Усиление напряжения с высокоимпедансной точки Опции

[norsen]

Господа, у меня такая проблема: нужно усиливать (или повторять) сигнал с высокоимпедансной точки (средняя точка делителя из 2 емкостей, емкости порядка 10 пФ). Соответственно нужен усилитель или буфер с очень высоким входным сопротивлением и с очень малой входной емкостью, т.к. ошибка (по сравнению с работой емкостного делителя без усилителя) должна быть порядка 10E-5. Может ли кто-нибудь посоветовать такой усилитель или идею по его реализации?

[norsen]

Схему, приведенную Вами в посте #31, можно попробовать, вот только какие ключи можно будет использовать при емкостях датчика 10 пФ? Кста, из-за столь малых емкостей придется использовать достаточно высокочастотное Uнак.

Не особо понял, требования к ключам как раз мягкие: сопротивление в замкнутом состоянии может достигать 10 кОм, скорость переключения не критична (главное - обеспечить синхронность), емкости с выводов на землю могут превышать измеряемую - все это не скажется на работе схемы. Так что можно в качестве ключей даже полевики использовать, если микросхем на Т=200 С не найдется. И насчет высокочастотной накачки не вполне уяснил: на схему подается постоянное нипряжение Uref, и в качестве "накачки" выступает управление ключами. В модели управление ключами 20 кГц, схема работает; мне кажется, точность не от этого зависит. Синхронность управления ключами более важна.

Мысль о датчике на более другом принципе у меня мелькала в самом начале треда, я только не стал ее озвучивать.

А может быть и зря.
Хочу напомнить что в подфоруме по Метрологии уже рассматривался вопрос об оптическом датчике перемещения, например таком http://physics.nad.ru/rusensor.htm . В область измерения вводится конец стеклянного оптоволокна. Другой подключен к интерферометру в холодной области. Точность получена - доли микрон (как ни странно ). Где то у меня была информация о конкретном (росийском) производителе такой аппаратуры, если надо, могу поискать.

Спасибо, но, к сожалению. это не подходит: холодная часть так далеко. что ее можно считать не существующей (подробнее просто не могу говорить, а то как бы чего не вышло:-) ). А в горячей такого не сделать.

С точки зрения помехоустойчивости и механики емкостный вариант очень "дубовый", кроме того, позволяет обойтись без моточных изделий и магнитных материалов. По крайней мере, для требуемых точностей. Организовать одну-две изолированых пластины может оказаться проще всего.
Схема из моего поста представляет вариант традиционного подхода для небольших точностей (большие - это Е-6). Перенос принципа на современные компоненты может легко дать 0.1%.
Остальные варианты (кроме нормальных моста и полумоста) для желаемой точности слабоваты по части динамического диапазона. Поверьте работающему с похожей проблематикой 10 лет.
Основная проблема, по-моему, - подбор высокотемпературных электронных компонентов.

Там сложности с тем, куда эти пластины крепить и чем крепить (клеем вроде нельзя. Кроме того, там везде железо, надо как-то экранировать емкость. И места там мало, и конструкция неудобная для емкостного принципа измерений. Меряются не совсем перемещения, а деформации. Это просто сначала было наобум решено, как я понял, что использовать непременно емкости. У нас ведь система начальства инерционная, как и везде, наверно :-), пока передумаем...
С компонентами действительно проблема, но это отдельная тема.

Давайте проведем оценку проекта.
Необходимая точность- 0.1% это значит емкостный дисбаланс 0.01пф.
На частоте 20кГц - диф. напряжение на входе ОУ - 0.2 мкВ при питании от ~5В.

Извините, но это весьма странные цифры, у меня получались совсем другие (0.2 мВ), а не мкВ. Как вы посчитали? (т.е. какую схему взяли для расчетов?)

Неплохо бы, если бы Stanislav или кто хорошо разбирается в усилителях заряда провел бы для них такой же анализ.
И второе - мои сейсмодатчики имеющие уровень собственных шумов ~0.25мкВ в полосе 4кГц чуствуют трансформатор (50Гц) подстанции находящейся в соседнем здании с амплитудой на несколько порядков превышающей шумовую. Аккустический сигнал идет, скорее всего, по коммуникациям т.к. рядом со зданием в земле преобладают другие микросейсмы типа автомобилей, дверей, шагов и разговоров .
В связи с этими шумами не удается получить усиление более 60-70дБ, хотя за городом или тихой ночью можно раскатать до 130-140дБ.
Для чего я это - если частота мех. резонанса Вашей измерительной системы будет более нескольких Гц
- то скорее всего Вы тоже будете ловить весь этот мусор.
Может все таки стоит рассмотреть и другие варианты измерениий?

Не совсем понял последние тезисы. Каков бы ни был вариант измерений, паразитные колебания в исследуемой системе (под исследуемой системой имеется в виду та механическая конструкция, которую надо мерять, не считая датчик) всегда имеют место быть (они физически присущи), и фильтровать их все равно придется.