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皮可安培计的工艺设计特点介绍
点击次数:129 发布时间:2020-04-22
  皮可安培计测量20fA到20mA的电流,每秒1000个读数的速度进行测量,它具有的10fA的分辨率与高灵敏度,适合于低电流测试场合,而它20mA的量程使它可以测量较高的电流,如测量4-20mA的传感器电流,采用反馈式皮安表,但它仍比类似功能的其它仪表便宜得多,比如光功率计。
  安培计电路原理及设计:对模拟开关、多路复用器、运算放大器和其它IC的评估是对IC测试工程师提出的挑战,典型的测试需要把测试电压或强制电压施加到器件的输入端,并测量导致的任何泄漏电流和偏移电流,这经常是在1pA或更低的级别进行的。低功耗测量电路与缓慢而昂贵的商品化自动测试仪形成了鲜明对比,这种电路能强制很宽的测试电压范围并提供快速稳定。表面贴装元件的广泛使用使它的印制电路板空间要求降低,并使多个测量电路的封装能靠近测试夹具。
  该电路包含强制电压缓冲器/放大器、浮动轨电源、IVC(电流至电压转换器),向待测器件施加强制电压会引发泄漏电流,电路把该泄漏电流转换成与它成比例的输出电压。在该设计中,在直流电下略大于100Ω。在皮可安培计电源线路的50Hz ~ 300Hz范围的频率下,电路的交流阻抗平均值约为10 kΩ,即典型分流电阻IVC的输入电阻(约为10MΩ)的千分之一。电路的100MΩ反馈电阻器R1提供的电流至电压转换比率是分流转换比率的10倍。该设计的稳定速度比分流转换器快得多,并且能在电源线路频率下提供良好的干扰抑制。在测试运算放大器的输入电流时,它还减弱了不需要的分压效应。
  一个得到轻微补偿、增益为3的高压OPA551放大器IC4依靠±30V电源工作,如果待测器件发生灾难性的短路,则保险丝F1会限制来自IC4(它可能带来高达380mA的短路电流)的故障电流,由此防止进一步的损害。使用±30V电源时,电路的这部分消耗的功率低于100mW。恒流稳压“二极管”Q1和Q4提供1mA恒流源,并由晶体管Q2和Q3缓冲。每个稳流二极管都承载45V额定电压,并且这些缓冲器把施加到二极管的电压限制在大约3V,由此提供过压保护。
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