运算放大电路的输出偏置、漂移与自动调零问题

SEPIC

使用运放搭建T型网络TIA电路，匹配电流源型探测器，测量亚皮安电流，测量没问题，但是由于漏电流也好，失调电压也好，TIA输出总是有偏置，且每次上电都不一样，过程中可能还有漂移。     
     构思了一种自动调零的思路，TIA输出的信号通过一正一负两路放大后送入ADC采集，并通过一路过零比较器，比较器输出1表示偏置为正，ADC采集同相放大输出，用DAC输出同比例正电压补偿，比较器输出0表示偏置为负，ADC采集反相放大输出，用DAC输出同比例负电压补偿。
     感觉能管用，但又感觉不好用，有信号了怎么办？也太麻烦了，各位有什么好的针对失调和漂移的好办法吗？
% y/ m7 m- @) _2 a/ ?/ B/ C7 d

超級狗

開卷有益！


, \9 \( M+ L% ]  c
哥：
你覺得這種高科技，在這個論壇能問得到解答嗎？
3 [; B4 _4 \5 z3 O0 ^1 b) K# b0 h, ]


( T. h$ p$ o1 Y, g2 S1 ]個人沒做過這麼高檔的產品，僅就微薄知識提供一己之愚見。
2 V8 i! r# ?! U' O4 b  Q; b

• 跨組放大器（TIA = Transimpedance Amplifier）要選得夠好，低飄移（Low Drift）、低輸入偏壓（Low Input Bias）絕對必要！因為您是進行 pA 級量測，最好還是極低飄移（Extreme Low Drift）、極低輸入偏壓（Extreme Low Input Bias）。
• DAC 精度通常沒 ADC 高，飄移（Low）等問題是否也會影響輸出，也是需要注意的地方。
• pA 級量測甚至於連電源噪聲都要非常的小心。
  , z* t7 \/ l6 X6 A. G: g  p

4 L7 r) F' {% Z, h從沒一帖丟出這麼多文檔的！

超級狗

踢哀（TI）技術文檔
Building a Stable DAC External Reference Circuit
/ }5 z" V4 \' \, q
) I5 R# w8 j; {  p: v
, S. U6 [9 r3 a

超級狗

這篇不知是否有用？
4 n& Z! u  g- x! }5 v' r& S# R
/ {) f" v! r' oPicoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor
" {. v( k6 q5 n; ?7 k
& t- q, U( s$ [) k6 j) D+ Z你看它的電路都用鐵盒罩起來，以避免外來的干擾；還用乾電池當電源！

超級狗

ADI 高精度、低噪聲 LDO 方案
- O# l, |/ i9 C
+ I* J$ ^" V% c

SEPIC

超級狗 发表于 2025-8-14 08:05
ADI 高精度、低噪聲 LDO 方案

$ n, f( C% a2 J确实不该寄希望于论坛，不过这里有热心的狗老师，您也没让我失望，感谢狗老师的检索与奉献
$ H$ {( @7 y$ y; [

myiccdream

你这个电路 可不可以用继电器在上电的时候把输入端强行接到GND 以后，ADC读一个漂移值 做为基准
读完以后，在把继电器切到正常的输入端去，然后每次ADC采样到的值 减去基准值

蹦蹦

想问一下你这个pA级别电流是光照射在光电二极管上面产生的吗

myiccdream

- e& n! R+ A+ w% t3 w6 w7 Q; F
PA级别的确实没做过，但是狗哥你说“信號低於環境噪聲，每次做扣除時信號會被一起減掉”，这个有点理解不聊
前端电路 或者 电路本身不能把环境噪声处理干净，难道指望 从 ADC采样的数据 中 ，用算法恢复出 信号？
7 S  U' Y  r; e1 F$ n0 o6 @如果不考虑这个环境噪声的问题， 只考虑 每次失调电压/电流/电压不一样，那就是每次上电校正一次最合适

超級狗

超級狗 发表于 2025-8-13 17:59
這篇不知是否有用？

% R9 `* ^9 I+ ZPicoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor

這裡還有一個號稱能量到 10fA 的，附設計指導及原理圖。

! C6 p# O9 N# g+ S

超級狗

超級狗 发表于 2025-8-13 17:59
這篇不知是否有用？
; p$ s0 x; o7 X2 y  o9 f* q
+ Q4 W+ L& p6 pPicoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor

這個方案有一個坑：
) s3 f2 M" j. g4 W$ |( j它的驗證方式是定電流量測（Constant Current Measurement），時間是 45 秒。
; Y# K, Y- g$ S" }3 q: u9 n9 [4 D
4.3 Constant current measurements
An Agilent B1500A was used to supply a constant input current to the picoammeter for approximately 45 seconds.

& G1 M/ x# v$ W樓主的電路還有過零偵測（Zero Crossing Detection），事情可能沒有我們這群憨人所想的簡單。

  T* U4 Q4 V" F7 `- s
  L6 ]1 `) a5 w: M& V

超級狗

超級狗 发表于 2025-8-13 17:20
開卷有益！

UJES1-14610182.pdf

這篇有提到（文檔在二樓），單層屏蔽纜線（Coaxial Cable）和雙層屏蔽纜線（Triaxial Cable）漏電流（Leakage Current）的差別。
. \0 i5 x8 U& ~& R- g3 ~7 x
& h3 F6 {8 _' Y+ }! M: `

超級狗

9 W" `6 J1 u+ O

超級狗 发表于 2025-8-13 17:20
& p4 d, O/ Q$ D7 c/ F# z" Q* @& }" Y開卷有益！

cn0407.pdf

3 O$ `. k9 H5 k+ {7 K7 [這篇（文檔在二樓）應該挺有幫助的！
* d+ U% V  U' N. L
" A1 S, u$ ~4 Z, s: O: X6 O有開發板及參考設計可買。
" x* f: t0 d; D4 [5 P  @& \9 z* }

超級狗

/ a1 b" h$ |% k6 E+ H1 C

超級狗 发表于 2025-8-14 16:26
( s9 ^) ^) M9 Q$ M1 c  B& k7 fcn0407.pdf
( ~- R. L5 T: o
這篇（文檔在二樓）應該挺有幫助的！

0 X8 \" t* I( `) x夭壽喔～你們看這規格！
0 h. y$ h2 X& i$ y1 g& B
4 {. }1 J) z( T; W4 rADI ADA4530-1
Low input bias current
2 k. b1 P. w# P" R► ±20 fA maximum at TA = 25°C (guaranteed at production test)
- L. Y/ W7 K) N2 C► ±20 fA maximum at −40°C < TA < +85°C
! Z/ Q1 ]; H$ m, M. R► ±250 fA maximum at −40°C < TA < +125°C (guaranteed at production test)
; J/ a+ L9 `9 I# @6 m( D2 d) @

0 c6 _  Q$ d2 |, F0 P

再见海贼王

超級狗 发表于 2025-8-14 18:03
" _+ ?" A! }) ~) I夭壽喔～你們看這規格！
8 `2 o" T& q- A- U& v/ `
. A; S- D* u$ {. Z3 _ADI ADA4530-1

' W6 Z) B7 g5 O! o路过看看神仙怎么打架的