把1NA~100UA的電流轉(zhuǎn)換成0.1HZ~10KHZ的電流-頻率轉(zhuǎn)換電路

電路的功能

I-F轉(zhuǎn)換器是輸入電流轉(zhuǎn)換成頻率，其工作原理與A-D轉(zhuǎn)換器類似。若在輸入端串聯(lián)電阻，把電流轉(zhuǎn)換成電壓之后，也可作為V-F轉(zhuǎn)換器使用，因而也可看作超寬帶VCO。本電路采用了FET輸入OP放大器，因此可以輸入1NA以上的電流，可用來測(cè)量微弱電流。

電路工作原理

OP放大器A1是積分電路，電流輸入，由積分電容向負(fù)方向積分。A2的輸出電壓被齊納二極管箝位，A2的輸出大約在-5.6V時(shí)反相，TT1導(dǎo)通后，積分電壓迅速輸出，直到+5.6V，使A2反相。A1輸出的上升時(shí)間取決于箝位電壓、電阻R4以及積分電容C1，要縮短上升時(shí)間，可降低輸入電流I1N和降低C1的時(shí)間常數(shù)。

振蕩頻率F0基本上由輸出電流和C1決定，積分輸出的斜率為IIN/C1（V/S），1UA電流為10的負(fù)6次方/800*10的負(fù)12次方=1.25*10的6次方V/S，穿越-5.6~+5.6V的時(shí)間林約是9MS，頻率為111HZ。實(shí)際上必須加上上升時(shí)間，所以振蕩頻率大約為100HZ。

因?yàn)镃1的微調(diào)很困難，所以允許A2的正反饋略有變化，以此進(jìn)行振蕩頻率的校驗(yàn)。，但鋸齒波的振幅會(huì)稍有變化。

由于延長了積分電路的時(shí)間常數(shù)，可以把微弱電流穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換成頻率，這時(shí)頻率下降，測(cè)量時(shí)間加長。

照片A示出輸入端串接1M電阻，輸入+10.00V（IIN=10UA）電壓時(shí)的波形，上側(cè)為積分器A1輸出的波形，上升邊因被E4（5.1K）積分，時(shí)間約為6US，波形的下降邊線性很好，這是使用了積分器的結(jié)果。下側(cè)是電路輸出端的波形，幅度為+5.6V。

元件的選擇

OP放大器A1的輸入偏流1E、失調(diào)電壓及漂移越小，可轉(zhuǎn)換的電流也越小，所以電路選用了FET輸入OP放大器測(cè)試辦法：讓輸入端開路一段時(shí)間，以這時(shí)的電壓為基準(zhǔn)電壓，測(cè)量在規(guī)定時(shí)間內(nèi)電壓的變化量，求出IB或漏電電流，假如在60秒鐘內(nèi)有1V變化，根據(jù)I=C1*（△EO/△L）公式，可以求出電流I=800*10的負(fù)12次方（1/60）≈13PA。

被逆偏置的漏電流如不比輸入電流小得多就會(huì)產(chǎn)生誤差，所以TT1不能用普通硅二極管。可用低漏二極管或象本電路所用J-FET。

調(diào)整

沒有電流源時(shí)，可在輸入端串聯(lián)大電阻，把電壓轉(zhuǎn)換成電流（IIM=F-IN/R）輸入，用VR1調(diào)節(jié)全量程頻率，如果振蕩頻率大于1KHZ/FS，線性就會(huì)變壞。再讓輸入開路，檢查A1輸出的積分值是否改變。

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