求助，多路光电二极管的信号复用直接用模拟开关可以吗？

季yy

求助，多路光电二极管的信号复用直接用模拟开关可以吗？ [复制链接]

项目上面用到了光电信号转换这块的电路，用的滨松的光电二极管作为传感器，连接到跨阻放大电路的输入端（两级的放大电路）。但是考虑到器件成本问题，多路光电二极管准备采用分时复用的方法。不知道这样的思路是否可行。望坛里有过相关经验的同志多点拨点拨。贴上别人用过的跨阻放大器图纸：

我们的思路就是在光电池进入第一级运放之前，加上几个模拟开关，实现多个光电二极管共用一套信号处理电路分时复用节省一些器件开支。不知道这样的思路可行吗？
下面根据这个图总结了几个小问题请教各位：
①、光电二极管是外接的，本身并不在板子上面。那么请问：由于光电二极管出来的电流基本上是uA级别，在这里需要使用屏蔽线吗？可以用RG174同轴软线+SMA连接座吗（看AD官方的一些评估板有用，外观方面可能会更好一些）？为什么（用射频线代替会不会有什么问题）？
②、第一级跨阻放大部分运放同相端叠加的2.5V然后第二级仪表放大器的时候给消掉的作用是？第二级仪表运放的ref端加一个0.1V偏移电压的作用是？
③、若光电池（可看出电流源）出来的信号可以经过模拟开关传给第一级运放，那么在选择模拟开关的时候应该考虑哪些问题？（模拟开关分时复用的思路不是我想出的，只是布线时候考虑到Guard Ring+漏电流的种种，觉得事情没这么简单，我更倾向于在第一级I/V转换和第二级仪表放大器之间加模拟开关）。。

maychang

“我更倾向于在第一级I/V转换和第二级仪表放大器之间加模拟开关”
你是正确的。

chunyang

光电管电流很弱的话，应先经一定的放大后再复用其余电路，直接复用前端电路会因为模拟开关的离散性和温度参数导致引入误差。光电管连线应该屏蔽，用高频缆当然可以。单电源运放一般都会采用1/2Vcc为偏置，这样才能充分利用运放的输入输出范围。在全直流耦合信号通路中，无所谓什么“减去”，反而应该把信号尽量缩放到ADC的全输入范围，加入的直流偏置很容易用软件算法去除。至于0.1V基准，这个实在不明白设计者的意图，应为昏招。

gmchen

“第二级仪表运放的ref端加一个0.1V偏移电压的作用是？”
估计设计者是考虑到，尽管那个仪表运放是R2R的，但实际上最低输出电压大概是0.1V，加上这个0.1V偏置就可以抵消那个运放最低输出的限制。

gmchen

另外，对设计者的guard ring有些不同意见。
根据楼主提供的图纸，guard ring包围整个第一级运放，而且接地。
如果此guard ring的目的是为了抗干扰，那么这个做法还可以理解。但是，通常在微弱电流测量中 guard ring 的作用是为了防止印板表面由于潮湿等原因引起的漏电造成测量误差，此时按照图纸的做法非但不起作用，还会增加漏电。正确的做法应该是利用运放两个输入端几乎等电位的原理，将guard ring接到2.5V的参考电压上去。而且只要保护运放负输入端一个节点，即guard ring应该将运放负输入端、光电二极管热端、R4C5两个元件的左端以及所有相关导线包围在环内，其他所有节点都应该在环外。
如果需要抗干扰，可以将整个放大器置于屏蔽盒内。

季yy

chunyang 发表于 2018-5-2 18:19
光电管电流很弱的话，应先经一定的放大后再复用其余电路，直接复用前端电路会因为模拟开关的离散性和温度参 ...

谢谢春阳老师点拨。

季yy

gmchen 发表于 2018-5-2 21:44
另外，对设计者的guard ring有些不同意见。
根据楼主提供的图纸，guard ring包围整个第一级运放，而且接地 ...

您对于Gurad ring的点拨让我受益匪浅。由于这个板子的电路是别人的板子上面借鉴的，那个板子有些地方可能也不是特别的细致。但是板子放在机器里面的确是安装了一个屏蔽盒的。后面我画板子的时候得考虑您说的这些点，嘿嘿。谢谢。他这里的R4和C5分别用的金属膜电阻和CBB电容。板子用的四层板，但不是特别的走心。

季yy

maychang 发表于 2018-5-2 17:47
“我更倾向于在第一级I/V转换和第二级仪表放大器之间加模拟开关”
你是正确的。

谢谢张老师的赞赏。嘿嘿

gmchen

季yy 发表于 2018-5-3 09:17
您对于Gurad ring的点拨让我受益匪浅。由于这个板子的电路是别人的板子上面借鉴的，那个板子有些地方可能 ...

在这种微电流测量电路中，保护环是十分重要的，电容用CBB或者云母电容均可，关键是介质吸附效应要低。

椰椰面包条

请问博主 现在是用什么方式去做的 我最近也是这种情况 是20路都需要IV转换 但是要每路都这样处理 器件量大的可怕