Une méthode simple pour mesurer le courant dans un circuit électrique consiste à mesurer la chute de tension aux bornes d’une résistance connectée en série avec la charge. Mais lorsque le courant traverse cette résistance, une énergie inutile est générée sous forme de chaleur, elle doit donc être choisie aussi petite que possible, ce qui améliore considérablement le signal utile. Il convient d'ajouter que les circuits évoqués ci-dessous permettent de mesurer parfaitement non seulement le courant continu, mais également le courant pulsé, bien qu'avec une certaine distorsion, déterminée par la bande passante des composants amplificateurs.

Les avantages de ce schéma : mode commun à petite entrée ; les signaux d'entrée et de sortie ont une masse commune ; mise en œuvre technique très simple avec une seule source d'alimentation.

Inconvénients : la charge n'a pas de connexion directe au sol ; il n'y a aucune possibilité de commuter la charge avec une clé dans le pôle négatif ; il existe un risque d'endommagement du circuit de mesure en raison d'un court-circuit.

Mesurer le courant dans le pôle négatif de la charge est assez simple. De nombreux amplificateurs opérationnels standards conviennent à cet effet et sont utilisés pour faire fonctionner des appareils à alimentation unique. Le choix d'un type spécifique d'amplificateur est déterminé par la précision requise, qui est fortement influencée par le décalage zéro de l'amplificateur opérationnel, sa dérive en température et l'erreur d'installation. Au début de l'échelle de mesure, une erreur de conversion importante apparaît, expliquée par la valeur non nulle de la tension de sortie minimale de l'ampli-op. Pour éliminer ce sérieux inconvénient, une alimentation d'amplificateur bipolaire est nécessaire.

Avantages: la charge est toujours mise à la terre ; Le court-circuit dans la charge est immédiatement visible. Inconvénients : Un niveau de tension d'entrée de mode commun assez élevé (et même très élevé) ; le signal de sortie doit être décalé vers un niveau utilisé pour un traitement ultérieur dans le système (en termes simples, référence à la masse).

Dans le circuit de la figure de gauche, vous pouvez utiliser n'importe quel ampli-op adapté à la tension admissible, conçu pour fonctionner avec une alimentation unique et une tension d'entrée de mode commun maximale atteignant le niveau d'alimentation, par exemple, un op -ampli sur le microensemble AD8603. L'alimentation maximale ne doit pas dépasser la tension d'alimentation maximale autorisée de l'ampli-op.

Mais il existe des amplificateurs capables de fonctionner à une tension d'entrée en mode commun nettement supérieure au niveau d'alimentation du circuit. Par exemple, en utilisant l'ampli opérationnel LT1637, illustré dans la figure de droite, la tension peut atteindre un niveau seuil de 44 V avec une tension d'alimentation de seulement 3 V. Les amplificateurs d'instrumentation tels que le LTC2053, le LTC6800 et l'INA337 ont fait leurs preuves. être excellent pour mesurer le courant dans la borne positive de la charge avec une très faible précision. . Il existe également des microcircuits spécialisés, par exemple INA138 et INA168.

Dans la pratique de la radio amateur, pour des conceptions simples et peu coûteuses, des amplificateurs opérationnels doubles de type LM358 conviennent, permettant un fonctionnement avec des tensions jusqu'à 32 V. La figure ci-dessous montre l'un des circuits typiques pour connecter le LM358 en tant que moniteur de courant de charge.

Les circuits ci-dessus sont très pratiques à utiliser dans les alimentations maison pour surveiller et mesurer le courant de charge, ainsi que pour mettre en œuvre des dispositifs de protection contre les courts-circuits. Le capteur de courant peut avoir une résistance très faible et il n’est pas nécessaire d’ajuster cette résistance, comme c’est le cas avec un ampèremètre. Dans le circuit de la figure de gauche, vous pouvez régler la résistance de la résistance de charge R L. Pour réduire la chute de la tension de sortie du bloc d'alimentation, il est généralement préférable d'utiliser la résistance nominale du capteur de courant - résistance R1 dans le circuit de droite, à 0,01 Ohm, tout en modifiant la valeur nominale de R2 à 10 Ohms ou en augmentant la résistance R3 à 10 kOhm.

Introduction

3. Augmenter la linéarité du PNT

4. Étude PNT

Bibliographie

Introduction

Les convertisseurs tension-courant (VCT) sont également un élément important dans les circuits des appareils électroniques analogiques. Sur cette base, divers amplificateurs opérationnels de précision peuvent être fabriqués, dans lesquels le PNT est utilisé comme étage différentiel d'entrée ; Les PNT sont organiquement inclus dans les structures des APN et peuvent être utilisés dans divers circuits de mesure.

1. Les convertisseurs tension-courant les plus simples

Le principe de conversion de tension en courant peut être illustré à l'aide d'un simple étage amplificateur utilisant un seul transistor (Fig. 1). (Notez que la résistance R1 remplit la fonction de connexion du collecteur au bus d'alimentation ; elle a une impédance assez faible et sert de capteur de courant lors de la mesure du courant du collecteur.)

Riz. 1. Le convertisseur tension-courant le plus simple utilisant un seul transistor

Supposons que la tension de polarisation UC soit fournie au transistor par une source de signal UC. Alors l’équation suivante peut être écrite pour le courant d’émetteur IE du transistor :

. (1)

Il est plus simple d'évaluer la qualité de la conversion de la tension d'entrée en courant de sortie (courant de collecteur IK du transistor) en trouvant la pente de la conversion directe S :

à condition qu'un» 1.

Trouver explicitement la dérivée de l'expression (1) est une procédure assez lourde, vous pouvez donc trouver la dérivée dUC/dIk puis prendre l'inverse :

, . (2)

L'expression (2) montre que la qualité de la conversion de la tension d'entrée en courant de sortie dépend de manière significative de la résistance différentielle de l'émetteur du transistor, qui, à son tour, dépend du courant de l'émetteur, et donc de la tension d'entrée. Ainsi, le PNT le plus simple présente deux inconvénients importants :

Non-linéarité de la pente de transformation ;

Manque de capacité à convertir les signaux bipolaires.

2. PNT basé sur des étages différentiels

La conversion des signaux bipolaires peut être réalisée à l'aide d'un PNT basé sur une cascade différentielle avec retour de courant négatif séquentiel dans le circuit émetteur (Fig. 2a).

Riz. 2. Convertisseur tension-courant a) et sa caractéristique de débit b)

Pour le circuit PNT (Fig. 2a), en utilisant la deuxième règle de Kirchhoff, nous pouvons écrire l'équation suivante pour les potentiels nodaux :

, (3)

où jT est le potentiel de température ;

IХ – incrément de courant à travers la résistance R1 lorsqu'elle est exposée à la tension d'entrée UX.

En tenant compte du fait que la différence de tension base-émetteur peut être représentée comme suit :

,

la caractéristique d'écoulement d'un tel lien (Fig. 2b) peut être présentée comme suit :

. (4)

Il est évident que la composante non linéaire de la caractéristique de passage est déterminée par le premier terme de l'expression (4).

Un moyen assez pratique d'estimer l'erreur d'un tel convertisseur due à la non-linéarité peut consister à trouver l'écart de la fonction réelle IХ/I0 (courbe 2 sur la figure 2b) par rapport à son approximation linéaire (courbe 1 sur la figure 1b). A noter que la courbe 2 (Fig. 2b) représente la différence des courants de sortie des collecteurs des transistors à paire différentielle.

L’écart par rapport à la linéarité peut être représenté comme suit :

, (5)

où SX=dIX /dUX – pente de transmission directe, déterminée à partir de l'expression (4) ;

dIX – écart de courant absolu ;

S0 =I0 /U0 – pente de transmission directe avec approximation linéaire ;

I0 – courant de sortie maximum du convertisseur lorsque la tension maximale U0 est appliquée à l'entrée.

Notez que SX(0) = S0, donc :

; (6) , (7)

où rE = jT/I0 – résistance de sortie différentielle des transistors VT1, VT2 du côté émetteur au courant initial I0 ; X=IX/I0.

En remplaçant (6) et (7) dans (8), on obtient :

, (8)

depuis à g<< 1 можно положить IX/I0 »UX/U0.

La formule (5) est valable pour des erreurs de conversion relativement faibles - moins de 2 à 3 %. Dans ce cas, lors de la modélisation, l'écart relatif à la linéarité peut être représenté comme suit :

convertisseur de tension courant

, (8a)

où SMAX est la valeur maximale de la pente dans la section ±U0.

De (8) il résulte que des niveaux d'erreur acceptables (inférieurs à 0,1 %) ne peuvent être atteints que si les conditions suivantes sont remplies : R1/2rE > 500 et une variation relative du courant X.<0,75. Для ПНТ, работающих при питающих напряжениях ±15 В, эти условия могут быть легко реализованы. Для низковольтных схем (при их питании от напряжений меньше ±5 В) выполнение этих условий приведёт к резкому снижению крутизны преобразования входного напряжения в выходной ток, повышению уровня шумов и т.д.

La principale erreur dans la linéarité de la conversion du PNT considéré est due à la dépendance significative du régime de rE au courant de l'émetteur.

3. Augmenter la linéarité du PNT

Comment réduire l’influence de la résistance différentielle de l’émetteur sur le fonctionnement d’un tel PNT ?

Une façon de réduire l’influence de la résistance différentielle des émetteurs des transistors consiste à introduire une rétroaction négative.

Un schéma de circuit simplifié d'un PNT avec des amplificateurs opérationnels dans le circuit de rétroaction est présenté à la figure 3.

Riz. 3. Circuit PNT simplifié avec amplificateurs opérationnels

Dans cette configuration de circuit, une linéarité accrue est obtenue du fait que la différence de tension entre les entrées de l'amplificateur opérationnel a une valeur suffisamment petite, qui ne change pratiquement pas, la valeur de la résistance différentielle de l'émetteur est divisée par la boucle des temps de gain, qui peuvent être décrits par l'expression :

, (9)

où K est le gain en tension de l'amplificateur opérationnel.

À partir de (9), nous pouvons obtenir une expression pour la pente de la conversion de la tension d’entrée en courant :

, (10)

c'est-à-dire que l'influence de la composante non linéaire est affaiblie par un facteur de gain de boucle.

Du point de vue de la linéarité, un tel circuit présente la meilleure linéarité dans la conversion de tension en courant (avec un gain suffisamment important de l'amplificateur opérationnel), ne nécessite pratiquement aucun réglage, mais est assez complexe et possède une bande passante déterminée par l'amplificateur opérationnel.

La figure 4 montre une version assez simple de la mise en œuvre d'un tel circuit dans une conception intégrée. Cependant, comme le montre la figure, elle est très lourde et il n'y a pas de véritables sources de courant sur la figure.

Riz. 4. Circuit PNT avec linéarisation de la pente de conversion due à l'OOS

En relation avec ce qui précède, il est conseillé d'utiliser le circuit PNT (Fig. 4) uniquement dans une conception intégrée. De plus, il ne faut pas oublier que les propriétés fréquentielles d'un tel convertisseur ne seront pas très bonnes par rapport à un PNT à un seul étage différentiel.

Une autre façon d'éliminer la non-linéarité de la transformation est démontrée par le circuit PNT illustré à la figure 5. Cette méthode de compensation de la non-linéarité est devenue assez répandue. Son essence est la suivante : d'une manière ou d'une autre, un courant de compensation se forme, affaiblissant l'influence des changements de rE de l'étage différentiel lorsque le courant de l'émetteur change.

Le schéma PNI fonctionne (Fig. 5) comme suit. Les transistors VT1 et VT6, formant une cascade différentielle, convertissent la tension d'entrée en courant de sortie à l'aide de la résistance R1. Les transistors VT2 et VT5 sont connectés selon un circuit de base commune et transmettent les courants de collecteur des transistors VT1 et VT6 à la sortie avec un coefficient de transfert α » 1. Dans le même temps, lorsque les courants d'émetteur des transistors VT2 et VT5 changent, leur les tensions base-émetteur changent également. Dans ce cas, la différence de tension base-émetteur des transistors VT2 et VT5 change également, et en fonction du signe de l'incrément de tension d'entrée UX, la différence de tension base-émetteur des transistors VT2 et VT5 change également de signe. Une cascade différentielle auxiliaire sur les transistors VT3 et VT4, utilisant la résistance RK, convertit une tension proportionnelle à la différence entre les transistors base-émetteur VT2 et VT5 en un courant qui est envoyé transversalement aux sorties courant du PNT. Puisque dans le circuit PNT de base sur les transistors VT1 et VT6 il y a une composante due à DUBE1,6 de ces transistors, à condition que les transistors VT2 et VT5 soient exactement identiques aux transistors VT1 et VT6, et que les courants des sources de courant de référence soient les mêmes , le choix de la résistance RK peut être compensé par l'influence de DUBE1.6.

Le gain intrinsèque important de l'ampli-op conduit au fait que l'entrée inverseuse est une masse virtuelle, donc le courant circulant à travers la résistance R OS est égal au courant I IN. Par conséquent, la tension de sortie est déterminée par la relation U OUT = -R OS I IN.

Montré sur la Fig. Le circuit 4.3 est bien adapté à la mesure de petits courants - de plusieurs dizaines de milliampères ou moins, jusqu'à des fractions de picoampère. La limite supérieure de courant est limitée par le courant de sortie de l'ampli opérationnel. L'inconvénient du circuit est qu'il ne peut être activé à aucun moment de la boucle de courant, car le courant d'entrée doit être connecté à la terre.

Facteur de conversion

où A V ​​est le gain de l'ampli-op et R EKV est la résistance équivalente entre l'entrée de l'ampli-op et la terre, qui inclut la résistance de la source de courant et la résistance d'entrée différentielle de l'ampli-op.

Impédance d'entrée:

Tension de décalage de sortie :

où U SM.VH est la tension de polarisation d'entrée de l'ampli opérationnel,

I SM, VX - courant de polarisation d'entrée de l'ampli-op.

La limite inférieure du courant mesuré est déterminée par la tension de décalage d'entrée, les courants d'entrée de l'ampli-op et leurs dérives. Pour minimiser les erreurs de circuit, tenez compte des points suivants.

1. Erreurs de compensation.

Pour les faibles courants d'entrée (inférieurs à 1 µA), il est préférable d'utiliser des amplificateurs opérationnels avec des entrées de terrain ayant de faibles courants d'entrée.

Il est nécessaire de s'efforcer de garantir que la condition R EKV >> R OS est satisfaite, sinon la tension de polarisation d'entrée sera encore amplifiée.*

L'erreur associée aux courants d'entrée peut être réduite en incluant une résistance supplémentaire égale à ROS , entre l'entrée non inverseuse et la masse. Dans ce cas, le décalage total d'entrée sera égal à :

U SM.IN + R OS ΔI SM.IN, où ΔI SM.IN est la différence entre les courants d'entrée de l'ampli opérationnel.

Pour limiter le bruit haute fréquence de la résistance supplémentaire et empêcher l'auto-excitation de l'ampli-op, vous pouvez connecter un condensateur shunt (10 nF - 100 nF) en parallèle avec celle-ci.

Soyez prudent lorsque vous travaillez avec des courants très faibles, car des erreurs importantes peuvent être associées aux courants de fuite. Utilisez un anneau de garde (Fig. 4.4) pour vous assurer que les courants de fuite y sont connectés et non à l'entrée du circuit. Les anneaux de sécurité doivent être des deux côtés du plateau. Le panneau doit être soigneusement nettoyé et isolé pour éviter les fuites en surface. Enfin, pour obtenir des courants de fuite très faibles (de l'ordre du picoampère) lors de l'installation des circuits d'entrée, vous pouvez utiliser des supports supplémentaires en plastique fluoré.

Pour réduire la dérive des courants d'entrée avec la température, vous devez limiter la chaleur générée par l'ampli opérationnel lui-même. Pour ce faire, il est préférable de réduire la tension d'alimentation au minimum. De plus, vous ne devez pas connecter une charge à faible résistance à la sortie de l'ampli-op (la résistance totale de la charge doit être d'au moins 10 kOhm).

Lors de la mesure de petits courants, il est préférable d'ajuster la polarisation dans les étapes suivantes du circuit, ou d'utiliser l'approche illustrée à la Fig. 4.7, ce qui ne nécessite pas une sensibilité trop élevée de l'amplificateur.

2. Gagnez des erreurs.

L'ampli opérationnel et la résistance de rétroaction doivent être sélectionnés de manière à ce que A V R EKV >> R OS, sinon des erreurs de gain importantes et une non-linéarité de la caractéristique peuvent se produire. Il est nécessaire de sélectionner des résistances de précision à faible dérive. Il est préférable d'utiliser des résistances très stables à base de métal ou de films d'oxyde métallique. La meilleure conception pour les résistances à haute résistance (supérieure à 1 GOhm) est un boîtier en verre recouvert d'un vernis silicone pour éliminer l'influence de l'humidité. Certaines résistances ont un blindage métallique interne.

Pour éviter d'utiliser des résistances avec des valeurs trop élevées (elles ont une faible stabilité et sont assez chères), vous pouvez utiliser un retour en forme de T (Fig. 4.5).

Cette connexion permet d'augmenter le coefficient de conversion sans utiliser de résistances à haute résistance, mais cela n'est possible qu'avec une réserve suffisante du gain propre de l'ampli-op. Notez que l'installation du circuit doit être effectuée de manière à éviter que le lien en T ne soit shunté par une résistance de fuite, c'est-à-dire assurer une bonne isolation des points A et B. La jonction en T présente un sérieux inconvénient dans la mesure où elle augmente la tension de polarisation de l'ampli-op A1v (R2 + R1)/R1raz, ce qui peut parfois limiter son utilisation.

3. Réponse en fréquence.

La capacité limitée de la source de signal C peut provoquer une instabilité du circuit, en particulier lors de l'utilisation de longs câbles d'entrée. Ce condensateur introduit un décalage de phase dans la boucle de rétroaction de l'ampli-op aux hautes fréquences. Le problème est résolu en connectant un petit condensateur C OS en parallèle avec la résistance R OS , Une illustration graphique de cette méthode est présentée sur la Fig. 4.6.

Le bruit de sortie du circuit se compose de trois composantes principales : le bruit de la résistance R OS , tension de bruit d'entrée de l'ampli opérationnel A1 et courant de bruit d'entrée de l'ampli opérationnel A1.

Pour un ampli-op avec un gain élevé à R OS > 1 MΩ, le bruit généré par la résistance R OS prédomine .

La tension de bruit d'entrée de l'ampli opérationnel est multipliée par le gain de bruit (Figure 4.6). En règle générale, ce coefficient augmente avec l'augmentation de la fréquence, ce qui conduit à l'apparition d'un bruit haute fréquence important.

Le courant de bruit d'entrée de l'ampli opérationnel A1 est multiplié par la valeur de R OS , et apparaît sous cette forme à l'entrée.

5. Interférence.

Les convertisseurs courant-tension à gain élevé sont des circuits très sensibles et à haute impédance. Par conséquent, pour se protéger contre les interférences, ils doivent être enfermés dans un boîtier de blindage. Un bon isolement nutritionnel est important. Enfin, ces circuits peuvent être très sensibles aux vibrations mécaniques.

En figue. La figure 4.7 montre un circuit amplificateur de signal à photodiode. Un potentiomètre est utilisé pour ajuster le décalage.

Les convertisseurs tension-courant (U/I) sont largement utilisés pour transmettre des informations sous forme analogique sur de longues distances. La plupart des appareils de mesure utilisés dans l'automatisation de l'industrie pétrolière ont une sortie courant. Les convertisseurs U/I sont des sources de courant presque idéales. La valeur du courant, qui véhicule des informations sur une certaine grandeur physique (pression, température, niveau), ne dépend pas de la résistance de la ligne de communication (dans certaines limites), ce qui permet d'exclure son influence.

L'une des options de convertisseur est construite sur la base d'un circuit inverseur, dans lequel une charge est activée au lieu d'une résistance.
(Figure 7.5).

Figure 7.5 - Convertisseur tension-courant inverseur

La fonction de conversion peut être facilement obtenue à partir des expressions suivantes

. (7.28)

Ce circuit met en œuvre un retour de courant négatif ; cette circonstance fournit une résistance de sortie élevée du convertisseur

Par conséquent, la modification de la résistance de charge dans une large plage n'affecte pas les valeurs actuelles. . Cependant, la variation possible de la résistance à la charge n’est pas infinie. Il convient de noter que le courant dans la charge est maintenu par la tension
, qui ne peut être supérieur à
. Il s'ensuit que la résistance maximale pouvant être incluse dans la charge sans modifier la fonction de conversion est égale à

. (7.30)

L'inconvénient de ce circuit est la faible résistance d'entrée
, qui est éliminé dans un circuit convertisseur construit sur la base d'une connexion d'ampli opérationnel non inverseuse (Figure 7.6).

Figure 7.6 - Convertisseur tension-courant non inverseur

Ce circuit introduit un retour de courant négatif en série, qui fournit une résistance d'entrée élevée. Le convertisseur a une entrée potentielle et ne charge pas la source de signal, qui peut avoir une résistance d'entrée élevée.

La fonction de transformation peut être obtenue à partir des équations suivantes

, (7.31)

. (7.32)

Très souvent, il est nécessaire d'assurer la transmission d'un courant important sur une distance considérable ; pour cela, vous pouvez utiliser un ampli opérationnel plus puissant ou ajouter un transistor élévateur (Figure 7.7).

Figure 7.7 - Convertisseur tension-courant

avec transistor élévateur

Dans ce schéma
, mais le courant plus de courant de charge par courant de base, ce qui peut ne pas être stable. Pour éliminer cet effet, le transistor bipolaire est remplacé par un transistor à effet de champ à canal isolé. Ses courants de drain et de source sont toujours les mêmes.

7.5. Convertisseur courant-tension

Lors de la mesure du courant, il est important que la résistance d'entrée de l'appareil connecté au circuit soit proche de zéro et n'affecte pas le mode de fonctionnement du circuit. Le convertisseur courant-tension possède cette propriété (Figure 7.8). Le convertisseur possède une entrée de courant et une sortie de potentiel. Cette conclusion peut être tirée en déterminant le type, la méthode d'introduction et la méthode de suppression des commentaires.

Figure 7.8 - Convertisseur courant-tension

Le convertisseur met en œuvre un retour de tension négative avec une méthode d'injection parallèle.

Actuel , se déversant dans un point unégal au courant . Actuel en passant par une résistance , est égal à zéro, car tension
appliquée à la résistance est nulle. Actuel égal au courant , et le courant
= 0 de la condition d'idéalité de l'ampli-op.

La tension de sortie est

. .33)

L'impédance d'entrée du convertisseur est définie comme l'impédance d'entrée de l'amplificateur avec introduction parallèle d'OOS

Le grand gain intrinsèque de O Y fait que l'entrée inverseuse est une masse virtuelle, de sorte que le courant circulant à travers la résistance est égal au courant. Par conséquent, la tension de sortie est déterminée par la relation. Montré sur la Fig. Le circuit 4.3 est bien adapté à la mesure de petits courants - depuis des dizaines de milliampères ou moins jusqu'à des fractions d'ampère. La limite supérieure de courant est limitée par le courant de sortie de l'ampli opérationnel. L'inconvénient du circuit est qu'il ne peut être activé à aucun moment de la boucle de courant, car le courant d'entrée doit être connecté à la terre.

Riz. 4.3. Convertisseur courant-tension avec masse virtuelle.

Facteur de conversion:

où est le gain de l'ampli-op et la résistance équivalente entre l'entrée de l'ampli-op et la masse, qui inclut la résistance de la source de courant et l'impédance d'entrée différentielle de l'ampli-op.

Impédance d'entrée:

Tension de décalage de sortie :

où est la tension de polarisation d'entrée de l'ampli-op, est le courant de polarisation d'entrée de l'ampli-op.

La limite inférieure du courant mesuré est déterminée par la tension d'entrée : polarisation, courants d'entrée de l'ampli-op et leurs dérives. Pour minimiser les erreurs de circuit, tenez compte des points suivants.

1. Erreurs de compensation.

Pour les faibles courants d'entrée (inférieurs à 1 µA), il est préférable d'utiliser des amplificateurs opérationnels avec des entrées de terrain ayant de faibles courants d'entrée.

Il est nécessaire de s'efforcer de garantir que la condition est remplie, sinon la tension de décalage d'entrée sera encore amplifiée.

L'erreur associée aux courants d'entrée peut être réduite en incluant une résistance égale supplémentaire entre l'entrée non inverseuse et la masse. Dans ce cas, le décalage d'entrée total sera égal à la différence entre les courants d'entrée de l'ampli opérationnel. Pour limiter le bruit haute fréquence de la résistance supplémentaire et empêcher l'auto-excitation de l'ampli-op, vous pouvez connecter un condensateur shunt (10 nF - 100 nF) en parallèle avec celle-ci.

Soyez prudent lorsque vous travaillez avec des courants très faibles, car des erreurs importantes peuvent être associées aux courants de fuite. Utilisez un anneau de garde (Fig. 4.4) pour vous assurer que les courants de fuite y sont connectés et non à l'entrée du circuit. Les anneaux de sécurité doivent être des deux côtés du plateau. Le panneau doit être soigneusement nettoyé et isolé pour éviter les fuites en surface. Enfin, pour obtenir des courants de fuite très faibles (de l'ordre du picoampère) lors de l'installation des circuits d'entrée, vous pouvez utiliser des supports supplémentaires en plastique fluoré.

Riz. 4.4. Utilisation d'un anneau de garde pour réduire les courants de fuite.

Pour réduire la dérive des courants d'entrée avec la température, vous devez limiter la chaleur générée par l'ampli opérationnel lui-même. Pour ce faire, il est préférable de réduire la tension d'alimentation au minimum. De plus, vous ne devez pas connecter une charge à faible résistance à la sortie de l'ampli-op (la résistance totale de la charge doit être d'au moins 10 kOhm).

Lors de la mesure de petits courants, il est préférable d'ajuster la polarisation dans les étapes suivantes du circuit, ou d'utiliser l'approche illustrée à la Fig. 4.7, ce qui ne nécessite pas une sensibilité trop élevée de l'amplificateur.

2. Gagnez des erreurs.

L'ampli opérationnel et la résistance de rétroaction doivent être sélectionnés de manière à éviter que des erreurs de gain importantes et une non-linéarité de la réponse puissent se produire. Il est nécessaire de sélectionner des résistances de précision à faible dérive. Il est préférable d'utiliser des résistances très stables à base de métal ou de films d'oxyde métallique. La meilleure conception pour les résistances à haute résistance (supérieure à 1 GOhm) est un boîtier en verre recouvert d'un vernis silicone pour éliminer l'influence de l'humidité. Certaines résistances ont un blindage métallique interne.

Pour éviter d'utiliser des résistances avec des valeurs trop élevées (elles ont une faible stabilité et sont assez chères), vous pouvez utiliser un retour en forme de T (Fig. 4.5). Cette connexion permet d'augmenter le coefficient de conversion sans utiliser de résistances à haute résistance, mais cela n'est possible qu'avec une réserve suffisante du gain propre de l'ampli-op. Notez que l'installation du circuit doit être effectuée de manière à éviter que le lien en T ne soit shunté par une résistance de fuite, c'est-à-dire assurer une bonne isolation des points A et B. La jonction en T présente un sérieux inconvénient dans la mesure où elle augmente la tension de décalage des temps de l'ampli-op, ce qui peut parfois limiter son utilisation.

3. Réponse en fréquence.

La capacité limitée de la source de signal C peut provoquer une instabilité du circuit, en particulier lors de l'utilisation de longs câbles d'entrée. Ce condensateur introduit un décalage de phase dans la boucle de rétroaction de l'ampli-op aux hautes fréquences. Le problème est résolu en connectant un petit condensateur en parallèle avec la résistance ; une illustration graphique de cette méthode est présentée sur la Fig. 4.6.

5. Interférence.

Les convertisseurs courant-tension à gain élevé sont des circuits très sensibles et à haute impédance. Par conséquent, pour se protéger contre les interférences, ils doivent être enfermés dans un boîtier de blindage. Un bon isolement nutritionnel est important. Enfin, ces circuits peuvent être très sensibles aux vibrations mécaniques.

En figue. La figure 4.7 montre un circuit amplificateur de signal à photodiode. Un potentiomètre est utilisé pour ajuster le décalage.

Riz. 4.7. Amplificateur de courant à photodiode.