[mantech 35]

1 час назад, genseq сказал:

Частота считывания - несколько килогерц. Для предварительных расчётов можно ориентироваться на частоту сэмплирования у 24-разрядного АЦП ADS 1235 ($4,8), равную 7,2 kSPS. Скорость прохождения ДНК через пору, определяемая скоростью работы хеликазы, может достигать 450 нуклеотидов в секунду. Т.е. на каждый нуклеотид может приходиться до 16 считываний. Это довольно неплохой показатель. Информации должно хватать для сглаживания зашумлённого тепловыми и прочими помехами графика изменения ионной проводимости нанопоры.

ИМХО, в таком случае более логично использовать микроконтроллер. На нем можно программным способом сделать предварительную фильтрацию, сохранение данных на носитель или передачу в компьютер для окончательной обработки. Это конечно можно и на ПЛИСе сделать, но на МК будет проще и удобнее. ПЛИС - это как правило применение в быстродействующих системах, при этом лучше использовать как можно меньше математики - там важна потоковая скорость, скоростные интерфейсы, где передают гигабитами и десятками гигабит информации...

Изменено 24 октября, 2019 пользователем mantech

[iiv 18]

1 hour ago, Plain said:

Усилитель для измерения 1 фА местная публика может и на LM324 собрать, только без толку, потому как завтра и их запретят. 

позвольте поинтересоваться, а как??? Я еле-еле десятки фА на lmp7721 наблюдаю, но ведь LM324 - это обычный усилитель c 15pA input offset current, разве он может реагировать на столь низкие токи?

[genseq 0]

8 часов назад, iiv сказал:

позвольте поинтересоваться, а как??? Я еле-еле десятки фА на lmp7721 наблюдаю, но ведь LM324 - это обычный усилитель c 15pA input offset current, разве он может реагировать на столь низкие токи?

Еле-еле десятки fA - это именно то, что нужно для предусилителя. Так что спасибо за наводку. Посмотрел описания LMP7721. Стоит около 10 долларов. На каждый канал (126 шт.) будет дороговато, но если ставить только на выходы четырёх 32-канальных мультиплексоров, то может получиться "дёшево и сердито". Правда, мультиплексоры и разводка на плате могут фонить, но с этим, наверное, можно бороться. Если помехи не зашкалят за 1 pA.

 

В результате просматривается следующая схема: плата с LGA/BGA 10х13 -- 4 32-канальных мультиплексора ADG731 -- 4 предусилителя LMP7721 -- чопперный усилитель с 24-разрядным АЦП ADS 1235.

Нужно что-то доработать, или уже пора это нарисовать?        

[iliusmaster 5]

9 часов назад, iiv сказал:

позвольте поинтересоваться, а как??? Я еле-еле десятки фА на lmp7721 наблюдаю, но ведь LM324 - это обычный усилитель c 15pA input offset current, разве он может реагировать на столь низкие токи?

1. Посмотрите в сторону ADA4530-1 или LMC6001. Недавно проводили прбные испытания в электрометре. LMP7721 всех хуже себя проявила, даже в сравнении со старой LMC6001.

2. Для того, чтобы превратить LM324 в классный трансимпедансный усилитель достаточно 2 полевых транзисторов j-fet, 2 биполярных, немного резисторов пару конденсаторов и диодов... В этом случае высоки температурные флуктуации, но при подборе входной пары транзисторов с исполнением в металличесом корпусе и засовывании этой пары в медную трубочку, характеристики можно получить ЛУЧШЕ чем у монолитных ОУ по входному току, но сильно хуже по разбалансу тока и тепловой стабильности. 

5 минут назад, iliusmaster сказал:

Предусилитель на каждый канал! 

Мультиплексоры НЕ СПОСОБНЫ коммутировать с достаточной ВАМ точностью токи величиной даже в ЕДИНИЦЫ пикоампер. Вы же хотите ФЕМТОАМПЕРЫ.(писал вам об этом 3 сообщения назад)

Предусилитель нужен на каждый вход независимо, после уже идет мультиплексор для коммутации напряжения. Поэтому скорее всего в оригинальной конструкции заказная микросхема аналоговая с кучей КМОП трансимпедансных усилителей.  

 

1. 126 ADA4530 - 16*126 = 2016 долларов.

2. Высокоомные стабильные малошумящие сопротивления обратной связи = 600 долларов.

3. Хитрая плата на РОджерсе на верхнем слое или ФАФ для уменьшения токов утечки - 500 долларов

4. 2 т. - работа по созданию платы

5. Мелочь + питание+ монтаж - 1т.

ИТОГО 6100 долларов(как и было озвучено в начале)

[vladec 7]

6 минут назад, genseq сказал:

В результате просматривается следующая схема: плата с LGA/BGA 10х13 -- 4 32-канальных мультиплексора ADG731 -- 4 предусилителя LMP7721 -- чопперный усилитель с 24-разрядным АЦП ADS 1235.

Так нельзя, мультиплексоры убьют слабые сигналы. Сначала усилители -- потом мультиплексоры.

[iiv 18]

 

2 hours ago, iliusmaster said:

1. Посмотрите в сторону ADA4530-1 или LMC6001. Недавно проводили прбные испытания в электрометре. LMP7721 всех хуже себя проявила, даже в сравнении со старой LMC6001.

спасибо! У меня правда 16МГц от 7721 еле-еле хватает, а эти еще медленнее, поэтому я не пробовал...

 

2 hours ago, iliusmaster said:

2. Для того, чтобы превратить LM324 в классный трансимпедансный усилитель достаточно 2 полевых транзисторов j-fet, 2 биполярных, немного резисторов пару конденсаторов и диодов... В этом случае высоки температурные флуктуации, но при подборе входной пары транзисторов с исполнением в металличесом корпусе и засовывании этой пары в медную трубочку, характеристики можно получить ЛУЧШЕ чем у монолитных ОУ по входному току, но сильно хуже по разбалансу тока и тепловой стабильности. 

простите, пожалуйста, но продолжаю не понимать как... Пожалуйста, тыкните носом в какую-то схему как это можно сделать. Засунуть в экран - не проблема - он у меня и так есть из проводящего магнита :)

[iliusmaster 5]

36 минут назад, iiv сказал:

 

спасибо! У меня правда 16МГц от 7721 еле-еле хватает, а эти еще медленнее, поэтому я не пробовал...

 

простите, пожалуйста, но продолжаю не понимать как... Пожалуйста, тыкните носом в какую-то схему как это можно сделать. Засунуть в экран - не проблема - он у меня и так есть из проводящего магнита :)

Дело не в экране, а в тепловой связи кристаллов дифф каскада на полевых транзисторах. Чем одинаковее кристаллы(тарнзисторы из одной партии) и чем лучше между ними тепловая связь, тем меньше дрейф токов, точнее ее разницы. Q1 и Q2 лучше на одном кристалле - подобранная пара. lsk389  в TO-18 через медную трубочку торцами друг к другу. Резисторы r6 r7 r8 r4 r5 - точности и стабильности максимально доступной.

Изменено 25 октября, 2019 пользователем iliusmaster
добавление комментария к картинке

[iliusmaster 5]

21 минуту назад, iliusmaster сказал:

 

 

 

J1, J2 подобраны по начальному току стока и вольт-амперной характеристике.

[iiv 18]

Супер, спасибо большое, iliusmaster,

попробую вместо lmp7721 такую версию, у меня правда в аппаратуре 8 штук 7721, но, надеюсь, как-то впихну термостабилизацию, за одно, возможно смогу дойти до 100МГц, а то на такой частоте приходилось пользовать только ADL5567 забив на малые токи, а это не сильно-то и хорошо было.

 

PS: lsk389 похоже довольно не тривиально доставаемо... Скажите, пожалуйста, а есть что-то аналогичное, что возможно в РФ не запретят ввозить?

[iliusmaster 5]

LSK 389 не совсем с малыми токами.... они малошумящие. Эта схема приведена как общая концепция внешнего дифф каскада на полeвых транзисторах. @Скажите, пожалуйста, а есть что-то аналогичное, что возможно в РФ не запретят ввозить?@ Т

Так вроде вы в Германии обитаете?

По-поводу транзисторов ничего не подскажу полезного. Я использовал отечественные 2П303Г. 

Сейчас выбор отдельных полевых транзисторов JFET не так и большой, почти все поснимали с производства из-за перехода на монолитную технологию и улучшение КМОП процесса, который в настоящее время позволяет делать входные каскады с малыми утечами. 2n4117/2n3452можно попробовать отобрать из кучки. 

На указанные ОГРОМНЫЕ токи в 1 пА не смотрите. Они указаны как самый плохой случай и при напряжении 20 В. Если будет меньше напряжение, тем меньше будет ток, в некоторых даташитах есть график зависимости тока утечки от напряжения. В общем при большом желании что-то подобрать можно.

VishaySmallSignalDiscretes.pdf

[iiv 18]

Спасибо большое, iliusmaster, за очень важные для меня знания! Попытаюсь в этом направлении разобраться!

8 hours ago, iliusmaster said:

Так вроде вы в Германии обитаете? 

да, верно, для местных заказов с комплектацией вроде тьфу-тьфу, проблем нет, но есть же очередь наших русских заказчиков, которых не хотелось бы обижать и говорить что-то про санкции, поэтому я медленно задумываюсь об использовании только такой комплектации, которая бы не подпадала под оные ни здесь, ни там.

[Obam 30]

...ячейки от FLONGLE одноразовые. Т.е. должны выбрасываться после использования. И скоро они (юзанные) будут вполне доступны, причём даже бесплатно. Так что лучше ориентироваться на FLONGLE. Тем более, что моя главная цель - отработка их регенерации и многократного использования...

Благородное занятие...

Мне одному напомнило стираные и сушащиеся полиэтиленовые пакеты "в одной из сверхдержав"? Говорят, подобное проделывали и с кондомами, но тут не застал по возрасту ;-)

[iiv 18]

13 hours ago, Obam said:

Мне одному напомнило стираные и сушащиеся полиэтиленовые пакеты "в одной из сверхдержав"? Говорят, подобное проделывали и с кондомами, но тут не застал по возрасту ;-) 

да, социалистическая система к тому располагает. Сейчас могу провести аналогии с Германией, когда, например, повально технический персонал предпочитают начинать работу с 5 утра, чтоб в час дня сваливать с работы и дома день дохаживать засветло (на освещении экономить), или как в гимназии родители пожмотили разово купить детям калькулятор за 80 евро... Но это офф-топ.

 

Поэтому предлагаю не судить строго ТС, может он на FLONGE одноразовых кошках потренироваться хочет, а потом свою ячейку как биолог забубенит, он же имеет право в открытую это в форуме не говорить, не так ли?

 

PS: Как я понимаю, в РФ эта технология патентами не покрывается, так что ТС имеет полное законное право это производить и продавать :)

[genseq 0]

6 часов назад, iiv сказал:

Поэтому предлагаю не судить строго ТС, может он на FLONGE одноразовых кошках потренироваться хочет, а потом свою ячейку как биолог забубенит, он же имеет право в открытую это в форуме не говорить, не так ли?

Вы совершенно правы. Нужно с чего-то начинать. Можно долго ждать появления отечественных ячеек, но лучше сразу начать с уже готовых (и бесплатных) ячеек FLONGLE. А затевать разработку своих ячеек только после появления электронного гаджета, считывающего с них информацию. И если внешний формат таких ячеек будет соответствовать формату FLONGLE, то это совсем не плохо. Причём их начинку можно сделать и не хуже (или даже и лучше). А если даже с собственной ячейкой ничего не получится, то тоже не смертельно. Будем штопать презервативы ячейки FLONGLE. 

В общем, сейчас всё упирается в электронику. А электроника упирается в то, что 126 предусилителей на каждом канале - это и дорого, и громоздко. И с этим что-то нужно делать. Вариантов может быть несколько. Простейший - затеять разработку специальной ПАИС (т.е. затевать громоздкий проект и искать для него финансирование). Более сложный - пытаться поставить на вход парочку готовых монокристальных 64-канальных мультиплексоров в надежде на то, что они не угробят фемтоамперные токи. И самый сложный - оценить характеристики разных мультиплексоров и выбрать вариант с наименьшими потерями сигнала. Или я опять чего-то не понимаю?

 

[iliusmaster 5]

49 минут назад, genseq сказал:

 

В общем, сейчас всё упирается в электронику. А электроника упирается в то, что 126 предусилителей на каждом канале - это и дорого, и громоздко. И с этим что-то нужно делать. Вариантов может быть несколько. Простейший - затеять разработку специальной ПАИС (т.е. затевать громоздкий проект и искать для него финансирование). Более сложный - пытаться поставить на вход парочку готовых монокристальных 64-канальных мультиплексоров в надежде на то, что они не угробят фемтоамперные токи. И самый сложный - оценить характеристики разных мультиплексоров и выбрать вариант с наименьшими потерями сигнала. Или я опять чего-то не понимаю?

 

Начать нужно с 1-8 предусилителей, чтобы посмотреть характеристики сигналов со "штопанной" ячейки.