广泛应用于传感器的电流输入型前置放大器

广泛应用于传感器的电流输入型前置放大器

电路的功能

本放大器又称电流-电压转换器，是OP放大器的有效应用实例，由于本电路反相输入端是作为假设地而工作的，可以作为输入电阻极低的电流测量，也可作为各种传感器的前置放大器使用。在本电路输出端增加一个模拟表头，把输入电流转换成电压。则可构成高灵敏度的电流计。

电路工作原理

电路去掉了反相输入端的电阻，在反相放大中电路的工作就是由电路控制的，从信号源流入的电流IIN被送到OP放大器的输出，即IIN=IF。但作为衰减因素要考虑OP放大器的输入偏流IB。

电流-电压转换原理是，在OP放大器的输出输入端加入反馈电阻RF，就可以转换成电压EO（EO=IF*RF）。RF可由RF=EO/I1N的公式求出。假定输出电压1V，满量程输入电流IIN=1UA，则RF=1*10的6次方欧。

下面说明一下与电路基本工作无关的元件。与OP放大器反相输入端串联的电阻R1是限流电阻，在输入过载时，对OP放大器起到保护作用。选用一个大概的值即可。

二极管D1、D2的作用是对正反向电压进行箝位，以使输入到OP放大器的差动电压不至过大。电路进行正常的工作时，可认为它们是假想接地点虚地，不产生电压。

反馈电容C1的作用是在转换微弱电流时衰减其中的噪声成分。但须注意频率响应。零点频率F0由F0=1/2XCF.RF（HZ）公式确定，在选用时要与所需的频率相协调。用于直流时，可采用容量大的电容器获得积分效果。

齐钠二极器ZD1.2的作用是使OP放大器的电源电压稳定到正负5V，减少功耗，抑制芯片内部的温升，减少偏流IM的增量。如果用于普通电路电源电压可为正负15V，这时应骈掉电路中的ZD1.2。

元件的选用

因为流入OP放大器输入端的偏流会产生误差，所以应使流为最大输入电流的1/100~1/1000。如果输入偏流I为100PA，那么10NA全量程转换精度则为1%。

I随周围温度而变，用FET输入型放大器时应予注意。如选用单极型，I小的LT1012，温度特性则可得到大幅度的改善。

反馈电阻RF用RF=EO/IIN的公式求出。输入电流IIN越小，电阻值越高，很难获得性能良好的反馈电阻元件。一般小的产品，而且成本很高。所以当使用500K以上的反馈电阻时，事先要搞清温度系数是多少。

组装注意事项

对数+NA的微弱电流进行转换时，组装则成为重点。一般采用护圈，当电源线与输入线交叉时，如果绝缘电阻