运算放大电路的输出偏置、漂移与自动调零问题

SEPIC

9 z) n6 i  r  `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。
* M; ^0 o$ t+ ?1 Z5 w     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？
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超級狗

! I& @  c" ?+ x! ^; K. s, \開卷有益！
, G# Q8 E. {! p7 E
3 L- j* l4 _6 N" L. x$ ]
1 v2 |0 M3 W6 H% V, f) G0 w# f! h3 I6 Y5 B3 U
哥：
你覺得這種高科技，在這個論壇能問得到解答嗎？
! J/ o' H, I' W; A9 C

0 n; w* x/ H& l: ^& k
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。
" E# r- X: u, z( @
8 c9 T/ Y; p5 f! U# _

• 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。
  

從沒一帖丟出這麼多文檔的！

2 q" T1 A: T9 F

超級狗

踢哀（TI）技術文檔
. T6 i6 e4 H7 ~8 [* B. XBuilding a Stable DAC External Reference Circuit
2 h" a: ], [, I/ p: r/ c) m8 u6 o

2 U. N7 S! s1 P% k4 J% {: _

超級狗

0 A1 j7 H- Y7 q" X6 n
這篇不知是否有用？
/ K0 q3 {7 O3 p4 Z
1 c/ U6 l7 d; p- NPicoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor
% {5 v# w0 D' u' R; L+ q+ G5 l
( d  y% c" O& [9 S; f1 b, h" f/ @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！

+ ^; M4 Y) @2 l& N; U
2 B% b3 y$ U, @0 s6 f8 G

超級狗

ADI 高精度、低噪聲 LDO 方案
8 m/ R' d) k  G, X4 |; T
1 R% C' ?( ?% p$ v$ _  B6 B' W

SEPIC

超級狗 发表于 2025-8-14 08:05
! Q" K7 T! m, c+ x/ pADI 高精度、低噪聲 LDO 方案

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
# [4 B) V0 O: P/ L/ h5 M

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
& k5 W. O9 _+ M2 ^, x4 h' s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

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？
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？
, D2 N. z/ M) `6 q
4 Q8 @% e% V' z9 Q: [$ z! n$ QPicoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor

- o6 ]1 Q, w9 k4 Z9 a, y這裡還有一個號稱能量到 10fA 的，附設計指導及原理圖。

: g+ S3 `) T5 h% H

超級狗

超級狗 发表于 2025-8-13 17:59
這篇不知是否有用？
" O7 h4 X# b, z1 ~3 e% `7 c
Picoampere Streaming Current Measuring Unit for a Microchip Biosensor

這個方案有一個坑：
它的驗證方式是定電流量測（Constant Current Measurement），時間是 45 秒。

4.3 Constant current measurements
An Agilent B1500A was used to supply a constant input current to the picoammeter for approximately 45 seconds.

+ S7 Z& U1 M2 K8 Y& e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。



6 s0 T( t# _" ~# V# O9 @

超級狗

超級狗 发表于 2025-8-13 17:20
1 u1 c& X! a+ W" t, M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。
. a4 g5 M4 s* E. ^  h) v

超級狗

3 z* b" |) N2 W8 f/ U% d  k

超級狗 发表于 2025-8-13 17:20
開卷有益！

cn0407.pdf
3 m& `: M4 A7 C6 T* I& j7 W5 |) i
這篇（文檔在二樓）應該挺有幫助的！

" H' D& J/ _( O2 V& |3 X0 J有開發板及參考設計可買。

) Y1 L, G# |7 ?5 F( T5 j4 [* d

超級狗

超級狗 发表于 2025-8-14 16:26
( u, q# Z1 z' n3 U* V, c! w. {cn0407.pdf
& e4 s4 L' a4 ?" k- X8 n
$ J7 ?# z, k1 c5 C- Q2 O! Q6 x這篇（文檔在二樓）應該挺有幫助的！

( r8 J& v) ~& m  H4 O5 ]3 R& Y夭壽喔～你們看這規格！
- k; Y7 T* i# E3 n# @7 g
ADI ADA4530-1
Low input bias current
► ±20 fA maximum at TA = 25°C (guaranteed at production test)
► ±20 fA maximum at −40°C < TA < +85°C
► ±250 fA maximum at −40°C < TA < +125°C (guaranteed at production test)

0 d. X; Q4 I) f$ X2 k& [# P

再见海贼王

超級狗 发表于 2025-8-14 18:03
夭壽喔～你們看這規格！
$ }0 a  }4 M4 `6 N; v
ADI ADA4530-1

" x) O3 v' p! w. Y( w- s路过看看神仙怎么打架的