Как сделать входное сопротивление 1 ГОм?, Аналоговые вопросы Опции

[hwdev]

Требвется на входе АЦП сделать входное сопротивление 1 ГОм. Как это сделать? Можно использовать любую схемотехнику.

[NewMaestro]

Требвется на входе АЦП сделать входное сопротивление 1 ГОм. Как это сделать? Можно использовать любую схемотехнику.

Начали 1 Гигаомом, закончили Найквистом... :-)

Такое высокое входное сопротивления в измерительных цепях используется в тех случаях, когда выходное сопротивление источника сигнала большое. Например, при измерениях с резистивных датчиков, мостов и т.д.

Есть такое понятие в аналоговой электронике как электрометрический измерительный усилитель с развязкой от общей шины.

Вот он:




Такая схемка может обеспечить высокий коеффициент усиления входной импеданс порядка нескольких ГОм.

Можно собрать из нескольких прецизионных ОУ, а можно взять готовые. Например INA118 от Texas Instruments. Есть аналогичные вещи у Analog Devices. У таких микрушек коэффициент усиления будет подбираться одним резистором :-) Иногда на входе бывает защита от электростатики.
Ценник естественно повыше чем у отдельных ОУ.

[Herz]

Начали 1 Гигаомом, закончили Найквистом... :-)

Такое высокое входное сопротивления в измерительных цепях используется в тех случаях, когда выходное сопротивление источника сигнала большое. Например, при измерениях с резистивных датчиков, мостов и т.д.

Есть такое понятие в аналоговой электронике как электрометрический измерительный усилитель с развязкой от общей шины.

Вот он:




Такая схемка может обеспечить высокий коеффициент усиления входной импеданс порядка нескольких ГОм.

Можно собрать из нескольких прецизионных ОУ, а можно взять готовые. Например INA118 от Texas Instruments. Есть аналогичные вещи у Analog Devices. У таких микрушек коэффициент усиления будет подбираться одним резистором :-) Иногда на входе бывает защита от электростатики.
Ценник естественно повыше чем у отдельных ОУ.

Вы, похоже, спутали понятия. То, что Вы привели в качестве иллюстрации, называется инструментальным усилителем, электрометрический же - это просто усилитель с очень низким входным током. Такой, например, как ОРА128, OPA129. В свою очередь, инструментальный может быть построен с применением электрометрических, как это и рекомендуется в DS на тот же 128-ой. А "готовый" INA118 - это как раз классический инструментальный, но не электрометрический усилитель.

[NewMaestro]

Вы, похоже, спутали понятия. То, что Вы привели в качестве иллюстрации, называется инструментальным усилителем, электрометрический же - это просто усилитель с очень низким входным током.

Эти понятия я как раз не перепутал и они, кстати, друг другу не противоречат.

Во первых слово инструментальный перекочевало в инженерный русский язык не так давно. Аналоговые деды до сих пор многие не знают этого слова. Скажем, так, литературно это слово и переводится как "измерительный".

То что на английском языке называется "Instrumentation Amplifier", на русском в классике называется "Измерительный усилитель".

А что касается слова "'электрометрический", то оно применяется в русском языке очень-очень давно. Думаю, что еще до появления OPA128.
Видимо, просто понятие "низкий входной ток" в разные времена подразумевало различные численные значения.
Вот по вашему низкий входной ток - это ниже чем сколько?

Если измерительный усилитель, приведенный на схеме имеет импеданс, например, 10 ГОм, то при 5 вольтах на входе входной ток составит 500 пА. Это низкий или высокий ток?? Достаточно такого значения, чтобы назвать усилитель электрометрическим??

10ГОм - как раз такой импеданс имеет INA118.

А вообще импеданс такой схемы определяется в основном K и Rвх.диф. примененных усилителей.
При довольно обычных параметрах K=10e5 и Rвх.диф=1 МОм отдельных ОУ, импеданс результирующего измерительного усилителя получится исключительно высоким - в районе 70 ГОм. (!) Т.е. при тех же 5В входной той ток будет около 70pA. Теперь достаточно?

А если применить прицезионные ОУ от AD OP177 (Kmin=2*10e6; Rвх.дифф.min=45 МОм), в даташите на которые нет слова "'электрометрический", то результат, чисто теоретически, будет еще в 1000 раз лучше. Хотя, тут не знаю, но предполагаю, что импеданса в десятки ТераОм не получится достигунть по каким-нибудь другим (паразитным) причинам. Утечки наверняка будут выше на 1-2 порядка. Но теоретическая цифра для входного тока измерительного усилителя, собранного на OP177, посчитаная мной на основании умных книжек, находится в пределах 2-2.5 * 10e-21 А, т.е. ЗептоАмеры.

Кстати, я не с потолка этот термин взял. Слово "электрометрический" применялось к данной схеме измерительного усилителя доцентом, который меня в иснтитуте учил. :-)

[=AK=]

Эти понятия я как раз не перепутал и они, кстати, друг другу не противоречат.

Согласен, что не противоречат. Электрометрический усилитель может быть инструментальным. А может и не быть инструментальным. Вполне ортогональные понятия.

Инструментальный усилитель - это прежде всего точный усилитель, погрешности которого малы для решаемой задачи. Электрометрический усилитель - это прежде всего усилитель с малыми входными токами (включая токи утечки).

Если измерительный усилитель, приведенный на схеме имеет импеданс, например, 10 ГОм, то при 5 вольтах на входе входной ток составит 500 пА.

Импеданс как правило измеряется на переменном токе, часто - на частоте 1 кГц. Это специально делается для того, чтобы исключить токи утечки и токи смещения входных каскадов.

А вообще импеданс такой схемы определяется в основном K и Rвх.диф. примененных усилителей.
При довольно обычных параметрах K=10e5 и Rвх.диф=1 МОм отдельных ОУ, импеданс результирующего измерительного усилителя получится исключительно высоким - в районе 70 ГОм. (!) Т.е. при тех же 5В входной той ток будет около 70pA. Теперь достаточно?

Нет, недостаточно.
Ток смещения, который требуется входному транзистору, остается неизменным при любой глубине обратной связи. Поэтому, несмотря на высокий входной импеданс, усилитель с биполярными входными транзисторами будет непригоден для применения в качестве электрометрического. Хотя в качестве инструментального будет прекрасно работать в большинстве применений.

Кстати, я не с потолка этот термин взял. Слово "электрометрический" применялось к данной схеме измерительного усилителя доцентом, который меня в иснтитуте учил. :-)

Это не диво. Среди доцентов много халявщиков, наплевательски относящихся к использованию терминов и весьма посредственно разбирающихся в предмете.