噪声电路理论发展现状综述

本文对低噪声电子学的研究意义及其历史作一简明回顾,详细综述了噪声电路理论的发展现状,指出了问题所在,并给出了解决的方法。

论噪声电路中有源器件之并联应用

根据低噪声电子设计中的噪声匹配概念，详细论述了有源器件并联结构对噪声抑制的原理，进而把该原理推广应用于低噪声基准电压源的设计。

放大器的噪声及低噪声电路研究

抑制噪声是改善放大器性能途径之一 .本文用混合π型噪声模型 ,讨论了共发射极放大器的主要噪声来源 ,最佳源电阻和最小噪声系数 ,指出在多级放大器中降低总噪声系数的方向 ,设计出了一种低噪声偏置电路 .

激光陀螺光电检测电路的低噪声设计

以低噪声电路理论为依据,设计了激光陀螺光电检测电路,并详细讨论了电路中元器件的筛选方法。

一种可调节低噪声恒流源电路

为了满足半导体激光器(LD)对电流源高稳定性、低噪声的性能要求,文中基于负反馈原理设计一种可调节低噪声恒流源电路。该电路使用带隙基准电压源AD780BN提供低噪声、低温漂的基准电压,配合多路复用器ADG1606的选择功能,由低噪声运放LT1677构成的负反馈恒流驱动电路通过JFET将电压转换成电流,经过JFET和BJT构成的调整网络输出稳定的电流,实现了稳定的多电流输出。实际电路测试结果表明:该恒流源电路在3.8~5.5 V的输入电压范围内,输出电流稳定度在0.007%~0.029%之间;在电流调控模块控制下,输出电流从20~350 mA按30 mA的步进可调;最大输出电流噪声为2.8μA,具有低噪声的性能。

大气电场传感器信号放大电路的噪声分析与优化设计

为了解决大气电场传感器输出信号噪声大的问题,对一般电荷放大电路的噪声模型进行了深入研究,并且基于三维大气电场传感器的结构设计了低噪声信号放大电路;在万用板上对所设计的信号放大电路进行调试,通过替换电路中的积分电容,得到不同积分电容下传感器轴向感应电极的输出电压波形,并对输出波形进行对比分析,得到最理想的低噪声信号放大电路设计方案。

2×8低噪声InGaAs/InP APD读出电路设计

对In0.53Ga0.47As/InP雪崩光电二极管(APD)探测器进行了特性分析。以大阵列研究为基础,结合器件特性设计了一个2×8低噪声读出电路(ROIC),电路主要由电容反馈互阻放大器(CTIA)和相关双采样(CDS)电路单元构成,并对读出电路的时序、积分电容等进行了设计。电路采用0.6μm CMOS工艺流片,芯片面积为2 mm×2 mm,电荷存储能力为5×107个,功耗小,噪声低,设计达到预期要求。

基于TTL施密特触发电路的噪声滤波器

在进行数字系统设计时,必然会遇到各种各样的噪声。为了揭示噪声的根源,用实验的手法观察、分析数字电路噪声的波形,并根据实际的需要,试验出了用施密特触发电路去过滤数字电路中噪声的新方法。实践中,使用这种措施去抑制数码电子产品的噪声,都达到了事半功倍的效果。

半航空电磁法全流程低噪声关键技术研究

半航空电磁法(SAEM)是一种有利于在复杂地形地表条件下高效、低成本开展探测的新兴方法,尤其适合我国国情.SAEM数据受多种系统内外部噪声影响,信号质量不佳;传统去噪方法针对不同噪声逐一处理,步骤多、主观因素强.针对上述问题,本文考虑同时在压制噪声来源与增强去噪方法两方面做工作,提出一套全流程低噪声解决方案:采用降噪搭载结构抑制主要外部噪声,低噪声混合放大电路抑制主要内部噪声,基于深度学习的一站式去噪方法克服主观因素影响,从而在整个SAEM观测与处理流程上实现低噪声.测试表明,在地形复杂、气流条件复杂地区,所研发的SAEM系统可稳定工作,数据可靠性一致性高,未来有望为我国资源探查、深部工程等工作提供更为有力的支撑.

高斯噪声源电路的设计与实现

为了实现占用资源少、精度高的高斯噪声源电路,设计了一种新的高斯噪声产生方案,该方案在FPGA上通过线性反馈移位寄存器产生高速均匀分布伪随机数,接着利用均匀分布与高斯分布之间的映射关系生成高斯噪声,并创新地采用非均匀划分的折线逼近映射曲线,同时设计寻址电路,从而减少噪声源占用的资源,改善噪声精度。在XILINX Virtex5 XC5VLX50T上的实现结果表明,该方案仅使用了2%的可配置SLICE和1块片上BRAM,实现了±4σ(σ为标准偏差)的高斯噪声源。时序分析表明其最高频率可达131 MHz。

基于列共用多采样技术的CMOS图像传感器读出电路设计

针对CMOS图像传感器中相关多采样(Correlated Multiple Sampling,CMS)技术在抑制噪声的同时使读出速度受影响的问题,设计了低噪声读出电路。读出电路采用列共用多采样技术,能够在不影响读出速度的情况下,抑制时域噪声和列固定模式噪声(Fixed Pattern Noise,FPN),改善CMOS图像传感器的成像质量。列共用多采样技术采用开关控制读出电路和像素的连接关系,以多列共用的读出电路对像素依次进行时序错开时间缩短的多次采样,完成所有像素量化的总时间保持不变。基于列共用多采样技术读出电路的降噪效果在110 nm的CMOS工艺下进行了仿真和验证。随着采样数M从1到4变化,读出时间没有增长,瞬态噪声仿真得到整个读出链路的输入参考噪声从123.8μV降低到60.6μV;加入列FPN进行仿真,输入参考失调电压由138μV降低到69μV。

低噪声无偏置电压-电流变换器

为解决电压-电流变换器电路的直流精度、噪声性能和交流性能间的矛盾,提出了一种直流部分与交流部分相对独立的电路结构.以两个对称的单晶体管共基组态放大器为交流变换单元,将交流输入电压变换为交流电流分量.一对匹配的精密恒流源电路分别为两个交流变换单元提供恒流偏置.将两个交流变换单元的输出电流叠加,抵消偏置电流,即可获得无偏置交流电流.该电路利用运放获得优异的直流性能,但运放位于交流回路之外.交流信号回路中只有晶体管和无源元件,从而同时实现了良好的噪声性能和高频性能.

大屏幕彩色电视机的噪声抑制电路

在高档大屏幕彩色电视机中,往往设计有多种噪声抑制电路,它们的作用或者是提高图像信号的信噪比,改善图像质量,或者是消除令人讨厌的噪声干扰。这些噪声抑制电路大体上分为两类:一类是接在图像信号处理通道中用以抑制视频信号的噪声,称为视频降噪;另一类是接在伴音通道中用以抑制各种非正常接收情况下可能出现的伴音噪声。

半航空电磁接收系统的设计与应用

利用半航空电磁法进行勘探时,半航空电磁接收系统中线圈传感器获取的电压信号很小且易受噪声等因素干扰,无法直接采样和分析。针对上述问题,设计了一套新型的低噪声半航空电磁接收系统。该系统以双通道匹配晶体管MAT03、MAT12和低噪声放大器AD8429为核心设计了低噪声放大电路,以运算放大器NE5532为核心设计了五阶低通滤波电路。通过仿真验证了设计电路功能的可行性,并对其进行了性能测试和野外试验。测试和试验结果表明:所设计的放大电路增益可调且噪声低于市面上的放大器,低通滤波电路抑制高频干扰效果良好。

具有内外置天线切换功能的新型双射频低噪放大电路的设计

介绍了一种工作于GPS的L1、L2频段和GLONASS的G1、G2频段,并具有内外置天线切换功能的新型双射频低噪放大电路,其中改进了低噪放大电路的结构,明显提高了其带外抑制量,使其具有更好的抗干扰能力,并采用了新型的内外置天线切换电路,解决了外置天线接口对内置天线信号的影响问题.仿真结果表明,该新型双射频低噪放大电路具有较低的噪声系数、较高的增益平坦度和带外抑制能力,并且稳定性很好.制作了该电路的印制板,并对其进行调试和测试,其主要技术参数的测试结果与仿真结果比较符合,从而验证了该新型双射频低噪放大电路所具有的良好特性,而且所制作的电路样品结构紧凑、占用PCB板面积较小,非常适合于手持式高精度定位接收机.

箭载双臂式电场仪前置放大电路设计

设计出性能优异的前置放大电路对空间电场测量是至关重要的。本文在介绍了箭载电场仪探测原理的基础上,给出了电场仪中所用的低噪声、宽频带前置放大电路的设计方法,并通过对前放电路的噪声分析,提出了进一步降低噪声的方法。所设计的前置放大电路带宽0～5MHz,需要重点关注的100Hz～10KHz频段的总输入噪声仅0.4μV。

隧道磁电阻传感器的噪声抑制设计与测试

针对隧道磁电阻传感器拥有很高的灵敏度却存在本底噪声过大的问题,设计了三轴线性隧道磁电阻传感器的探头电路、调制电路、低噪声放大电路。基于商用数字锁相放大器,对调制放大后的输出信号进行解调处理。经实验测试,系统三轴的噪声频谱密度在1 Hz处分别为0.426,0.497,0.513n T/√Hz,较传感器本底噪声有了明显降低。实验结果表明:系统的设计对噪声的抑制起到了一定的作用,适用于一般传感器的降噪处理。

红外探测器用偏置电压源的设计及其低频噪声测量

红外成像系统利用光学系统和红外探测器接收目标物体的红外辐射,并将红外辐射分布图以人眼可观测的方式显示出来。成像处理电路功能包括为探测器提供电源、偏置电压和驱动信号使探测器能够正常工作。偏置电压源的噪声将给探测器的输出引入噪声,增大系统的NETD,降低系统性能。在设计低噪声偏置电压源的基础上,采用经典噪声测量电路对偏置电压源的噪声进行了测量。为测量偏压源的低频噪声,噪声测量电路分为前置放大电路和0.1~10 Hz滤波电路。对红外探测器用偏置电压源各级电压进行噪声测量后,得出了噪声值最小的红外探测器用偏置电压源的设计方案。

过钻具阵列声波测井采集电路设计与实现

针对过钻具阵列声波测井对信号采集电路高精度、大动态、低噪声、低功耗、高集成度以及各通道同步性好的要求,设计一种多通道数据采集电路。该电路采用各通道独立数字化方案以保证各通道信号采集的同步性,采用低噪音仪表放大器作为前置放大器以降低系统噪声,选用18位ADC扩大数字化动态,ADC输出采用菊花链连接以减少电路连线。实测结果表明:12通道采集电路功耗为550 mW,噪声均方根值小于13μV,信号测量动态范围达93 dB,单通道采集电路面积为19 mm×70 mm。因此,设计电路既能很好满足过钻具阵列声波测井信号采集要求,也可作为其他阵列声波测井信号采集的参考方案。

纳伏级微弱信号放大电路的设计

针对工程测量领域的实际需求,设计了纳伏级微弱信号的放大电路,在信号输入端,通过仿真软件仿真设计,最终选用AD公司的超低噪声差分信号放大芯片AD620,放大倍数为10倍,降低了等效输入噪声。设计了相应的信号调理电路,采用多级放大电路组态方式,运用超低噪声四运放(OP470A)来组建多级带通滤波器,经过多级滤波、多级放大,逐步提高信噪比。通过实验,采用不同频段的噪声,验证SNR的改善情况。利用Multisim仿真软件对系统噪声进行了分析,分析结果显示,在低频段有效地抑制对电路造成影响的各种噪声,信噪比得到了较大的提升。