各位工程师、在这里有一个问题要问、在精密逆变器1：1转换之后的对数放大器输入电路是否可以截断输入电流、例如在电流偏置电路变为0nA 后的输入500nA、 而反向输入也基于从输出中减去的这个500nA、假设输入电流范围为500nA - 100uA、在精密电流偏置电路(偏置为500nA)之后、 然后输入到0 - 99.5对数放大器范围的输入假设输入电流范围为500nA-100uA ,在精密电流偏置电路(偏置到500nA)之后,输入到对数放大器范围是0-99.5uA,我不知道你是否有任何推荐的电路设计!
然后是精密的反向转换电路设计、电阻修改、发现会缩小、不能截断、不知道工程师有没有相关的设计建议。
感谢您的回答和帮助！
期待每个人的回复
感谢您的回复、我想在对数放大器中截断一定范围的光电倍增输出电流、需要截断主要原因是我们进行晶圆缺陷检测、晶圆在有背景电流时没有缺陷、 对数放大器中用于光电转换的背景电流需要减去、因为用于放大较小电压差电流的对数放大器更为明显、可以帮助我们检测40nm 28nm 等小颗粒的缺陷。
例如,激光器光路在晶圆上无缺陷,光电倍增管电流大小为500nA 或其他值,对数放大器截距为1nA,我们进行缺陷检测,对数放大器0-500nA 范围内的对数放大器没有利用, 对于我们的小颗粒的检测难度很大、我们需要用无缺陷的晶圆来切断电流(减去)、然后给出对数放大器进行处理、这样就能有效地获得信噪比高的小颗粒； 因此、我们需要设计一个弱电流偏置电路或减法电路。
下面是晶圆无缺陷时的电流差、修改对数放大器的截距和斜率、减去晶圆无缺陷时的电流。 我们发现、当晶圆无缺陷时、在减去背景电流时、可以获得的小粒信噪比会变得更突出
此致！
曹
嗨、曹
好的、根据我的理解、您可能希望具有1nA 的电流测量分辨率、但您标称拥有高达500nA 的静态/直流电流(偏置光电倍增管)、您会希望忽略该分辨率。
这听起来好像交流耦合解决方案可能是正确的方法；光电倍增管偏置电流是否恒定？ 而1nA 的小型信号是短时间/更高频率？
您能告诉我下面的图纸是否正确吗：
此致、
迈克
感谢您的回复和帮助、您的理解是正确的、由于我们目前的系统还处于研究阶段、所以光电倍增管的偏置电流还没有完全设置一个具体值、因此、我想设计一个电流偏置可调电路来实现、 如果这更难以实现、您可以首先尝试将偏置电流固定在500nA 或5uA。
下图是我们要实现的流程的示意图、为了您的方便和参考、感谢您的奉献和帮助！
尊敬的 CPIN：
我认为这就是您可能要寻找的器件、请参阅随附的仿真。
您可能需要一个500nA 的精密恒流基准。 或者您需要具有双波束光学测量方法。 您可以将差值比起来进行 Δ 测量。 然后、您可以根据系统设置对其进行增益调节。
e2e.ti.com/.../LOG114_5F00_PM-Subtraction-04132024.TSC
OPA192精密运算放大器非常适合您的检测范围。 如果您想要更好的体验、我们可以提供更精确的低噪声运算放大器。 例如、1.00V 基准可能需要 tp 作为超高精度和低漂移电压基准、而且一旦您知道设计内容、我们就可以帮助您识别这些运算放大器。
请告诉我们、这是否可行。
此致！
雷蒙德
嗨、曹
Raymond 给了一个电流源以及如何使用对数放大器的好例子。 放大器的输出。 但是、 如果您需要更高的灵敏度、我想为其添加更多详细信息。 以便在对数放大器上获得高灵敏度。 对于低至1nA 的电流、基准电流也需要在该范围内。 例如、请考虑下面的块：
如果您使用上述电路、并尝试使用500nA 基准电流在500nA 的电流基础上测量1nA、则"测量电流"将为501nA、"减去电流"将为零、"基准电流"将为500nA。 电压将大约改变300uV：
但是、如果您能够将"减去的电流"设置为500nA、并将基准电流更改为10nA、则电压变化会高得多。 下面的数学运算显示了"Iin1"中的电流从1nA 变为2nA、基准电流为10nA
在上面的数学运算中、输出变化为112mV、所以分辨率大大地提高。 因此、您可以设计一个生成"减法电流"的电路、并实现非常高的分辨率、但它必须是高度精确的减法电流。 请记住、流入对数放大器的电流。 必须大于100pA 以避免饱和。 因此、如果"测量电流"-"减去电流"小于100pA、则使用对数放大器。 将进入饱和状态-这 会变得非常困难。 对我来说、如果可以交流耦合、这一切就容易得多。
交流耦合解决方案看起来与下图类似：
我们实际上还有其他使用 TIA 放大器的交流耦合解决方案、这些解决方案旨在消除环境光。 您可以在此处找到相关的示例参考：
您能否确认交流耦合解决方案适合您？
此致、
迈克
嗨，雷蒙德 ，
感谢您的答复、您的建议对我很有帮助、但我希望可以更进一步、输入电流在对数放大器中具有偏置电流供使用、偏置电流的大小可以根据系统项目要求进行调整、 当前可设置为8.4uA、即输入电流在对数放大器输入之后减去偏置电流8.4uA 以进行对数转换、此时假设输入为15uA、参考电流为1nA、 然后对数放大器的电压输出是 Vlogout =0.375*log(15-8.4)/0.001),不知道您对这一侧的电路设计或者案例研究参考是否有建议。
以下两张图片可以帮助您理解：
期待您的回复！
嗨 曹品 ć、
基准电流为1nA，这次假设输入为15uA，则对数放大器的电压输出为 Vlogout =0.375* log (15-8.4)/0.001)
最精确的光学测量如下所示、其中这是一个简化的方框图。 您可能需要使用斩波器来消除光电倍增器的1/f 噪声(考虑如今使用固态 PM 与管类型)。
上面的图像是在透射模式下配置的，并且您的应用程序是在反射模式下配置的。 它是根据啤酒定律来衡量的。
我为该应用提供了超精密电流源。 如果应用使用双波束光学配置、则不需要电流源。 对于低成本解决方案、您需要恒流源、它可以根据应用的调用进行编程。
不知道您是否对这一侧的电路设计或案例研究参考有建议。
双波束光学配置是一种经典的光学测量、用于高性能光学仪器。 我们不相信它有用于感应电路的参考设计、但我们有类似的应用手册、请参阅下面的主题。 您应该花一些时间搜索我们先前的 E2E、它可以在其中找到其他相关建议和技术知识。
我的同事 Mike 是对的、信号检测设计需要将交流信号耦合到 LOG114或 Log200运算放大器中。 如果该设计在前部使用斩波器(对传入的激光束进行斩波)、则必须使用交流信号耦合方法、因为直流反射信号包含更多噪声。 该应用仅关注与参考样品的比例差异。 此外、比例式测量将消除共模噪声、温度、杂散光、不必要的反射和其他不必要的光学干扰。
如果您有其他问题、敬请告知。
此致！
雷蒙德
