工具/软件：
您好：
我正在使用 TIA 电路 来检测 100pA 的电流、并且 带宽需要在 15kHz 左右。 该电流由 PCB 上的电压缓冲器和通过 同轴 线连接的 10G 电阻器生成。
我发现：
1) 当未连接到缓冲器连接器和 TIA 输入连接器时、 会 产生大约±60pA（使用增益电阻器 10Meg 计算）的噪声
2) 当我用焦线连接电阻器（约 20cm ,绞合）时,噪声 非常大, >±15nA （有时是 8kHz 左右的明显正弦波）
3) 当我将 电阻器直接连接到 PCBA 上时,噪音得到了更好的效果, >±300pA
因此、我认为 轴向导线和电阻器的引脚会涉及太空中 EMI 产生的噪声... 所以 我打算做一些 shieldings
有什么好主意可以解决？
提前感谢！
嗨、Folnia、
我正在使用 TIA 电路 来检测 100pA 电流、并且 带宽需要 约为 15kHz。
您提到 BW 需要为 15kHz、但 TIA 的 BW 限制为 3Mohm 和 3.3pF 或 4.8kHz。 此外、什么值是 L1 和 L2？ 这些铁氧体磁珠是什么？
开关电源或 LDO 是否产生+/–5V 直流电压？
什么是来自-->光电二极管的 RF1 信号？ RF1 处的输入寄生电容是多少。 在 OPA828 的输出端、您还可以考虑限制 318kHz 以外的 LPF。
您可以考虑在 U10 或 U11 之后应用 LPF。 在 R17 和 C44 处放置一个 LPF、并降低 2.75Vdc 的纹波噪声。
请告知我上述设计要求、我将为您对噪声条件进行仿真。
此致、
Raymond
尊敬的 Raymond：
感谢您的答复！
L1、L2 是铁氧体磁珠、此 PCB 上的所有电源均来自 LDO。 我将在 U11 和 U10 之间添加 RC 滤波器。
缓冲器的输出像 1Vdc 一样固定,通过同轴电缆连接到可变电阻器,然后连接到 TIA 输入。 目前、当两个射频连接器上没有连接时、噪音可用。 因此、我将重点介绍使用同轴电缆时的巨大噪声/干扰。
如下面的 pic 所示、我将两根同轴电缆绞接至一个 10Gohm 电阻器进行测试。
尊敬的 Raymond：
1) FB是BLM18KG601SN1D、600 Ω@100MHz、
2) 带宽现在不确定、目前看5kHz也够用
3) 负载可以等效为一个可变电阻加一个很小的并联电容（估计几pF ）、通过buffer直流激励来测量流过这个电阻的微电流
4) 目前测试结果 TIA输入不接的时候、噪声可以接受；10G电阻直接焊接在RF2、RF3上、噪声变大、但是还可优化；通过同轴电缆接电阻、则有明显振荡、噪声过大。现在也觉得可能是线缆的寄生电容以及引入了空间的干扰造成的。
5）电源的纹波都不大<10mVpp
6) 目前测试是这样、buffer输出1VDC经过同轴线到10G电阻、然后再通过同轴线到TIA输入、两根同轴线的地都只在连接器处单端接地。
非常感谢！μ s
嗨、Folnia、
在 5V 直流滤波器中、请使用以下电容滤波器。 将 100nF 更改为 1uH 或 10uH。 如果能够、我会使用 10 μ H。
3)、通过buffer直流激励来测量流过这个电阻的微电流）负载可以等效为一个可变电阻加一个很小的并联电容（估计几pF
关于 TIA、请缩小输出端的 LPF 范围并降低宽带噪声。
e2e.ti.com/.../OPA828-TIA-Noise-06242025.TSC
4) 目前测试结果 TIA输入不接的时候、噪声可以接受；10G电阻直接焊接在RF2、RF3上、噪声变大、但是还可优化；通过同轴电缆接电阻、则有明显振荡、噪声过大。现在也觉得可能是线缆的寄生电容以及引入了空间的干扰造成的。
为什么使用 10Gohm 电阻器负载？ 请尝试以下操作、看看是否有任何改进。 噪声源来自各种元件、包括+/–2.75V稳 压器。 您是否可以改用+/–5V 直流稳压器、并花费一些额外的组件来降低+/–5V 直流电源噪声。
e2e.ti.com/.../OPA828-and-OPA365-DA-06242025.TSC
在具有 100MOhm 电阻的同轴电缆上、请注意电缆屏蔽层的 GND 端接方式。 请告诉我您的测试结果、我们可以改善噪声。
此致、
Raymond
对不起,我犯了一个错误的上图,正确的一个是:
嗨、Folnia、
当您连接到与 TIA 串联的 10GΩ Ω 电阻器时、噪声会突然增加的原因是电阻器的热噪声。
我不知道你想做什么。
以下电路是电压源、其中基于其输入生成 RF3 电压信号。
10GΩ 将 RF3 的 10GΩ 电压施加到 μ s 以生成电流、其中 V_RF3/μ s 转换为电流并馈入 TIA I-to-V 电路。 为什么要进行 V --> I --> I/V 转换。 如果您要将 RF3 处的电压转换为 PA 电流、请告诉我。
如果要将 VtoI 转换为响应电流、有更好的方法可以将电压转换为响应电流。 然后使用 TIA 电路将电流转换回电压。 请澄清。
此致、
Raymond
嗨、Folnia、
请使用质量低 pF /英尺或 pF /米特氟隆基同轴电缆。 请告诉我结果。
此致、
Raymond
尊敬的 Raymond：
我买的一个如下所示:
屏蔽应该如此吗？
嗨、Folnia、
同轴电缆中的 100pF/m 电容相当于标准同轴电缆的 30pF/英尺电缆。 高阻抗低 pF 英尺电缆应约为 1015pF/英尺。 尽可能缩短这些电缆长度。
请尝试此配置。 如果不起作用、我们可能必须使用防护方法（驱动与电缆外罩相同的电势）和/或使用三轴屏蔽电缆。
此致、
Raymond
嗨、Folnia、
我进行了 FFT 分析、发现主频率约为 7.3kHz。
7.3kHz 可能是运算放大器的振荡导致的。 但应在缓冲级之后插入 50-100 欧姆电阻。 如果将其插入 TIA、应该会产生很大的影响。
]噪音再次变得巨大（但目前我没有与屏蔽的接地连接,我的应用使用适配器作为电源） 。 [/报价]请尝试使用此端接中的 GND 终端。 很难说中国电网的 GND 是什么。 两个接触器适配器可能是一极为中性。 您是否可以在设施中使用水管或水龙头？ 它是可能的,请终止护罩的水管或水龙头,看看有什么影响。 否则、必须端接至“中性“或交流低电平/GND。 600pAP-p 大约是您使用< 1nApp 时的值。
您可以实施 防护方法（在电缆的外部护罩处驱动相同的电位）和/或使用三轴屏蔽电缆。 您的同轴电缆连接到通用型、不是高级同轴电缆。 您需要选择射频级同轴电缆、典型阻抗范围约为 93-95 欧姆、例如 RG-62A/U（93 欧姆）、RG-71（95 欧姆）、Belden 9222（93 欧姆）、RG-11（75 欧姆）。 三屏蔽电缆价格昂贵。 如果这对我有帮助、请告诉我。
此致、
Raymond
我尝试了 1.6k Ω 、也尝试了 Cf=10pF、似乎没有更好的选择：
Cf = 10pF
1.6K Ω ISO 电阻器
嗨、Folnia、
请使用 100 Ω 电阻器连接 1Gohm/法拉第笼/屏蔽层。 Riso 或 100 欧姆在我看来应该足够好。
上述图是根据何处测量的？ TIA 所需的输入频率是多少？ 如果输入端有液体/离子接口、我认为它不会很高。 我将 3.3pF 增加到 33pF 并限制 TIA 的 BW。 可能在 TIA 之后放置另一个 LPF 滤波器。
另外、请绕过第 2 级中所示的缓冲器。 可能不需要它、在第一级之后放置一个 RC LPF、并使运算放大器缓冲器短路。
您的法拉第笼被屏蔽的程度如何？ 您是否在 1gohm 电阻器周围有金属箔（铝箔，金属屏蔽层或金属容器）。
此致、
Raymond
我将尝试测量容量、是否应在接近振荡频率的 7kHz 处测量容量？
我使用 100pF 输入电容仿真了相位裕度、现在只将同轴电缆（另一端是悬空的）连接到 TIA。 长度约为 20cm、因此我认为电容不会大于 100pF。 似乎电路应该稳定、具有 80 余相位裕度。 这就是为什么我提出问题 1 的原因。
嗨、Folnia、
I will try to measure the capacity, will measure at 7kHz, white at hos振 荡 frequency?
环路分析似乎正确、并且具有足够的相位裕度。 问题是在 TIA 转换器之后驱动什么。 您是否考虑了 TIA 的额外输出和/或寄生电容。 建议在 TIA 之后插入 50-100 欧姆电阻、我之前也做了回复。
这是你现在拥有的吗? RF2 - ADC 之后是什么？
此致、
Raymond
尊敬的 Raymond：
感谢您的帮助！
我做了几个测试：
1) 将 Cf 从 3.3p 更改为 100p、200p、300p、振荡仍然存在。
如果我 只在 TIA 输入端留下悬空同轴电缆、振荡几乎保持不变。 我认为它与缓冲器无关。
2) 将 TIA 的输入短接至 GND、然后不会出现振荡。
3) 我把 10G 电阻与同轴电缆（缓冲器和 TIA ）在铝盒中,振荡仍然存在,然后我用一根导线将 TIA 板上射频连接器的 GND 连接到盒中,振荡几乎是相同的。 但是,如果我按我的手指上的电线（在那里的电线连接在盒子上）,那么振荡变得非常小。 （噪音/干扰通过身体到达地面）
但噪音的形状似乎有点奇怪:它们不是 围绕水平轴对称分布
IT 输出按如下方式连接到 FDA 和 ADC：
嗨、Folnia、
2) 将 TIA 的输入短接至 GND、然后不会出现振荡。
TIA 在没有输入寄生电容的情况下保持稳定。 TIA 的输出振荡与 10GΩ μ F 输入/盒的输入电容有关。
如果我按我的手指在电线上（那里的电线连接在盒子上）,那么振荡变得非常小。 （噪音/干扰通过我的身体到达地面）
我需要验证您的设置中的一些内容。
在讨论法拉第笼时、我不是说法拉第笼如设置。 真正的法拉第笼需要 360 度完全传导密封、没有空气间隙或到内部电路的 EMI 漏电路径。 使用铝盒会很好、但 用铜胶带密封所有间隙、以模拟真正的法拉第笼。
触摸某个东西时、人体/手应具有 100pF 至 300pF 的寄生电容。 您可以将 100pF 或类似的电容器连接到法拉第笼、电容耦合应该类似。
此外、请尝试以下操作。
1.将外部法拉第笼或导体连接到接地接地或水管（你应该尝试一下）。
2.将外部法拉第笼绑在系统接地端和/或同轴电缆屏蔽层的一侧（ TIA 侧）。 将缓冲器侧保持未连接或非屏蔽状态。
3.请确认振荡仅来自 TIA 阶段,而不是缓冲阶段
4.将 BNC 屏蔽层直接连接到法拉第笼和系统接地。
5.运算放大器缓冲器后面的振幅信号电平是多少？
6. OPA828 不是 RRIO、请确保在运算放大器的线性区域运行。
我对原理图中的 RF1 感到困惑。 请澄清。
如何测量以下电流图？ 以及测量位置。
此致、
Raymond
