在电子技术领域，微电流采集电路是一个关键的研究方向，特别是 I/V 流压转换电路，在诸多检测项目中发挥着重要作用。本文将深入探讨基于阳极伏安法检测溶液中重金属离子项目下的微电流采集 I/V 流压转换电路。
　　近接触到的检测溶液中重金属离子项目，采用阳极伏安法这种电化学方法来检测水质中的微量金属元素含量。其原理是在一定点位下，使待测金属离子部分地还原成金属并溶入微电极或析出于电极的表面，然后向电极施加反向电压，使微电极上的金属氧化而产生微弱的氧化电流，记录氧化过程的电流 - 电压曲线，由于不同种类的离子具有其特定的峰电位和峰电流，从而定性定量分析出待测溶液中重金属离子的种类和浓度。基于此项目需求，我们需要设计电路来检测水质中的微小电流。

　　完整模拟电路

　　电路拆解和分析
　　在模拟电路的仿真环节，我们用一个理想电流信号 1mA 当作被测信号来测试放大效果。为了便于分析，我们忽略掉电路部分所有的电容，得到简化后的电路。现在把放大电路从中间拆解成两个部分来详细分析。
　　级：I/V 转换
　　图中所示电路分为两个挡位，分别对应 S1 和 S3 这两个开关。被测电流源 1mA 通过电阻 R7 或者 R2 输出电压 V1，参考端为运放同相端（根据虚短虚断，反向端电势为 0）。通过计算可以得出 V1 的输出关系：当档位电阻 R 为 10kΩ，输入电流 I 为 1mA 时，输出值 V1 = -I * R = -10V；当档位电阻 R 为 1kΩ，输入电流 I 为 1mA 时，输出值 V1 = -I * R = -1V。需要注意的是，换成档位使 V1 输出 - 10V，在途中电路是不能实现的，原因是因为运放的正负双轨达不到，这里只是用于演示。
　　在图中 V2 的部分上拉了一个 2.048V 的参考电压源 VDC5，V2 用于作为后级电压跟随器的输入。由于 V1 的电压值不会被这参考电压源所影响，我们把 V1 部分电压等效成一个电压源，它和 VDC5 并联。此时，我们直接用叠加定理来算 V2 出的电压值（这里不能直接用电势差来算）。特别注意，解释一下 V2 的电压值为什么只能用叠加定理来计算。可以使用电势差来计算点位电压的前提条件是要在只有一个电源的电路中，对应点的电势会受到电源的影响；而图中，V1 是由电流源和电阻相乘而来的，不受到 VDC5 电压源的影响，所以得把它当成一个电压源看，对于有两个电源的电路，需要用到叠加原理。这就是流压放大转换电路中主要的部分。
　　相关电路图如下：
　　第二级：电压跟随
　　这个电路相对简单，R5 和 C1 构成了一个低通滤波器，在被测信号不理想的情况下滤除掉高频杂波，截至频率为 [此处原文未提及具体频率]。后面就是一个标准的电压跟随器，因为传递的是电压信号，R6 防止过流烧坏器件，跟随效果如下图所示。
　　相关电路图如下：
　　　　实际检测系统优化
　　在前面的电路中我们考虑了理想情况下的输入，但是在真实情况中被测量是带有很多干扰的，我们在上面分析的电路对应位置加入电容。电容的作用有很多，滤波、去耦、积分、定时、阻抗匹配等，这里只讲本电路用到的。
　　级的电容作用：相位补偿
　　在实际中，我们可以把输入端看成是一个电阻和电容的并联，把级的电流源等效下来就是这样。我们在反馈端并联一个电容可以起到相位补偿的作用。输入端 Rin 和 Cs 构成一个低通滤波，造成相位滞后，反馈端的 Cf 和 Rin 又构成一个高通滤波，造成相位超前，这样就补偿了相位。理论计算是有的，但到了设计成熟阶段大部分人都是凭借以前的调试经验。一般对于电容大小的取值要考虑到系统的频响（简单点说加的电容越大，带宽越窄），然后就是振荡问题。如果非要计算，可以看看运放的输入端的分布电容是多大，例如负反馈放大电路就是要保证输入端的那个电阻阻值和分布电容的乘积 = 反馈电阻的阻值和你要加的电容的乘积。
　　加入相位补偿后的级电路图如下：
　　　　第二级的电容作用：滤波
　　这个电容个人习惯往储能角度去思考，如果电压跟随器的两端出现了一个干扰使得两端信号有了一个差值，这个电容能够很好平衡两端电压（这里其实也有点相位补偿的意思）。终经过放大的信号可以通过 AD 采集电路输入到 MCU 中进行处理。
　　相关电路图如下：
　　通过对微电流采集 I/V 流压转换电路的详细分析和优化，我