基于DMOS管的电荷灵敏前置放大器设计

介绍了一种直流微电流放大器的设计,先通过原理分析,指出应重点注意的一些关键性问题及提高信噪比的途径。并以此设计了实用电路,给出测试方法及测试数据。该放大器具有分辨率高、响应快、漂移低、稳定性好以及价格低廉等优点,非常适合光电流、生物电流及射线电流测量。

热释电探测器的输出信号十分微弱,使得其响应率很低,为了提高响应率就一定要和前置放大器连用,因此前置放大器的噪声对响应率的影响很大。本文从热释电探测器对前置放大器的要求入手,从噪声匹配的方法、无源器件的选取以及放大器的屏蔽与接地三个角度提出如何降低前置放大器的噪声以提高响应率。

目前国际上在前级放大器的发展状况标志着其生产厂家在声频功率放大器制造上的地位,这就是人们常说的hi-fi(hi-fidelity,高保真)效果。国内在高保真音响方面这些年的发展逐步的赶上了欧美,但在核心技术上还是有所差距。本文设计的是一个功放的前级,和功放加一起是一套完整的高保真设备、但又各自具有自己的独立性。

在串列升级在线同位素分离器中,f筒、发射度测量仪、束流剖面扫面仪拾取的束流信号通常是十分微弱的,可以达到pa级。弱束流信号如果不通过前置放大器,很难测量到真实的信号。由于需要使用大量的束流测量装置,使用pa表价格比较昂贵。因而有必要对弱电流测量进行深入和系统的研究,掌握弱电流测量技术,开发稳定可靠、性价比合理的弱电流放大器,使测量系统可以得到稳定可靠的信号。

本文研究、设计了一个可用于mri的低噪声前置放大器.提出了一个3元件的噪声匹配网络方案,用以变换50ω信号源阻抗为fet的最佳源阻抗,以使前置放大器的噪声系数达到最小,并具有可观的增益.实验证明前置放大器输入端在阻抗匹配条件下可获得最大增益但噪声系数不小.用砷化镓场效应管(asga-fet)atf33143作为放大管制作的单级低噪声前置放大器在128mhz(3t)频率上用网络分析仪(hp8712c)测量增益可以达到25db,用噪声系数分析仪(8970b)测量的噪声系数为0.43db.

从pin光电探测器的特性出发,对激光引信前置放大器的形式进行了研究。首先分析了跨阻抗放大器带宽与稳定性之间的关系,建立了跨阻抗放大器的等效噪声模型,然后通过ti-napro6.0软件的计算印证了分析的正确性。根据本文分析设计的激光引信前置放大器可以工作在200mhz以上的带宽。

本文从输入阻抗匹配单元、无源衰减网络、有源放大电路、单片机测频模块及显示装置4个模块设计电路,每一部分电路都实现相应的功能,达到技术要求。设计考虑电路实效性和具备一定的技术先进性。

为使心电图(ecg:electrocardiograph)机简单便携,采用干电池供电模式,提供不高于3v的电压,应用放大器ad623、tlv2254和阻容器件组成心电图机的前置放大器,实现了心电微弱信号的高精度放大、极化电压的快速消除等功能,保证了心电微弱信号的精确和稳定,便于心电图机后续数据采集和分析。同时,由于采用单电源供电,使心电图机供电模式简化,电路更加简单,促进了心电图机进一步向便携式方向发展。

一、光电二极管前置放大器设计

传声器是一种将声信号转变为相应的电信号的电声换能器。驻极体传声器是一种用驻极体材料制造的新型传声器。由于驻极体传声器的输出阻抗很高不能直接与音频放大器相接,需要在传声器内接入一只输入阻抗极高的结型场效应三极管来进行阻抗变换。一些小型的驻极体传声器虽然可以将场效应管集成于传声器内部,但是价格高昂;而传统的前置放大器体积又过于庞大。针对此利用现有的技术条件,设计了一种体积小、成本低廉而性能优良的前置放大器。

基于研制快速准确测量氡及其子体含量的脉冲电离室测氡仪的要求,设计了该仪器的电压灵敏前置放大器,完成了电路设计和成品组装测试。测试结果表明该前置放大器满足核测量仪器的要求。

系统通过采用高速差分运算放大器、程控衰减阵列模块、射频双向模拟开关等芯片相结合的方式,实现了低阻50ω带宽1ghz(-3db),高阻1mω带宽500m(-3db)并实现了2mv/div～5v/div衰减量程,系统还实现了自动量程控制,直流电平自动位移调零控制,最大限度降低了整个系统的失真和漂移,经国家检测中心测试,主要技术指标达到国外同类产品先进水平。

由光电二极管和前置放大器组成

介绍了一种新型高速低噪声器的电荷灵敏前置放大器,该放大器已应用于便携式x射线荧光分析仪中,它具有电路结构简单、性能可靠、线性度较好、输出信号上升时间快、噪声低等特点,有较好的性能价格比。

为了与传感器相匹配,得到放大器的最小噪声系数,本文从对结型场效应管的等效输入电压噪声en及等效输入电流噪声in的分析中,得到结型场效应管的最佳源电阻比双极型晶体管要高出2～3个数量级的结论,并设计制作了一款结型场效应管低噪声前置放大器实用电路。并对其幅频特性、输入阻抗和等效输入电压噪声进行了测量,结果表明其输入阻抗高达71mω,等效输入电压噪声约为0.87nv/(hz)~(1/2),是一种适合于高内阻传感器的较为理想的低噪声前置放大器电路,也可以通过阻抗变换后用于磁力仪等需要低噪声放大的场所。

在对级联网络及结型场效应管的噪声分析基础上,采用结型场效应管等分立元件设计了一款低噪声前置放大器实用电路。并对其幅频特性、输入阻抗和等效输入噪声进行了测量,结果表明其输入阻抗高达71mω,等效输入噪声电压为0.7nv/((hz)~(1/2)),是一种适合于较高内阻传感器的较理想的低噪声前置放大器电路。

五、电荷放大器 电荷放大器主要由一个高增益反向电压放大器和电容负反馈组成。输入端的mosfet 或j-fet提供高绝缘性能，确保极低的电流泄露。 电荷放大器将压电传感器产生的电荷转换为成比例的电压，用来作为监测和控制过程的 输入量。电荷放大器主要由一个具有高开环增益和电容负反馈的mosfet(半导体场效应晶 体管)或jfet(面结型场效应晶体管)的反向电压放大器组成，因此它的输入产生高绝缘阻抗， 会引起少量电流泄漏。忽略rt和ri，输出端电压为： )( 1 1 1 crt r r o ccc ac c q u 对于足够高的开环增益，系数1/ac接近于零。因此可以忽略电缆和传感器的电容，输 出电压仅由输入端电压和量程电容决定。 r o c qu 电荷放大器可看成是电荷积分器，它总是在量程电容两端以大小相等，极向相反的电荷 补偿传感器产生的电荷。量程电容两端

基于smic0.18μm工艺,设计了一款低功耗、低噪声的d类前置放大器。通过对常用运放的结构进行比较,选择了一种开关电容共模反馈电路的两级运放,并加入斩波结构降低噪声。用cadence/spectre仿真器进行仿真,仿真结果表明,该全差分运放的直流开环增益为65db,单位增益带宽为259.7mhz,相位裕度为70°,转换速率为98v/μs,静态功耗为1mw。适合于现代的便携产品应用中。

功率放大器、前置放大器项目参考电路图 1.电源电路图 d1 3n246 1 2 4 3 c3 2.2mf c4 2.2mf c1 330nf c2 330nf c7 1mf c8 1mf c5 100nf c6 100nf u1 lm7812ct linevreg common voltage u2 lm7912ct linevreg common voltage v3 220vrms 50hz 0?? 4 7 t2 ts_pq4_10 5 0 xmm1 8 3 2 1 0 9 探针1,探针1 v:-12.6v v(峰-峰):77.4uv v(有效值):0v v(直流):-12.6v i:-694ua i(峰-峰):1.21ua i(有效值):0a i(直流):-695ua 频率:2.前置放大电路 3.集成

运用fluent软件对伺服阀双喷嘴挡板级进行了三维流场分析,获得了不同喷嘴挡板距的控制压力和恢复流量,运用二次函数拟合得到控制压力与恢复流量的数学模型,并分析了喷嘴挡板内部流道对伺服阀性能的影响。

vigo系统公司生产一种红外探测器／前置放大器组件，其应用包括非接触式测温、自由空间光学通信、激光探测、气体分析和傅里叶光谱学。探测器与一个交流或直流耦合的互跨阻抗或电压前置放大器集成在一起，用这种组件构成的仪器结构紧凑，使用方便，并能产生高信噪比。组件中的探测器为非致冷型或者热电致冷型探测器，其带宽可达250mhz。

为了检测光电探测中微弱的光电信号,分析了放大器噪声产生原因及放大器取得最小噪声系数时对应的最佳源电阻,采用了反相并联放大器法及有源器件的选择上实现噪声匹配,来降低前置放大器的噪声,对电路安装测试表明,反相并联10级放大器,信噪比提高3倍,提出了无源器件及电源对放大器的干扰问题的解决方法。