Такой вариант по шумам однозначно хуже.

С учетом вышесказанного, текущая схема:


Необходимо ли вводить ФНЧ для второго ОУ который усиливает по напряжению?
Можно ли использовать расчет емкости конденсатора, как я приводил выше?

Сигнал \ шум можно улучшить ещё на порядок (на мой взгляд) сделав из усилителя интегратор, который и будет элементом ПИ- регулятора.

и этот интегратор не даст мне действительного значения величины тока в данный момент времени, или даст?

Конечно даст - ток как приращение напряжения по времени. Вместо AD825 лучше взять LMP7721.
ЗЫ на вход нужно поставить источник тока противоположенного направления туннельному. (Ну например 10Гом 10в). Можно в качестве источника тока использовать обратнозапертый диод, а его ток регулировать температурой.

AD825 лежит уже передо мной. Не понял насчет источника тока? Зачем мне он, если у меня есть свой "источник тока"?

То что AD825 есть в наличии, это конечно хорошо - с ним вполне можно работать , а заказать другой не помешает.
Источник компенсирующего тока нужен поскольку у интегратора нет сопротивления в цепи обратной связи, а соответственно и шуметь там нечему.
PS Делать лучше на фторопласте. Мы покупали фольгированный на рынке и заказывали платы на своём материале - стоют ровно столько же , только вот с металлизацией проблемы.

Не совсем стала ясна мне структура такого усилителя. Величина туннельного тока меняется со временем, компенсирующий его значение должен меняться так же, что бы суммарная сумма токов равнялась нулю? Если так то за счет чего происходит усиление? Где можно ознакомится со схемой такого преобразователя и принципом его работы или можете рассказать вкратце?

Всё работает точно так же как у Вас сейчас - только пи-регулятор будет во входном интеграторе. Единственная проблема в таком решении, что этот интегратор надо сначала чем-то установить в ноль. Источник тока компенсирует втекающий туннельный ток, чтобы в сумме было ноль. Понятно , что отрабатывать изменения на выходе интегратора будут ваши пьезокерамические актуаторы, а управляющее напряжение и будет полезным сигналом. Ёмкость интегратора может быть очень маленькой - если требуется высокая чувствительность - даже единицы пикофарад, хотя думаю , что лучше взять десятки (это тот конденсатор , что стоит у Вас на ad825 : всё что требуется сделать это убрать резистор 1Мом и приделать управляемый источник тока на вход). Если у Вас например конденсатор 10пф, то изменение туннельного тока на 1на за 10мс даст изменение 10мв, что вполне уверенно регистрируется.

в такой реализации прямое измерение тока невозможно, поскольку система стремится его скомпенсировать до 0, а величина тока пропорциональна напряжению, это хорошо для режимов постоянного тока, но так же приходится измерять в режиме постоянной высоты когда изменяется сам ток, поскольку быстродействие ПИ-регулятора может вносить погрешности при перемещении зонда, как следствие изменение туннельного тока.

p.s. я студент, 1 семестр аналоговой схемотехники в университете, мало дал знаний, основное это самообучение по-этому если я где-то заблуждаюсь просьба меня поправить и строго не судить, спасибо за помощь.

Сообщение отредактировал Silentium - Jan 21 2010, 20:22

Система его конечно скомпенсирует, но вполне за конечное время, ну скажем на 1мс - вот этот импульс и является полезной информацией.

Получается, что если я в указанной выше схеме, убираю только резистор ОС, оставляя конденсатор емкостью 1пФ, после этого интегратора на 1нА тока напряжение на выходе за 1мкс, измениться на 1мВ, я его могу усилить вторым ОУ по напряжению, до любого удобного мне значения. Я правильно понимаю?
Меня только смущает создание компенсирующего тока. Поэтому я и склоняюсь больше к той схеме которую приводил.

Вобщем да, но 1пф это уже много меньше входной ёмкости усилителя и сравнимо со всякими паразитными эффектами. Кроме того усилитель в такой полосе будет шуметь гораздо сильнее чем 1мв. Есть ещё наводки, абсорбция, утечки - это сложный в исполнении, но самый малошумящий метод.

Получается, что можно развести плату с посадочным местом под резистор, но его не устанавливать, и поработать с таким усилителем, если не не удастся создать компенсацию туннельному току, то просто запаять резистор и получиться уже чистый усилитель без интегратора. Но это получается навесным монтажом надо делать, как тогда припаивать цепь ОС?

Можно конечно по-разному делать, но я делаю навесным на смд - входная ножка микросхемы распрямляется (чтобы не касалась платы) и под неё в дырку на плате вставляется конденсатор на другую сторону платы(при этом монтажник плачет). Вход припаивается проводом к этому висячему выводу.
PS у LMP7721 очень хорошая распиновка - позволяет залить верхний слой землёй.