Отправлено Леонид Иванович 20 октября 2004 г. 13:02

Требуется измерить ток нагрузки регулируемого источника напряжения +5…+50 В. Ток нагрузки лежит в диапазоне 1 нА – 1 мкА. Нужно обеспечить точность измерения 100 пА. Измеритель тока должен быть включен обязательно в плюсовой провод источника, в земляной его включать нельзя. Искажение напряжения на нагрузке в результате включения измерителя тока не должно превышать 1%. Фактически нужен high side current monitor, но с такими малыми пределами тока. Ток должен быть преобразован в напряжение, которое дальше будет измеряться с помощью 16-разрядного АЦП. Источник способен отдать ток до 50 мА, поэтому от него можно питать некие «плавающие» схемы. Но как это всё реализовать? Все попытки наталкиваются то на одно, то на другое ограничение, не позволяющее получить нужную точность. Что посоветует аналоговое сообщество?

Спасибо.

• Спасибо огромное, даже не надеялся на такую поддержку! — Леонид Иванович   (20.10.2004 18:40, 205 байт)
• Идейка(+) — -=Vit=-   (20.10.2004 17:21, 389 байт)
  • Тоже вариант, позволяет уйти от погрешности установки напряжения. — Леонид Иванович   (20.10.2004 18:29, пустое)
• Ответ: — qq   (20.10.2004 14:34, 214 байт)
  • Что курил? — oam   (20.10.2004 15:16, пустое)
• AD8571 - на его базе делается источник вытекающего тока — Неизвестный   (20.10.2004 14:32, пустое)
  • Рассматривал AD857, но выбрал OPA2340, меньше входной ток и шумы. — Леонид Иванович   (20.10.2004 16:10, пустое)
    • Не годится - большое смещение. Входной ток такой же, как у AD8571. Шумы действительно меньше, но лишь вдвое — Неизвестный   (20.10.2004 16:43, пустое)
      • Да, смещение великовато (а точнее, его температурный дрейф), но то, что шумы у AD8571 всего вдвое меньше, не совсем правильно. — Леонид Иванович   (20.10.2004 17:14, 215 байт)
  • Нарисовал схему — Неизвестный   (20.10.2004 14:54, пустое, картинка)
    • Идея неплохая — -=Shura=-   (20.10.2004 15:19, 201 байт)
      • Там PMOS - погляди на стрелочку, вот еще картинка, где питающий источник сделан на втором ОУ - недорисованы входы, но идея, думаю, ясна — Неизвестный   (20.10.2004 15:48, пустое, картинка)
        • К сожалению, картинка не открывается. Но если Вы имеете в виду схему, аналогичную INA168, то я с нее начинал. — Леонид Иванович   (20.10.2004 16:01, 206 байт)
          • Ну, картинку можно скачать по ссылке. А вот про INA168 я не знаю. Ниже я описал её словами. — Неизвестный   (20.10.2004 16:07, пустое)
            • Картинка не скачивается, нет такого файла :( Не могли бы Вы намылить? — Леонид Иванович   (20.10.2004 16:19, пустое)
              • Отправил — Неизвестный   (20.10.2004 16:34, пустое)
                • Огромное спасибо! — Леонид Иванович   (20.10.2004 16:58, 188 байт)
                  • Зачем же Вам брать такой хреновый MOSFET :-) Вам надо высоковольтные брать — -=Shura=-   (20.10.2004 17:05, 147 байт)
                    • Так какой взять? Высоковольтные, что мне попадались, имеют микроамперные утечки. — Леонид Иванович   (20.10.2004 17:26, пустое)
                      • При Vds близком к максимальному! — -=Shura=-   (20.10.2004 17:44, 65 байт)
                        • P.S. Если хочется нормированный - SI1025 25нА макс. при +25С, 250нА при +80 — -=Shura=-   (20.10.2004 17:50, пустое)
                          • Хочется :-) Да, этот транзистор может подойти, ток утечки при +25° меньше 100 нА. — Леонид Иванович   (20.10.2004 18:37, пустое)
                            • Меньше 25нА :) при 50В, только TP0610K лучше — Неизвестный   (20.10.2004 18:51, пустое)
                          • Аналогично TP0610K от VISHAY — Неизвестный   (20.10.2004 18:30, пустое)
                • Огромное спасибо! — Леонид Иванович   (20.10.2004 16:57, 188 байт)
                  • Там не указан тип MOSFETа. Предполагается, что его утечка не превышает 0.1мкА — Неизвестный   (20.10.2004 17:03, 95 байт)
        • Для PMOS входы ОУ попутаны, или я глючу? — -=Shura=-   (20.10.2004 15:56, пустое)
          • Глючишь :) Кстати, я схему дорисовал — Неизвестный   (20.10.2004 16:04, пустое, картинка)
      • в целом изящно — -=Electrovoicer=-   (20.10.2004 15:40, пустое)
      • в целом изящно — samsung   (20.10.2004 15:40, пустое)
• с потолка: Токовое зеркало. ес-но без тарировки не обойтись — Закусычь   (20.10.2004 13:44, пустое)
• 1 вариант (в течении дня еще подкину) (+) — -=Electrovoicer=-   (20.10.2004 13:25, 240 байт)
  • Спасибо, OPA445 - вещь хорошая. Но не представляю, как собрать дифф. усилитель с CMRR более 100 дБ. — Леонид Иванович   (20.10.2004 15:47, пустое)
  • Попытаюсь описать схему, которая пришла в голову — Неизвестный   (20.10.2004 14:11, 310 байт)
  • ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS Power Supply .................±50V. Так ему истчо и минус нужен, да и надежность низкая, если на пределе будет работать — oam   (20.10.2004 13:31, пустое)
    • ±50V а я предлагаю +50 -5 так чта с запасом — -=Electrovoicer=-   (20.10.2004 13:36, пустое)
      • Common-Mode Voltage Range (V+)–5V. А как будет при несимметричном питании? — oam   (20.10.2004 13:41, пустое)
  • ТщательнЕе надо. На резисторе 1М сколько упадёт? — -=Shura=-   (20.10.2004 13:29, пустое)
    • уж простите при токе 1нА на 1Мом u=ir=10^-9 * 10^6=10^-3 В=1мВ — -=Electrovoicer=-   (20.10.2004 13:33, пустое)
      • А при 1мкА сколько? — -=Shura=-   (20.10.2004 13:36, пустое)
        • ну да. да.... напряжение же нельзя портить.. ну тогда действительно 50Ком и усиление 50 в инструментальном усилителе. под опору 2.500 если... — -=Electrovoicer=-   (20.10.2004 13:39, пустое)
• Ответ: Вариант — oam   (20.10.2004 13:21, 362 байт)
  • Я бы сделал примерно так же за исключением — -=Shura=-   (20.10.2004 15:07, 371 байт)
    • Готовый высоковольтный инструментальник не прокатывает, тем более — Леонид Иванович   (20.10.2004 15:39, 425 байт)
      • INA137 там не при делах - питание жидковато. А вот INA168 - то, что надо. — -=Shura=-   (20.10.2004 16:03, пустое)
        • INA137 допускает синфазное напряжение почти втрое выше напряжения питания. А как Вы предлагаете пристроить current monitor INA168? — Леонид Иванович   (20.10.2004 16:26, пустое)
          • А зачем Вам выше? — -=Shura=-   (20.10.2004 16:32, 198 байт)
            • Идея понятна. Только INA168 имеет динамический диапазон всего 20-26 dB с сохранением приемлемой точности. Вот если LT1787... — Леонид Иванович   (20.10.2004 16:52, пустое)
        • Вот только ток входной у него... кхм... и остальное... не для этой задачи он — -=Electrovoicer=-   (20.10.2004 16:12, пустое)
          • Кого е..т входной ток, если — -=Shura=-   (20.10.2004 16:16, 90 байт)
    • Готовый высоковольтный инструментальник не прокатывает, тем более — Леонид Иванович   (20.10.2004 15:34, 293 байт)
    • А что такое RRIO ? — oam   (20.10.2004 15:13, пустое)
      • Rail-to-Rail Input and Output — -=Shura=-   (20.10.2004 15:16, пустое)
• Ну не вижу особых проблем. Шунт на 50 кОм, падение от 50мкВ до 50мВ — -=Shura=-   (20.10.2004 13:19, пустое)
  • Это если не требуется заземление нагрузки — oam   (20.10.2004 13:51, пустое)
    • Это в любом случае благодаря г-ну Ому :-) — -=Shura=-   (20.10.2004 15:03, пустое)
      • Если Вы ставите измерительный шунт между нагрузкой и землей, нагрузка будет слегка подвешена, что может не устраивать заказчика — oam   (20.10.2004 15:11, пустое)
        • А где я сказал его туда ставить? ;-) — -=Shura=-   (20.10.2004 15:15, пустое)
        • Ответ: — oam   (20.10.2004 15:11, пустое)
  • Кроме шунта, нужно предохранительные пояски, ножки ОУ паять ножками пряио на разъем и почиe хитрости. По моему ALVA давал ссылки на питерский сайт по Analog Device. — misyachniy   (20.10.2004 13:34, пустое)
    • Ну это всё default, Л.И. наверняка и сам знает :-) — -=Shura=-   (20.10.2004 13:38, пустое)