Sirkuit berikut adalah konverter arus aktif ke voltase dengan penguatan switchable.
Skema
Tidak diperlihatkan: Input pembalik ditekan rendah melalui resistor 10K saat sirkuit dinyalakan tetapi tidak digunakan. Setiap kali pengukuran sedang dilakukan (termasuk pengukuran kalibrasi di mana IN mengambang), resistor itu terputus.
Persediaan pada sakelar dan opamp analog adalah +/- 11,5 V. Kisaran VOUT tipikal adalah antara -10V dan + 10V.
Tujuan
Rangkaian ini digunakan untuk mengukur arus dalam rentang nanoamp. Beberapa mV pada output signifikan. Offset konstan tidak benar-benar masalah, karena mereka dapat dengan mudah dikalibrasi dengan mengukur output dengan input terbuka dan mengurangkannya dari pengukuran selanjutnya.
Setiap papan memiliki 6 atau lebih dari sirkuit ini.
Komponen
Op amp yang dipilih memiliki arus input offset dan bias yang sangat kecil (<10 pA) dan tegangan offset yang sangat kecil (<1 mV). Ini adalah AD8625AR .
SW1A dan SW1B adalah kutub yang berbeda dari saklar CMOS yang sama (ADG1236). Mereka beralih bersama untuk memilih resistor umpan balik, yang menentukan keuntungan konverter. Arus bocor maksimum adalah 1 nA pada pin sumber dan tiriskan, hidup atau mati. Sakelar yang tidak ditampilkan (untuk menahan masukan pembalik rendah melalui resistor 10K) memiliki kinerja yang serupa. Arus kebocoran tipikal sangat kecil (<0,1 nA).
Masalah
Masalah yang saya alami adalah bahwa dalam beberapa batch papan, beberapa (atau semua) sirkuit ini memiliki offset besar yang membusuk secara perlahan saat dinyalakan. Namun, sebagian besar papan sangat stabil setiap saat, dengan offset kecil.
Offset tipikal pada VOUT dengan IN floating adalah <1 mV. Pada papan yang terserang, offset bisa setinggi 120 mV.
Ketika papan yang terkena dihidupkan, offset akan perlahan (setelah berjam-jam hari) stabil ke ~ 5 mV. Setelah daya dilepas, offset terakumulasi lagi, jadi ketika dinyalakan setelah beberapa hari mati, tinggi kembali.
Setiap papan memiliki banyak sirkuit di atasnya. Dalam batch pertama dari 5 papan, semuanya terpengaruh. Dalam batch berikutnya, tidak ada yang terpengaruh. Dalam batch terbaru, setiap papan memiliki satu sirkuit yang terpengaruh, dan tidak selalu sama.
Pada kasus terburuk, arus bocor maksimum dari semua sakelar analog adalah 1,2nA, menghasilkan offset 12 mV pada pengaturan penguatan tertinggi, jadi saya tidak berpikir itu bisa menjelaskan semua offset yang saya lihat.
Di mana lagi tegangan offset berasal? Apakah ada cacat papan umum yang akan menghasilkan perilaku semacam ini?