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Amplificateur très faible courant ?



  1. #1
    Delivereath

    Amplificateur très faible courant ?


    ------

    Bonjour,

    Je cherche actuellement à amplifier un courant alternatif d'une centaine de nanoampère. Comme ce courant sert à effectuer une mesure, il est nécessaire de l'amplifier à plusieurs centaine de millivolts.

    J'utilise actuellement des ampli-op de type LM348N mais je me demande quel est le courant minimum qu'un tel composant peut amplifier sans erreur ?

    Existe-il d'autre méthode permettant une meilleure réalisation ?


    Merci

    -----

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  3. #2
    xouiram

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Bonjour,
    Le LM348N a un courant de polarisation d'entrée max de 100 nA, ce qui est de l"ordre du courant mesuré. Il serait préférable d'utiliser un amp op dont le courant est plus faible. Par exemple le LMC6484 a un courant de polarisation d'entrée de 100 pA. C'est aussi un Quad, rail-to-rail.
    Bonne conception.

  4. #3
    Delivereath

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Merci beaucoup pour cette réponse !

  5. #4
    gcortex

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    ou un TL081 qui fonctionne avec des JFETs

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Delivereath

    Fonctionnement incompréhensible d'un ampli op

    Bonjour,

    Je souhaiterai réaliser une conversion courant -> tension à l'aide d'un ampli op.

    Voici le schéma que j'utilise :



    En théorie la tension aux bornes de la résistance R23 (100 Ohms) devrait être de -1V.

    U2 = -R26 * U1, n'est-ce pas ?

    Lorsque je simule tout est ok.

    Lorsque je fais le test en réel, la tension en sortie devient :

    U2 = R23 * U1. Et j'obtiens donc 100mV en sortie au lieu de -1V. J'ai beau essayé toutes les configurations possibles c'est bien la résistance de sortie qui définit le gain... Je comprends rien.

    Est-ce que qqun peut m'éclairer ?

    Merci

  8. #6
    Delivereath

    Re : Fonctionnement incompréhensible d'un ampli op

    Je viens d'apercevoir un début de réponse.

    Voici le schéma que j'ai utilisé :


    Hors la tension en sortie est une tension à vide. J'ai donc enlever la résistance de mon montage et j'ai mesuré la tension à la sortie de l'ampli op sans résistance de charge.

    Et la magie, j'ai bien 1V.

    Pourtant, deuxième incohérence, j'obtiens 1V quelque soit la valeur de la résistance de gain (résistance en contre-réaction sur l'entrée - de l'ampli op).

    Si qqun avait une idée, parce que là je commence à devenir fou...

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  10. #7
    Delivereath

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    J'ai regardé la datasheet du LMC6484, mais y est inscrit la ligne suivante :

    IB Input Current - Max 200 pA

    Qu'est-ce que cela signifie ? Que le courant en entrée ne peut pas être supérieur à 200 pA ?

  11. #8
    gienas
    Modérateur

    Re : Fonctionnement incompréhensible d'un ampli op

    Bonjour Delivereath et tout le groupe

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    ... Voici le schéma que j'ai utilisé ...
    Pas vraiment!

    Je crois qu'il y a confusion de genres. Si le générateur de courant en est bien un, il n'est pas chargé par la résistance de sortie.

    L'expression de Us devrait être -R*Is

    C'est indépendant de la résistance de charge, en sortie, celle de 100 ohms, à condition de ne pas avoir d'erreur, et de ne pas saturer.

    Edit: attention à l'orientation des flèches, qui ne doit pas être quelconque. Là, dans ton modèle, la sortie est inversée par rapport à mon expression. C'est la loi des mailles, à poser, qui devrait y retrouver ses petits.

  12. #9
    F4DXU

    Re : Fonctionnement incompréhensible d'un ampli op

    Bonjour Delivereath and all,
    Grillé par gienas.
    Comme l'a dit gienas, Vs=-R*Is et étant donné que ton géné de courant, sur le premier schéma, est négatif il est normal que tu trouves en sortie une tension positive (-par- = +).
    Ta résistance de charge est trop petite pour le courant que peut sortir l'AOP.
    Cordialement, Jean-Marc de F4DXU (station radioamateur & pages web)

  13. #10
    gienas
    Modérateur

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Bonjour Delivereath et tout le groupe

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    ... Qu'est-ce que cela signifie ? Que le courant en entrée ne peut pas être supérieur à 200 pA ?
    Le courant d'entrée d'un AOP, c'est un défaut, une tare, un inconvénient. Dans la théorie, on suppose qu'il est nul.

    Là, on te dit qu'il est au maximum, dépendant des échantillons, de 100 pA. C'est une garantie. Tu es en droit de le retourner au fournisseur, si tu constates plus

    L'échantillon que tu achèretas, aura, par exemple 28,33 pA. Il "absorbera" pratiquement toujours la même valeur, quel que soit le montage.


    Ne penses-tu pas que, pour éviter les dispersions, et aussi les doublons que la charte du forum ne permet pas, que ce fil devrait être fusionné avec l'autre, auquel je viens aussi de répondre, et qui concerne un problème de ce convertisseur?

    Si tu avais posé la question sur ce même fil, j'aurais répondu aux deux questions en même temps.

    J'attends cependant ta décision.
    Dernière modification par gienas ; 27/09/2007 à 10h38.

  14. #11
    Delivereath

    Re : Fonctionnement incompréhensible d'un ampli op

    Bonjour et merci pour vos réponses.

    J'ai bien corrigé le générateur de courant et cette fois-ci j'obtiens une tension une tension négative.

    Cependant le gain est encore dépendant de la résistance de charge et non pas de la résistance en contre-réaction.

    Si je comprends bien, avec un courant de 1mA et une résistance de 1 kOhms en contre-réaction, l'ampli-op devrait fournir une tension de -1V en sortie quelque soit la résistance de charge. Donc que je mette une résistance de 100 Ohms, de 1k ou de 10k, la chute de tension dans la résistance devrait toujours être de -1V et donc c'est le courant en sortie de l'ampli op qui va s'adapter à la valeur de la résistance.

    Corriger moi je me trompe complètement...

  15. #12
    Delivereath

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Oui merci de joindre les deux discussions s'il est possible et merci bcp pour ces réponses !

    Voilà, c'est fait
    Dernière modification par gienas ; 27/09/2007 à 11h10.

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  17. #13
    F4DXU

    Re : Fonctionnement incompréhensible d'un ampli op

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    Bonjour et merci pour vos réponses.

    J'ai bien corrigé le générateur de courant et cette fois-ci j'obtiens une tension une tension négative.

    Cependant le gain est encore dépendant de la résistance de charge et non pas de la résistance en contre-réaction.

    Si je comprends bien, avec un courant de 1mA et une résistance de 1 kOhms en contre-réaction, l'ampli-op devrait fournir une tension de -1V en sortie quelque soit la résistance de charge. Donc que je mette une résistance de 100 Ohms, de 1k ou de 10k, la chute de tension dans la résistance devrait toujours être de -1V et donc c'est le courant en sortie de l'ampli op qui va s'adapter à la valeur de la résistance.

    Corriger moi je me trompe complètement...
    Oui mais je ne suis pas sûr que l'AOP en question soit capable de "pousser" dans 100 ohms sans dégradation du signal de sortie. Tu n'est pas obligé de charger autant l'étage de sortie sauf si tu n'as pas le choix mais dans ce cas il faudra modifier le schéma ou trouver un AOP capable de pousser plus fort.
    Cordialement, Jean-Marc de F4DXU (station radioamateur & pages web)

  18. #14
    Delivereath

    Re : Fonctionnement incompréhensible d'un ampli op

    Citation Envoyé par F4DXU Voir le message
    Oui mais je ne suis pas sûr que l'AOP en question soit capable de "pousser" dans 100 ohms sans dégradation du signal de sortie. Tu n'est pas obligé de charger autant l'étage de sortie sauf si tu n'as pas le choix mais dans ce cas il faudra modifier le schéma ou trouver un AOP capable de pousser plus fort.
    Que veux-tu dire par pas capable de pousser dans 100 ohms ? L'AOP doit fournir un courant trop important ?

  19. #15
    gienas
    Modérateur

    Re : Fonctionnement incompréhensible d'un ampli op

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    ... Cependant le gain est encore dépendant de la résistance de charge et non pas de la résistance en contre-réaction ...
    Pour couper court à toute discussion, supprime la, puisqu'elle ne sert à rien.

    Quand ton convertisseur fonctionnera bien, à vide, tu pourras commencer à le charger. Il ne faut pas trop charger, car chaque AOP est défini pour fournir une certaine excursion sur une certaine charge. En 18V, 100 ohms sont exagérés, et "dangereux". L'AOP pourrait ne pas y résister.

  20. #16
    Delivereath

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    C'est bon, j'ai réussi à réaliser la conversion de courant même avec d'autres ampli-op amplifiant le signal après conversion.

    Le problème venait notamment d'un mauvais branchement de la source et du fait de ne pas avoir mis à une masse commune les diverses sources et instruments de mesure.

    Pour l'instant le montage permet de convertir un courant de 1mA en une tension de 1V. Pensez-vous que ce montage (à base de LM348) permette également de convertir des courants de 100nA à 1uA en tensions 1000 fois plus importantes ? En gros, sans changer les composants mais uniquement l'intensité du courant, le montage fournira-t-il la même amplification ?

    La générateur de courant fournit un maximum de 1mA, il m'est donc difficile de tester avec un courant inférieur... Une solution pour le faire ?

    Encore merci.

  21. #17
    F4DXU

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    C'est bon, j'ai réussi à réaliser la conversion de courant même avec d'autres ampli-op amplifiant le signal après conversion.

    Le problème venait notamment d'un mauvais branchement de la source et du fait de ne pas avoir mis à une masse commune les diverses sources et instruments de mesure.

    Pour l'instant le montage permet de convertir un courant de 1mA en une tension de 1V. Pensez-vous que ce montage (à base de LM348) permette également de convertir des courants de 100nA à 1uA en tensions 1000 fois plus importantes ? En gros, sans changer les composants mais uniquement l'intensité du courant, le montage fournira-t-il la même amplification ?

    La générateur de courant fournit un maximum de 1mA, il m'est donc difficile de tester avec un courant inférieur... Une solution pour le faire ?

    Encore merci.
    Attention, le courant d'offset de cet AOP est de l'ordre 50 à 100 nA donc mesurer des courants du même ordre de grandeur n'est pas conseillé.
    Cordialement, Jean-Marc de F4DXU (station radioamateur & pages web)

  22. #18
    Delivereath

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Citation Envoyé par F4DXU Voir le message
    Attention, le courant d'offset de cet AOP est de l'ordre 50 à 100 nA donc mesurer des courants du même ordre de grandeur n'est pas conseillé.
    Quelle différence entre le courant d'offset et le courant de polarisation d'un AOP ? Sachant que ce dernier est le courant en entrée de l'AOP (qui est supposé nul dans un AOP idéal).

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  24. #19
    gienas
    Modérateur

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    ... le montage permet de convertir un courant de 1mA en une tension de 1V ... en tensions 1000 fois plus importantes? ...
    Je "n'ose pas" comprendre

    Serait-ce 1000V? Si c'est bien ça, la réponse est non, sauf ....

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    ... Le générateur de courant fournit un maximum de 1mA, il m'est donc difficile de tester avec un courant inférieur ...
    Je pense à une erreur, car si ce n'est pas le cas, il doit pouvoir être réduit.

    Concernant les courants d'entrée, l'offset c'est la différence entre les deux courants dans les entrées, qui devrait, idéalement, être nulle, mais ne l'est jamais, tout comme la tension d'offset.

    Plus que la différence (l'offset donc), ce qu'il faut, c'est que le courant à amplifier soit très fort par rapport au courant d'entrées. C'est à cette seule condition que le courant d'entrée devient négligeable. Ce n'est pas le cas du LM348, et cela a déjà été indiqué plus haut.

  25. #20
    F4DXU

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    Quelle différence entre le courant d'offset et le courant de polarisation d'un AOP ? Sachant que ce dernier est le courant en entrée de l'AOP (qui est supposé nul dans un AOP idéal).
    C'est la même chose, les AOP ont besoin d'un courant de polarisation en entrée pour fonctionner. Même si dans certains cas ce courant est très faible il peut être très gênant dans le cas ou l'AOP est utilisé à grand gain car cela superpose une erreur au signal de sortie qui peut aller jusqu'à la saturation de l'étage de sortie. C'est pour cette raison que l'on essaie de les rendre égaux en valeur absolue pour qu'il s'annulent entre l'entrée "+" et "-".
    Dans certaines applications il faut aussi que ces courants ne dérivent pas trop avec la température.
    Comme tu l'as dit, ce courant est nul dans le cas d'un AOP parfait mais je ne connais rien de parfait Dans la majorité des cas on peut plus ou moins les supprimer mais il faut que la stabilité soit bonne, c'est tout de même lié au cahier des charges.

    Encore grillé par gienas
    Dernière modification par F4DXU ; 27/09/2007 à 15h25.
    Cordialement, Jean-Marc de F4DXU (station radioamateur & pages web)

  26. #21
    gienas
    Modérateur

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Citation Envoyé par F4DXU Voir le message
    ... Encore grillé par gienas
    C'est le hasard

    Je pense que nos réponses sont complémentaires, et cela ne peut qu'aider Delivereath.

    Je me permets cependant une petite rectification.

    Le courant de polarisation, c'est bien le courant qui entre (ou sort, suivant la technologie ou la polarité des transistors utilisés) dans chacune des entrées du différentiel.

    Ces courants devraient être égaux dans les deux entrées, ce qui n'est, malheureusement jamais vrai.

    On définit donc cette différence, comme l'offset en courant des entrées, que le constructeur garantit en limite de valeur.

    De la même manière, en tension, une différence nulle entre les entrées devrait assurer une tension nulle en sortie. Ce n'est pas vrai, il faut décaler en tension une des entrées par rapport à l'autre, pour assurer ce zéro. C'est l'offset en tension, lui aussi garanti de ne pas dépasser.

    Ces offsets peuvent avoir des valeurs positives ou négatives, puisque n'importe quelle entrée peut être décalée, et que l'on est supposé prendre une entrée comme référence.

  27. #22
    Delivereath

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Merci pour ces réponses très complètes.

    J'ai, cette fois-ci, bien compris comment trouver un ampli-op correspondant à ce dont j'ai besoin pour mon application.

    Encore merci.

  28. #23
    F4DXU

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Citation Envoyé par gienas Voir le message
    C'est le hasard

    Je pense que nos réponses sont complémentaires, et cela ne peut qu'aider Delivereath.

    Je me permets cependant une petite rectification.
    Tout juste, il y a une "différence", c'est "l'offset".
    Cordialement, Jean-Marc de F4DXU (station radioamateur & pages web)

  29. #24
    gienas
    Modérateur

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Citation Envoyé par Delivereath Voir le message
    Merci pour ces réponses très complètes ...
    C'est quand même plus facile, et constructif, quand on est à plusieurs

    Nos amis belges ont je crois la devise: "l'union fait la force"

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  31. #25
    Djo00

    Re : Amplificateur très faible courant ?

    Bonjour tout le monde,

    J'ai le même problème que Delivereath, je cherche un montage transimpédance ayant comme entrée un courant très faible ( de l'ordre du 1nA) que je dois amplifier en tension.

    Est ce que vous pouvez me montrer le montage qui fonctionne bien svp? vous avez utilisé quel AOP?

    Merci d'avance!!!!!

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