[参考译文] 电荷敏感型前置放大器运算放大器选择

Steve、

每20Hz 脉冲1亿(1E8)个电子意味着每50ms 的周期内的电荷流为1.6E-11库仑(Q=1.6E-19*1E8)或平均32nA (I=Q/t)。 为了确定所需的电容值、必须确定每个脉冲电压的变化。 每脉冲3.2V 的增加将需要 C=I*t/V = 32nA*50ms/3.2V = 5E-10或500pF 电容。

对于20Hz 下50%占空比脉冲、使用具有+/-15V 双电源的 OPA191时、输出电压如下所示。  SW 开关复位输出电压。  

用户还可以使用36V 单电源来最大限度地扩大输出电压范围。  而 不是使用 放气电阻器、但其值需要为10G 或更高、以 最大程度地减小 C1||R1指数衰减导致的误差-请参阅下面的内容。

下面我随附了 TINA-TI 原理图、方便您使用。

e2e.ti.com/.../OPA191-Charge-Sensitive-Preamplifier.TSC

您好、Steve、

对于使用 TIA 而不是电荷敏感型放大器、有哪些看法？

Kai

使用 TIA、您不会获得 给定周期内从检测器流出的总积分电荷、而只会获得每个单独脉冲的读数(仅为确保稳定性、才包含 Ccomp)。

尊敬的 Marek：  

感谢您的回答。 您建议的似乎是跨阻放大器。 我正在寻找一个电荷敏感型前置放大器、该放大器在每个脉冲期间具有尾脉冲信号形状作为其输出。 电荷敏感型前置放大器的集成性质应提供与脉冲事件期间从检测器流出的总电荷成比例的输出。 我希望输出连接到整形放大器、以进一步滤除噪声并提高信噪比。 对于用作电荷敏感型前置放大器的运算放大器类型、您有什么建议吗？  

尊敬的 Kai：  

我想使用电荷敏感型前置放大器、因为它具有低噪声、稳定性以及集成特性、可提供与脉冲事件期间从检测器流出的总电荷成比例的输出。 此外、增益不取决于输入电容或放大器带宽。 我将测量来自 PA-NA 检测器的小电流信号。 我还将把该前置放大器的输出连接到整形放大器、以进一步滤除噪声并提高信噪比。

您好、Steve、

否、Marek 已经绘制了一个电荷敏感型放大器：

https://en.wikipedia.org/wiki/Charge_amplifier

但您必须限制直流增益并为(实际)运算放大器的输入偏置电流提供电流路径。 这就是他添加 R1的原因。

Kai

尊敬的 Kai：  

感谢您提供的信息、并为我清除了这些信息。

尊敬的 Kai：  

我希望通过硬件完成集成和整形。  

您建议哪些 JFET 的输入电容接近100pF、以匹配检测器电容？  

是否有一个具有内部 JFET 的运算放大器可以处理检测器的100pF 电容。 只是想知道如何避免使用外部 JFET。  

我查看了 LMP7721。 该运算放大器是否足以处理检测器的100pF 电容、或者您仍然建议使用外部 JFET？

是的、第一个放大器将是一个积分器。  

我有入射光子撞击每个脉冲的光电二极管。 光脉冲为20Hz。 20Hz 只是重复率、光电流仅在非常短的时间内流动。 生成的电子介于1E9至1E8之间。  我将把输出信号带到整形放大器、整形时间约为16us。 整形放大器会产生高斯脉冲。 然后、我将从整形放大器获取输出信号、并将其带到模拟输入 DAQ 模块。 该模块 接受+/-10V 输入。  目标是对高斯脉冲进行积分、并获得用于能量和功率等计算的平均电压值。  

尊敬的 Marek：  

OPAx191是否能够处理光电二极管检测器的100pF 电容？ 这会如何影响噪声性能？ 我希望实现尽可能低的噪声。 我查看 了 LMP7721。 该运算放大器是否足以处理检测器的100pF 电容、或者您是否建议使用外部 JFET？  由于光脉冲在20Hz 时较慢、因此我不会经历任何脉冲堆积。 鉴于此信号的重复率较低、前置放大器的衰减时间较长是可以的。 我计划将输出信号带到整形放大器、该放大器的整形时间约为16us。 整形放大器会产生高斯脉冲。 然后、我将从整形放大器获取输出信号、并将其带到模拟输入 DAQ 模块。 该模块接受+/-10V 输入。 目标是对高斯脉冲进行积分、并获得用于能量和功率等计算的平均电压值。