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[参考译文] 与光电二极管弱光读取一起使用的仪表放大器建议

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1231, INA317, INA111, INA333, OPA392, TLC2652
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1265612/instrumentation-amplifier-recommendation-for-use-with-photo-diode-low-light-reading

主题中讨论的其他器件:ADS1231INA317INA111INA333OPA392、TLC2652

我正在设计一个使用光电二极管检测弱光源的医疗测试设备、并且正在寻找适合该应用的推荐仪表放大器和 ADC 配对产品。

运算放大器的结果将传输到 ADC 以允许微处理器分析光数据。

理想情况下使用单个电压源、以使整体设计更简单但不是必需的。

理想情况下、ADC 为24位、至少为16位。

理想情况下 INA 和 ADC 之间的差分接口以最大限度地降低噪声。

读数将在最高10Hz 时读取、因此、带宽极低的设计、只需从小型荧光样品读取光、因此需要对光电二极管的微小变化敏感。  

理想情况下、如果至少在 INA 侧有一个评估板、允许早期原型设计以检查适用性。

有如此多的不同类型的 INA 我想感谢任何建议,以帮助针对几种类型的试验。

提前感谢

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    您好、Paul、

    我修改了选择表以显示一些可能有效的选项:

    24位、小于10ksps 和一个输入通道。 ADS1231可满足您的需求。  

    https://www.ti.com/data-converters/adc-circuit/precision-adcs/products.html#84=24%3B24&1028=1%3B1&157max=0.015%3B10&sort=1130;asc&

    我将该主题转给传感团队、以获得有关选择 INA 的帮助。  

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    Paul、

    一个选项是 INA EVM 登录页面 。  用户指南相当详细地解释了如何使用它:《  INA EVM 用户指南》 

    评估任何器件的另一种可能方法是使用 DIP 适配器卡和手动连接的分立式组件:  https://www.ti.com/tool/DIP-ADAPTER-EVM 

    我希望这对您有所帮助。  

    艺术

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    感谢您的提示答案。 INA EVM 应该会很有用。 不过、您对最适合开始使用此电路板的器件有什么建议吗?

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    您需要低输入偏移电压和低输入偏置电流。 INA333 µV µV Ω/200pA、INA317、µV Ω/200pA、INA111,500 μ A/20pA。 (INA111不适合安装在 EVM 上。)

    您需要什么互阻抗? (INA333/317:2 × 50 kΩ;INA111:2 × 25 kΩ)

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    尚不确定互阻抗、但我现在将看一下 INA333/317和 INA111。 感谢您发送编修。 非常感谢、给了我一个很好的起点。 我将订购一些 EVM 电路板和器件、并开始原型设计、为完整设计做好准备。

    再次感谢、祝您周末愉快。

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    将 INA 用作跨阻放大器(引脚2+3短接并连接到一些偏置电压、光电二极管代替 RG)时、光电流会流经两个输入反馈电阻器、因此输出电压为 REF + iPhoto× 2 × 50 kΩ。 如果您需要不同的互阻抗、则需要选择不同的 INA、但这不是可以轻松搜索的参数。

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    谢谢您的建议。  从我目前计划使用的光电二极管来看、黑暗电流最大为30pA、全光电流通常为4.5uA。 我相信我需要更高的互阻抗、因为我将考虑非常低的光源。

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    INA333会将5 µA 映射到0.5V。MΩ 您需要5V、您需要大约1k Ω 的跨阻、但我怀疑是否存在这样的 INA。

    但是、为什么要使用 INA 呢? 您可以使用 OPA392 (低输入偏置电流)或 TLC2652 (低失调电压)等运算放大器构建普通跨阻放大器。

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    Paul、

    如果您需要更高的跨阻增益、可能需要以分立方式构建输入级。  仪表放大器通常采用相对较低的反馈电阻器、从而更大限度地减少典型电压放大器用例的热噪声。  您可以使用两个运算放大器和两个电阻器以分立方式构建输入、然后使用差分放大器或仪表放大器跟随输入级。  此外、如果 ADC 具有差动输入、您可以简单地将两个运算放大器的输出直接连接到 ADC。

    低偏置电流运算放大器有许多不错的选择。  一种可能是 https://www.ti.com/product/OPA2391 。  这是一个具有极低偏置电流的双通道运算放大器。  这正是为此类应用而设计的。   

    此致、

    艺术

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    我原先以为 INA 是为了精度/低噪声方面,但如果它们都有较低的增益,那么我会按照您的建议。 非常感谢您的支持。 我在数字和高速领域的专长、而模拟领域则是我较为重视的领域。