平均值
  int filteredValue = total / numReadings;


  Serial.println(filteredValue);  // 打印濾波后的值到串行監(jiān)視器
  delay(300);  // 延遲300毫秒
}

使用了一個長度為numReadings的數(shù)組來存儲最近的一些讀數(shù)，并計算它們的平均值。這有助于平滑傳感器讀數(shù)，減小突變和噪聲的影響。這里我實現(xiàn)了一個簡單的數(shù)字濾波器

對于只有一個輸出極的單電極傳感器，差分測量可能不適用，因為差分測量通常需要兩個引腳來測量信號和其反向信號。

但是我覺得可以這樣設(shè)計構(gòu)成差分測量

通過使用一個負(fù)載電阻并將其接地來構(gòu)成一種差分測量的條件。這種方法被稱為單端測量或參考電地測量。在這種配置下，電壓測量是相對于地的，但通過負(fù)載電阻的電流會引入一個差分測量的效果。 具體來說，傳感器產(chǎn)生的信號通過負(fù)載電阻流過，然后負(fù)載電阻的兩個端口的電壓差被測量。這樣做有助于減小共模噪聲的影響，特別是在長線傳輸?shù)那闆r下。 可以使用一種稱為“虛地技術(shù)（Virtual Ground Technique）”的方法。這里的關(guān)鍵思想是將一個高阻抗電阻連接到傳感器的電極上，以創(chuàng)建一個虛擬的地點。

在這個電路中，虛擬地點通過高阻抗電阻與傳感器電極相連。這可以減小地回路引入的干擾。然后，測量差分電流信號，并通過電流放大器和濾波器進(jìn)行處理。 雖然這并非嚴(yán)格的差分測量，但虛擬地點的使用有助于抑制共模干擾，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 那這個差分測量的線怎么連接： 傳感器連接：傳感器的單電極通過一個高阻抗電阻與地相連，形成虛擬地點。 電流放大器連接：將電流放大器的一個輸入連接到傳感器電極，另一個輸入連接到虛擬地點。電流放大器測量這兩個輸入之間的差異。 測量系統(tǒng)連接：將電流放大器的輸出連接到測量系統(tǒng)。這可以是數(shù)據(jù)采集卡、微控制器或其他適用的測量設(shè)備。

審核編輯：劉清