Other Parts Discussed in Thread: LMP7721, MSP430F6736A
器件型号： LMP7721
主题： MSP430F6736A 中讨论的其他器件
TI 团队大家好、
我使用 LMP7721 作为跨阻放大器、在电化学传感器读取系统中进行低电流测量。 目标电流范围为 PA 至 nA。
但是、在当前扫描测试期间、我观察到 TIA 输出端存在常规周期性噪声模式。 此噪声在多个测试条件下出现、并且似乎具有稳定的重复行为。 我想寻求帮助、以确定此问题是否可能源于 LMP7721 TIA 电路稳定性、PCB 布局、外部电流源耦合、电源噪声或测量设置。
1.电路配置
LMP7721 配置为跨阻放大器。
主配置：
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运算放大器： LMP7721
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配置： 跨阻放大器
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测试的反馈电阻： 10 MOhm/1Gohm
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测试的反馈电容器： 5 pF 至 10 nF
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同相输入偏置电压：约 0.45V
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输出测量： MSP430F6736A SD24B ADC
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应用: 电化学传感器 PA/NA 电流读数
我尝试 使用 10mohm 反馈电阻器将反馈电容器从 pF 更改为 10nF、但周期性噪声未消失。
图 1. LMP7721 TIA 电路的原理图
图 2. LMP7721 TIA 部分的 PCB 布局
2.测试设置
我使用外部源测量仪器测试了 LMP7721：
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Keithley 2470 SMU
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Keithley 4200 SMU
我测试了以下两种方法：
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SMU 电流源模式
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使用外部电阻器的 SMU 电压源模式、用于生成电流
在这两种情况下、仍可以观察到周期性输出噪声。
当前扫描条件包括：
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–1nA 和 0nA 时的电流
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然后、输入更改为 开路
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TIA 输出仍然显示出常规的周期性噪声行为
作为额外的检查、我还 直接使用 SMU 测试了 MSP430F6736A SD24B ADC。 在该测试中、虽然存在一些测量误差、但我没有 观察到这种常规周期性噪声模式。 因此、周期性噪声似乎并不是直接来自 SD24B ADC 本身。
3.观察到的结果
以下测量结果是使用 LMP7721 TIA 反馈网络中的 1G Ω 反馈电阻器和 10nF 反馈电容器获得的。
请注意、波形图中显示的 GUI 是由我自己编写的。 左上角显示的“Current Scale“（当前比例）文本仅具有显示/单位转换文本错误。 不会影响实际的测量数据。 此外、 在这些测量期间未启用 GUI 右上角显示的 Gain 和 Offset Adjustment 字段。 因此、下面显示的波形不是由 GUI 增益/偏移校正引起的。
3.1 开路输出
当 TIA 输入保持开路时、输出仍显示周期性噪声。
图 3. 具有开路输入的 TIA 输出
3.2 连接到 SMU 时的输出
当输入连接到 SMU 并且电流从 –1nA 扫描到 0nA、然后变为开路时、输出也显示周期性噪声。
图 4. TIA 输出连接到 SMU：–1nA 至 0nA、然后开路
3.3 连接到电化学传感器时的输出
当 TIA 输入连接到电化学传感器时、输出也显示类似的常规噪声行为。
图 5. TIA 输出连接到电化学传感器
4、主要问题
由于这种常规周期性噪声、我目前无法使用 SMU 来正确评估 LMP7721 TIA 电路的性能。 另外、连接电化学传感器后、我无法确认最终传感器输出是否受同一噪声源的影响。
您能帮我确定这种周期性噪声的可能来源、并提供调试步骤来确定它是来自 LMP7721 TIA 电路、PCB 布局、电源/数字耦合、SMU 连接还是电化学传感器本身？
非常感谢您的帮助。
此致、
Mark Ling
