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[参考译文] INA592:手持式纳安级电流源

Guru**** 2478345 points
Other Parts Discussed in Thread: INA592

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1544815/ina592-handheld-nanoamp-na-current-source

器件型号:INA592


工具/软件:

您好:

我正在修改 9V 电池供电的手持式直流电流源、该电流源需要能够提供+1nA-500uA 的电流、误差小于 1%。 温度范围为 65-75°F (18-24°C)。 该电路类似于 TI AN-1515 中图 9 所示的缓冲 Howland 电流泵;对于配置为 1nA 的实际电路、请参阅下文。 INA592 用于为 Howland 内核提供精密电阻网络、增益小于 1、从而允许 Rs 值更小。 Rs 中集成了微调器、可进行手动调优。

有关此方法的几个问题:  

我是否需要升级任一 IC 才能在 nA 级范围内工作? 我想得到一个与 INA592 类似的 IC、但增益较低时、可以让 Rs 值更低、并远离对温度敏感的 GΩ Ω 电阻器。 也许使用像 TI AN-241 图 11 中所示的电阻倍增 也可以解决这个问题。

为了获得出色的直流精度和稳定性、我应该优化哪些运算放大器参数? 此外、如何计算负载阻抗合规性范围? 为了实现 1nA 电流、防护环 PCB 技术是否必要?

感谢你的帮助。

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    嗨、Thomas、

    遗憾的是、我们没有 INA592 的较低增益版本。 对于 1nA 范围、负载调节将由以下两点决定:差分放大器相对于电源轨的摆幅和增益网络匹配。 我在 PSpice for TI 中制作了一个电路(所以我们可以运行一些 MC 仿真)、其中使用的是相对于电源轨摆幅有限的理想放大器。 使用电流源、并使用 INA592 的相对于电源轨的最大摆幅限制(相对于任一电源轨的电压为 220mV)并使用理想电阻器、负载调节约为 4.6pA

    我们开始添加 0.01%的实际内部电阻容差、并仔细观察、可以看到负载调节变化非常小。此处的限制因素可能是运算放大器的输出摆幅、而不是内部匹配。

    至于使用 T 网络创建等效阻抗、我明天将再运行一些仿真、看看是否可以得到任何有用的信息。

    同时、这是我的仿真的 zip 文件。

    e2e.ti.com/.../Ideal_5F00_Howland_5F00_Pump.zip

    此致、
    Gerasimos

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    嗨、Thomas、

    很抱歉耽误你的时间。

    您是否需要双向电流? 如果没有、您可能能够使用不同的电流源拓扑。

    此致、
    Gerasimos

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    尊敬的 Gerasimos:

    感谢您的分析! 我只需要向接地负载提供(正)电流。 如果我理解正确、您的负载拉取技术 1.25GΩ 就表明、我可以将 3.53GΩ Ω(4.78V/999.8pA-k Ω)的负载驱动至 0Ω、运行正常。 如果我错了、请纠正我。

    我支持其他拓扑。 我认为最好有一个专用的 1nA 电路/输出、然后继续在其自身的输出上使用原始的 5U-500uA 电路。

    谢谢!

    Tom

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    嗨、Tom、

    该电路可以驱动大约 3.3GΩ Ω 至 0 Ω 的电阻式接地负载(在 200MC 情况下)、是的。

    仿真现在遇到一些许可问题、因此我无法运行 PSpice 仿真来提供更好的答案、但我将在问题得到解决后更新该主题。

    此致、
    Gerasimos