便攜式熒光分析儀前置放大器的設(shè)計

熱釋電探測器的輸出信號十分微弱,使得其響應(yīng)率很低,為了提高響應(yīng)率就一定要和前置放大器連用,因此前置放大器的噪聲對響應(yīng)率的影響很大。本文從熱釋電探測器對前置放大器的要求入手,從噪聲匹配的方法、無源器件的選取以及放大器的屏蔽與接地三個角度提出如何降低前置放大器的噪聲以提高響應(yīng)率。

目前國際上在前級放大器的發(fā)展?fàn)顩r標(biāo)志著其生產(chǎn)廠家在聲頻功率放大器制造上的地位,這就是人們常說的hi-fi(hi-fidelity,高保真)效果。國內(nèi)在高保真音響方面這些年的發(fā)展逐步的趕上了歐美,但在核心技術(shù)上還是有所差距。本文設(shè)計的是一個功放的前級,和功放加一起是一套完整的高保真設(shè)備、但又各自具有自己的獨立性。

本文研究、設(shè)計了一個可用于mri的低噪聲前置放大器.提出了一個3元件的噪聲匹配網(wǎng)絡(luò)方案,用以變換50ω信號源阻抗為fet的最佳源阻抗,以使前置放大器的噪聲系數(shù)達(dá)到最小,并具有可觀的增益.實驗證明前置放大器輸入端在阻抗匹配條件下可獲得最大增益但噪聲系數(shù)不小.用砷化鎵場效應(yīng)管(asga-fet)atf33143作為放大管制作的單級低噪聲前置放大器在128mhz(3t)頻率上用網(wǎng)絡(luò)分析儀(hp8712c)測量增益可以達(dá)到25db,用噪聲系數(shù)分析儀(8970b)測量的噪聲系數(shù)為0.43db.

介紹了一種直流微電流放大器的設(shè)計,先通過原理分析,指出應(yīng)重點注意的一些關(guān)鍵性問題及提高信噪比的途徑。并以此設(shè)計了實用電路,給出測試方法及測試數(shù)據(jù)。該放大器具有分辨率高、響應(yīng)快、漂移低、穩(wěn)定性好以及價格低廉等優(yōu)點,非常適合光電流、生物電流及射線電流測量。

雪崩光電二極管(apd)作為探測元件實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換廣泛應(yīng)用于激光脈沖探測技術(shù)中。前置放大器是影響apd激光脈沖探測系統(tǒng)好壞的關(guān)鍵因素,前置放大器的信噪比決定了整個探測系統(tǒng)的信噪比優(yōu)劣。提出了電荷靈敏前置放大器應(yīng)用于apd激光脈沖探測系統(tǒng)以提高探測距離和探測精度的方法。討論了激光脈沖探測技術(shù)和apd特性,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了以結(jié)型場效應(yīng)管和集成運放為主要器件的低噪聲電荷靈敏前置放大器電路并對設(shè)計電路進(jìn)行了實驗分析。實驗結(jié)果表明:將電荷靈敏前置放大器應(yīng)用于apd激光脈沖探測系統(tǒng)可以有效提高系統(tǒng)的信噪比,改善激光探測性能。

一、光電二極管前置放大器設(shè)計

在串列升級在線同位素分離器中,f筒、發(fā)射度測量儀、束流剖面掃面儀拾取的束流信號通常是十分微弱的,可以達(dá)到pa級。弱束流信號如果不通過前置放大器,很難測量到真實的信號。由于需要使用大量的束流測量裝置,使用pa表價格比較昂貴。因而有必要對弱電流測量進(jìn)行深入和系統(tǒng)的研究,掌握弱電流測量技術(shù),開發(fā)穩(wěn)定可靠、性價比合理的弱電流放大器,使測量系統(tǒng)可以得到穩(wěn)定可靠的信號。

電壓靈敏前置放大器

傳聲器是一種將聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號的電聲換能器。駐極體傳聲器是一種用駐極體材料制造的新型傳聲器。由于駐極體傳聲器的輸出阻抗很高不能直接與音頻放大器相接,需要在傳聲器內(nèi)接入一只輸入阻抗極高的結(jié)型場效應(yīng)三極管來進(jìn)行阻抗變換。一些小型的駐極體傳聲器雖然可以將場效應(yīng)管集成于傳聲器內(nèi)部,但是價格高昂;而傳統(tǒng)的前置放大器體積又過于龐大。針對此利用現(xiàn)有的技術(shù)條件,設(shè)計了一種體積小、成本低廉而性能優(yōu)良的前置放大器。

由光電二極管和前置放大器組成

運用fluent軟件對伺服閥雙噴嘴擋板級進(jìn)行了三維流場分析,獲得了不同噴嘴擋板距的控制壓力和恢復(fù)流量,運用二次函數(shù)擬合得到控制壓力與恢復(fù)流量的數(shù)學(xué)模型,并分析了噴嘴擋板內(nèi)部流道對伺服閥性能的影響。

提出了一種由dmos場效應(yīng)管構(gòu)成的電荷靈敏前置放大器,可用于硅,si(li),cdznte及csi探測器。該前置放大器采用不同于傳統(tǒng)的阻容反饋式的電路結(jié)構(gòu),完全使用mos管搭建,該前放的設(shè)計完成為設(shè)計實現(xiàn)asic電路準(zhǔn)備了技術(shù)基礎(chǔ)。由multisim仿真結(jié)果看出該電荷靈敏前置放大器輸出信號上升時間小于15ns,并且具有很好的穩(wěn)定性。

本文從輸入阻抗匹配單元、無源衰減網(wǎng)絡(luò)、有源放大電路、單片機(jī)測頻模塊及顯示裝置4個模塊設(shè)計電路,每一部分電路都實現(xiàn)相應(yīng)的功能,達(dá)到技術(shù)要求。設(shè)計考慮電路實效性和具備一定的技術(shù)先進(jìn)性。

為了與傳感器相匹配,得到放大器的最小噪聲系數(shù),本文從對結(jié)型場效應(yīng)管的等效輸入電壓噪聲en及等效輸入電流噪聲in的分析中,得到結(jié)型場效應(yīng)管的最佳源電阻比雙極型晶體管要高出2～3個數(shù)量級的結(jié)論,并設(shè)計制作了一款結(jié)型場效應(yīng)管低噪聲前置放大器實用電路。并對其幅頻特性、輸入阻抗和等效輸入電壓噪聲進(jìn)行了測量,結(jié)果表明其輸入阻抗高達(dá)71mω,等效輸入電壓噪聲約為0.87nv/(hz)~(1/2),是一種適合于高內(nèi)阻傳感器的較為理想的低噪聲前置放大器電路,也可以通過阻抗變換后用于磁力儀等需要低噪聲放大的場所。

在對級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及結(jié)型場效應(yīng)管的噪聲分析基礎(chǔ)上,采用結(jié)型場效應(yīng)管等分立元件設(shè)計了一款低噪聲前置放大器實用電路。并對其幅頻特性、輸入阻抗和等效輸入噪聲進(jìn)行了測量,結(jié)果表明其輸入阻抗高達(dá)71mω,等效輸入噪聲電壓為0.7nv/((hz)~(1/2)),是一種適合于較高內(nèi)阻傳感器的較理想的低噪聲前置放大器電路。

為使心電圖(ecg:electrocardiograph)機(jī)簡單便攜,采用干電池供電模式,提供不高于3v的電壓,應(yīng)用放大器ad623、tlv2254和阻容器件組成心電圖機(jī)的前置放大器,實現(xiàn)了心電微弱信號的高精度放大、極化電壓的快速消除等功能,保證了心電微弱信號的精確和穩(wěn)定,便于心電圖機(jī)后續(xù)數(shù)據(jù)采集和分析。同時,由于采用單電源供電,使心電圖機(jī)供電模式簡化,電路更加簡單,促進(jìn)了心電圖機(jī)進(jìn)一步向便攜式方向發(fā)展。

設(shè)計了一種帶有自動增益控制電路(agc)的動態(tài)范圍較寬的互補型金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)光接收機(jī)跨阻前置放大器(tia)。該放大器的工作電壓為3.3v。采用0.25μmcmos工藝庫仿真,結(jié)果表明:小信號輸入時,跨阻增益可達(dá)76kω,單端輸出信號在輸入信號為0dbm時為281mv。

本文介紹了數(shù)字熒光示波器1.2ghz帶寬前置放大器的設(shè)計方法。首先介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計,然后給出了各個模塊的設(shè)計,主要包括無源衰減網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以及數(shù)控增益放大器的設(shè)計這三個部分。經(jīng)過分析證明,該前置通道放大器實現(xiàn)了示波器基本功能,各項功能均能達(dá)到指定要求。與傳統(tǒng)前置模擬通道放大器相比,該模擬通道放大器具有更高的帶寬、更小的插入損耗等優(yōu)點。

本文主要介紹了一種用于空間粒子探測器的電荷靈敏前置放大器,對影響探測器性能指標(biāo)的部分放大器重要參數(shù)(如電荷靈敏度、時間常數(shù)以及噪聲特性)進(jìn)行分析討論,并提出相關(guān)的設(shè)計考慮。最后還設(shè)計了具體電路進(jìn)行測試驗證,為提高探測器性能和實際應(yīng)用提供參考。

目前高分辨率的能譜測量中,低噪聲的電荷靈敏前置放大器往往是不可缺少的重要組成部分。本文著重分析討論了影響探測器性能指標(biāo)的放大器重要參數(shù)。

基于smic0.18μm工藝,設(shè)計了一款低功耗、低噪聲的d類前置放大器。通過對常用運放的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較,選擇了一種開關(guān)電容共模反饋電路的兩級運放,并加入斬波結(jié)構(gòu)降低噪聲。用cadence/spectre仿真器進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明,該全差分運放的直流開環(huán)增益為65db,單位增益帶寬為259.7mhz,相位裕度為70°,轉(zhuǎn)換速率為98v/μs,靜態(tài)功耗為1mw。適合于現(xiàn)代的便攜產(chǎn)品應(yīng)用中。

vigo系統(tǒng)公司生產(chǎn)一種紅外探測器／前置放大器組件，其應(yīng)用包括非接觸式測溫、自由空間光學(xué)通信、激光探測、氣體分析和傅里葉光譜學(xué)。探測器與一個交流或直流耦合的互跨阻抗或電壓前置放大器集成在一起，用這種組件構(gòu)成的儀器結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，并能產(chǎn)生高信噪比。組件中的探測器為非致冷型或者熱電致冷型探測器，其帶寬可達(dá)250mhz。