應(yīng)用于低頻微弱信號(hào)檢測(cè)的前置放大電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的領(lǐng)域涉及到微弱信號(hào)的檢測(cè)與分析。微弱信號(hào)通過(guò)各類(lèi)傳感器轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào)，傳感器輸出的電信號(hào)通常頻率較低且十分微弱，需要經(jīng)過(guò)前置放大器放大輸出。在微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)中，前置放大器是整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊，這使得低噪聲高增益放大器的研究成為一個(gè)重要課題。本文的主要目的是設(shè)計(jì)一款適用于傳感器輸出信號(hào)放大的高增益、低噪聲、輸出無(wú)失真的前置放大電路。
　　本文從放大傳感器輸出的微弱信號(hào)出發(fā)，提出了放大電路的設(shè)計(jì)

2、指標(biāo)。通過(guò)對(duì)常用的集成放大電路優(yōu)缺點(diǎn)分析，提出了使用結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管作為輸入器件設(shè)計(jì)噪聲性能更高的放大電路方案。在具體的電路設(shè)計(jì)中使用優(yōu)先考慮噪聲特性的設(shè)計(jì)方法：先確定滿足噪聲要求的輸入級(jí)器件，選定合適的工作點(diǎn)，設(shè)計(jì)偏置電路，確定有源器件的電路組態(tài)，最后設(shè)計(jì)反饋網(wǎng)絡(luò)和補(bǔ)償電路。這種設(shè)計(jì)方法可以使電路做到噪聲最佳。本次設(shè)計(jì)的放大電路由兩級(jí)放大級(jí)聯(lián)構(gòu)成，由于應(yīng)用于低頻環(huán)境下，所以兩級(jí)之間采用直接耦合方式。整個(gè)放大電路主要由輸入級(jí)、輸出級(jí)、偏置電

3、路、反饋電路和補(bǔ)償電路構(gòu)成。
　　完成電路整體設(shè)計(jì)后，使用PSpice軟件對(duì)放大電路整體進(jìn)行電壓增益、瞬態(tài)分析、等效輸入噪聲、共模抑制比等方面的仿真，得出的仿真結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的放大器差模電壓增益為1071倍，上限截止頻率達(dá)到了585kHz，共模抑制比在所要求的工作頻率內(nèi)高于90dB，等效輸入噪聲為納伏級(jí)別，滿足了設(shè)計(jì)要求。為了進(jìn)一步驗(yàn)證放大電路的可行性，制作實(shí)際電路板，對(duì)其進(jìn)行了小信號(hào)輸入-輸出測(cè)試和頻率特性測(cè)試，實(shí)際的測(cè)試結(jié)果表