Kann ich Hilfe beim Messen der Partikelladung mit einem Oszilloskop erhalten?

Es gibt einen signifikanten, aber leicht behebbaren Fehler in Ihrer Schaltung. Sie haben die negative Versorgung mit 0 V und den nicht invertierenden Eingang Ihres Operationsverstärkers mit 0 V verbunden. Dies bedeutet, dass Sie bei positiv geladenen Partikeln, die auf die Tasse treffen, nichts vom Operationsverstärker sehen, da sein Ausgang unter 0 V gehen möchte (aber dies nicht kann). Probieren Sie auf jeden Fall symmetrische Versorgungen wie + und - 15 Volt aus.

Ein Nebeneffekt der schlechten negativen Schienenverbindung ist, dass viele Operationsverstärker einfach auf den Kopf stellen und scheinbar bescheuerte Ausgangsspannungen erzeugen. Dies ist natürlich Operationsverstärker-abhängig.

Ein weiteres Problem, das auftreten kann, sind die vom Operationsverstärker benötigten Eingangsruheströme. Jeder alte Operationsverstärker funktioniert nicht - Sie müssen einen Operationsverstärker mit extrem niedrigen Eingangsruheströmen wählen, da sonst die Leckage durch den Eingangsschutzwiderstand eine enorme Offset-Spannung erzeugt.

In den 1990er Jahren entwarf ich einen Ionenstrahlkollektor für ein Gasmassenspektrometer (das funktionierte natürlich!) und wir verwendeten die verdammt besten Eingangsleckstrom-Operationsverstärker, die wir finden konnten. ADI produziert einen, der in der Größenordnung mehrerer Fempto-Verstärker liegt und keinen Cent kostet. Ich kann mich jetzt nicht an die Teilenummer erinnern, aber google einfach "ADI fempto amp op amp" und du solltest einen Treffer bekommen.

Ich würde auch in Betracht ziehen, keinen Integrator als Front-End zu verwenden. Ich würde einen Fempto-Amp-Operationsverstärker mit dem 100-MOhm-Widerstand in der Rückkopplung verwenden, auf den Eingangsschutz verzichten (es sei denn, Sie haben sehr gute Gründe, ihn beizubehalten) und dann einen Integrator in dieser 2. Stufe folgen zu lassen Sie können Verwenden Sie ein Reed-Relais oder einen JFET, um den Kondensator bei Bedarf zurückzusetzen. Es ist ein ziemlich gültiger Ansatz, zu smaple, dann zurückzusetzen, aufbauen zu lassen, dann zu sampeln und dann kontinuierlich zurückzusetzen. Wenn das Zurücksetzen kurz ist, hat dies keine wesentlichen Auswirkungen auf die Dinge, gibt Ihnen jedoch die Möglichkeit, den Ausgang nicht in die Stromschienen zu stürzen, wenn zu viel Ladung aufgebaut wird.