微電流的理論大概還有倆篇內容，ADA·4530的評估板和各種工程實踐的合集，后面我就寫具體的制作了。

微弱電流測量-GUARD保護技術

微小電流檢測-nA級

小電流測量雜談

這些文章都是可以參考讀，但是有若干的錯誤，純粹是我沒有搞明白，一般看最新的文章為準，我會及時的糾正之前的一些錯誤。

微電流測量更多的其實是一種工程實踐，測量的原理就兩個反饋法和電容法，然后也有朋友告訴我大動態范圍的對數放大器。

后面交流了不少，如果有需要可以繼續做

我們看看這個ADA的參數吧

因為是電流太小了，所以要考慮這些參數了

正常工作期間，保護環緩沖器 (BUF1) 強迫反并聯二極管上的電壓變為0 V。

電阻R1將保護環緩沖器與可能存在大電容連接的保護引腳屏蔽開來。其標 值為1 kΩ。

保護環緩沖器 (BUF1) 是一個單位增益放大器，其產生輸入共模電壓的低阻抗副本。緩沖器輸入連接到同相輸入端 (IN+)。當主放大器反饋環路建立之后，同相輸入電壓約等于輸入共模電壓。

保護環緩沖器采用與放大器相似的三級架構。保護環緩沖器使用軌到軌輸出級，保護電壓可在供電軌的100 mV范圍內擺動。保護環緩沖器輸出跟隨輸入共模電壓，因此，輸出擺幅會限制保護環緩沖器在輸入共模電壓時的有效性。在輸入偏置電流與共模電壓的關系圖中，輸入 偏置電流在低共模電壓時顯著提高就是這種限制的表現。由于這個原因，不建議在輸入共模電壓比V?供電軌小100 mV 時使用該電路。保護環緩沖器輸出電壓性能會因為負載過大而降低。

對于每 1 nA 負載電流，1 kΩ 輸出電阻會增加 1 μV 的保護電壓誤差。數十nA的負載電流便可將保護環緩沖器失調電壓驅動到額定范圍之外。

因此，建議不要利用保護環緩沖器驅動任何負載，絕緣電阻除外。如果需要更大的驅動強度，可利用一個低失調、低輸入偏置電流運算放大器（如 ADA4661-2）來緩沖保護電壓。

集成式保護環緩沖器用于最大程度地降低PCB設計中的輸入引腳漏電流，減少電路板元件數，簡化系統設計。此外，保護環緩沖器輸出引腳放置在輸入引腳 旁邊，使得保護環的布線更加方便，并且能夠防止輸入、電源和輸出引腳之間的耦合。

要求極低輸入偏置電流和低失調電壓的應 用，包括但不限于：用于各種電流輸出傳感器（如光電二極 管和光電倍增管）的前置放大器應用、質譜分析、色譜分析 以及用于化學傳感器的高阻抗緩沖。

ADA4530-1通常用于兩類電路：緩沖器和跨阻放大器 (TIA)。緩沖器電路適用于測量帶高輸出電阻的電壓輸出傳感器。

傳感器包括pH探針和庫侖分析控制環路中的參考電極 (RE)。

TIA電路適用于將電流輸出傳感器信號轉換為 出電壓。

放大器的輸入電阻是另一個必須考慮的誤差源。輸入電阻通常包括兩部分：差分和共模。

差分輸入電阻由電路的負反饋抑制。ADA4530-1具有足夠高的增益，使得差分輸入電阻太大而無法測量。

共模輸入電阻（以下簡稱為輸入電阻）是更 重要的誤差源。輸入電阻等于輸入電壓變化與輸入偏置電流變化的比值。

該 變化不是由ADA4530-1內部的實際電阻引起的，而是ESD結構上的保護電壓與輸入共模電壓的精度之間的復雜關系引起的；也就是說，輸入電阻隨共模電壓變化而變化。輸入電阻也可能是負值。負輸入電阻意味著輸入偏置電流隨著共模 電壓增加而降低。

輸入電阻對TIA電路的影響要小得多。在該電路中，輸入共模電壓不改變，因此，產生的誤差小到可以忽略不計。輸入電阻影響電路的噪聲增益，進而改變輸入失調電壓誤差。

輸入失調電壓影響TIA電路的方式則不同。TIA的負擔電壓等于輸入失調電壓。此負擔電壓出現在A端和B端之間。將負擔電壓施加于傳感器分流電阻上時，便會產生一個誤差電流。

對于光電二極管等輸出電阻較低的傳感器，該誤差可能很顯著?？紤]一個具有1 GΩ輸出阻抗的傳感器。ADA4530-1的最大50 μV失調電壓可產生50 fA誤差電流。

微弱電流測量-GUARD保護技術，有一種保護技術可將此類要求降低到合理水平。其原理是用另一種驅動到相同電位的導體（保護環）包圍高阻抗導體。如果（高阻抗導體與保護環之間的）絕緣電阻上沒有電壓，那么就不會有任何電流流經其中。

該模型中增加了一個導體 (VGRD)，它 將高阻抗 (A) 節點與不同電壓的低阻抗 (B) 節點完全隔開。

這個是以前的一些做法或者是一個流派，架空流

使用的是這樣的封裝，這么長的腳是套絕緣管的

顯示了一系列電阻值對應的熱噪聲，同時用電壓噪聲和 電流噪聲兩種形式表示。電阻的電流噪聲隨著電阻增大而減小。這一驚人結果說明，必須用高值電阻來測量低水平的電流噪聲。

越大的反饋越帶寬小

電壓傳感器輸出直連到圖中的焊盤A和B。保護環是覆銅形狀，完全包圍從傳感器連接到同相輸入（引腳1）的高阻抗 (A) 走線。

保護環由ADA4530-1 保護環緩沖器（引腳2）通過散熱形狀連接直接驅動。無需連接另一保護環緩沖器輸出（引腳7）。高阻抗走線和保護走線移除了阻焊層，確保保護環與所有表面漏電流路徑形成電氣接觸?；谕瑯拥脑?，應避免在此部分中印刷絲網。

直接開窗，但是這個是緩沖電路的布局

阻焊層（solder mask），是指印刷電路板子上要上綠油的部分。實際上這阻焊層使用的是負片輸出，所以在阻焊層的形狀映射到板子上以后，并不是上了綠油阻焊，反而是露出了銅皮。

PCB板兩面都是銅層，沒有做阻焊的PCB板裸露在空氣中容易被氧化，而變成不良產品，也影響了PCB板的電氣性能。因此，PCB電路板表面上必須要有一層能阻隔PCB與空氣發生氧化反應的保護涂層，而這層涂層就是用阻焊漆材料覆蓋的阻焊層。各種顏色的阻焊漆也應運而生，形成了五顏六色的PCB電路板，而阻焊顏色與PCB板的質量和電氣性能沒有任何關系。

覆銅，就是將PCB上閑置的空間作為基準面，然后用固體銅填充，這些銅區又稱為灌銅。覆銅的意義在于，減小地線阻抗，提高抗干擾能力；降低壓降，提高電源效率；還有，與地線相連，減小環路面積。大面積覆銅，一般也會開幾個槽，緩解銅箔起泡。

A走線與保護環之間沒有大量裸露的絕緣材料。增大此間距以試圖提高絕緣電阻常常適得其反，因為裸露絕緣體往往會積聚壓電或摩擦生電效應產生的表面電荷。這些電荷最終會掃過絕緣體而流向高阻抗導體。此誤差電流的幅度取決于裸露高阻抗絕緣體的面積。A走線與保護環之間有15英寸的間距即足夠。

這個是TIA的設計

保護環的實現方式與緩沖器電路相同。主要區別在于， 反饋電阻 (RF) 的左半部分和反饋電容 (CF) 連接到高阻抗節點。保護環形狀沿著這些無源元件周圍擴展，確保整個高阻抗節點都受到保護。

TIA電路的保護電壓標稱值等于B電壓，故而可以直接由B電壓驅動保護環，而無需使用ADA4530-1保護環緩沖器。用這種方式實現保護環時，請勿連接保護環緩沖器輸出。

保護連接電流輸出傳感器的電纜的典型方法是使用同軸電纜。同軸電纜由內部導線、周圍的絕緣層和包圍絕緣層的編織導線組成。

內部導線用于高阻抗 (A) 端，外部編織屏蔽導線用于低阻抗 (B) 端。這種安排能夠方便有效地保護同軸絕緣電阻，因為A端和B端的標稱電壓相同（連接到TIA接口電路時）。

電壓輸出傳感器更易出問題，因為A端和B端電壓不同。

保護電壓輸出傳感器電纜的典型方法是使用三軸電纜。三軸電纜由內部導線和兩條單獨的編織導線組成。各編織導線通過絕緣層分開。

內部導線用于高阻抗 (A) 端，內編織導線用于保護 (VGRD) 連接，外編織導線用于低阻抗 (B) 端。所有包圍內部導線的絕緣材料都被保護導體完全包圍起來，使得此絕緣層上的壓降為0。

在耦合信號的路徑，一些小的移動摩擦都會引起電容的變化，進而現成電流。

干擾均可通過增加屏蔽體來降低。所謂屏蔽體，是指在高阻抗輸入與干擾源之間增加一塊導電材料。此屏蔽體必須電氣連接到低阻抗源（如信號地）。

若屏蔽體從物理上中斷所有容性耦合路徑，則來自干擾源的所有位移電流都會分流到低阻抗源。屏蔽體的構造幾乎與保護體的構造相同。由于這種相似性， 許多保護結構也能提供屏蔽。主要區別在于，屏蔽體的直流電壓不重要，而保護必須有一個等于高阻抗輸入電壓的電壓。由保護環緩沖器驅動的屏蔽體還有一個優勢，那就是能使高阻抗輸入與屏蔽體之間的電容自舉。這種方法的缺點是保護環緩沖器輸出阻抗為1 kΩ，與信號地或底盤地連接相比，屏蔽效果較差。最有效的系統通常采用“盒中盒”結構：外屏蔽體用地來驅動，內屏蔽體用保護環驅動。

還有一個震動的是要架空然后絕緣。

就是耦合電容直接給的電荷

用大反饋電阻實現高信號帶寬可能需要極其微小的反饋電容才能做到。

陶瓷電容具有足夠高的絕緣電阻和足夠好的介電吸收性能，是靜電計電路的合適選擇。

OK就當月亮失了約，數據手冊就先告一段落，我學了更多的東西日后再說計算的一些東西。

ADA4530-1R-EBZ還預裝有499 Ω的輸出電阻，可以將任何輸出負載和放大器輸出隔離，防止過多的容性負載導致振蕩。-測試板

這個是給的中文設計

下面寫的是低泄露的夾層，上面是反饋電阻，ADG這里是要測量ADC的失調電壓，為了準確。

夾層板的輸出電壓范圍最大為±5V，而 AD7172-2 ADC 的輸入范圍為±2.5 V。10 k?/10 k? 匹配電阻分壓器將夾層板輸出電壓衰減兩倍。為使 ADC 引起的失調誤差最小，ADG1419 單刀雙擲(SPDT)模擬開關將電阻分壓器輸入短接至地，并允許軟件測量 ADC 和電阻分壓器引起的失調誤差。

當使能失調消除功能時，軟件會將測得的失調從讀數中減去。剩下的失調全部是由 ADA4530-1電路引起的。

其中 ADA4530-1 配置為跨阻放大器(TIA)，采用默認的 10 GΩ 玻璃電阻。在此配置中，一條實心線從 SMA 連接器的中心引腳焊接到?IN 焊盤。

SMA 輸入連接器的中心引腳與外屏蔽體之間有 PTFE 電介質。（聚四氟乙烯）該連接器安裝在夾層板底部，PTFE 核心和中心引腳通 頂部突出。由于連接是用架空線通過突出的中心引腳連 接到板頂部的焊盤，因此所有關鍵的高阻抗走線皆位于板頂部，板底部的屏蔽體因而也就不需要。頂部有金屬屏體以防止靜電干擾。

采用 10 GΩ 反饋電阻且輸出電壓范圍為 4.96 V 時，對應 的電流輸入范圍為±496 pA。

對于不需要玻璃電阻所提供的低漏電流性能的應用，可已使用 R2，后者支持 0805、1206、1210 和 2510 四種尺寸的 SMT 電阻。

在該配置中，從夾層板上的 P2 中移除玻璃電阻引腳，用 R2 處的電阻代替。

這個要看實物的

OK，一個板子算是看完了，當然還有garber文件呢！也就是應用筆記，下面這個是用戶手冊，相當于是評估使用。

這個評估板的內容下次寫，看了下細節很多，沒有完全消化完。

這個是一個線上的研討會，靚女直接給介紹

每次看見這個表還是忍不住哇哦

一些測量的應用場景

這個是電離電流

其中的一個測量的需求

17就有這個片子了

還是要說這個保護機制

審核編輯：湯梓紅