Detección Opamp de voltaje extremadamente pequeño

Los espectrofotómetros a menudo usan un haz de referencia y un haz de muestra. La idea es que, en lugar de tener que detectar estas pequeñas diferencias directamente en presencia de ruido y otras fluctuaciones (por ejemplo, la temperatura), solo se mide la diferencia con respecto al haz de referencia.

Entonces, construye dos conjuntos idénticos de tu aparato, y en uno de ellos coloca una cubeta que contenga solo el solvente. Luego use un amplificador de instrumentación con gran ganancia para amplificar la diferencia entre las salidas TIA de los dos dispositivos. Los amplificadores de instrumentación son amplificadores totalmente diferenciales, por lo que son adecuados para medir esta pequeña diferencia en la presencia de un gran d.c. desplazamiento.

Por supuesto, ya que las dos celdas de absorción no serán completamente idénticas, todavía tendrá un d.c. Compensación para tratar. Pero será mucho más pequeño que de otra manera, y probablemente pueda calibrarlo o compensarlo ajustando la ganancia y el desplazamiento para el TIA de referencia.

En lugar de un Log-Amp, usaría un ADC sigma-delta de 24 bits. Aquí hay algunos ejemplos .

Estos logran una precisión extremadamente alta para la medición de voltaje. Sin embargo, también necesitas una referencia de voltaje precisa.

Además, tenga en cuenta que su LED y fotodiodo son sensibles a la temperatura, por lo tanto, necesitará calibración.

La publicación de un esquema de su circuito puede ayudar a proporcionar respuestas más perspicaces.

Un enfoque sería reducir la corriente al LED de iluminación y aumentar la ganancia del amplificador operacional cuando la concentración de la solución es baja. La reducción de la luz que llega al fotodiodo aumentará el espacio para la amplificación antes de que la salida se acerque al riel. Esto le permite aumentar efectivamente su resolución de baja concentración.

La ganancia adicional se puede obtener con un amplificador operacional básico después del TIA. Esto mantendrá sus costos bajos.

Por supuesto, esto requerirá un segundo procedimiento de calibración para el rango de concentración más bajo.

Implemente un cortador óptico, cambiando entre 2 caminos con el estándar y la muestra de prueba. Luego use el amplificador AC_coupled para aumentar la salida de onda cuadrada.

Esto, como experimento, te permite determinar qué es posible.