一种适用于微传感器读出电路的低噪声、低失调斩波放大器

提出一种适合微传感器读出电路的高精度折叠共源共栅放大器.基于斩波技术和动态元件匹配技术,降低了折叠共源共栅放大器的噪声和失调,采用低阻节点斩波的方法和低压共源共栅电流镜扩大了放大器可处理的输入信号带宽和输出电压摆幅.芯片在0·35μm2P4M CMOS工艺下设计并流片,测试表明在3·3V的典型电源电压和100kHz的斩波频率下,斩波放大器具有小于93·7μV的输入等效失调电压典型值,19·6nV/Hz的输入等效噪声,开环增益达83·9dB,单位增益带宽为10MHz.

CMOS磁场传感器芯片中斩波放大器的设计

介绍了一个应用在无刷电机上的开关式磁敏传感器中的高灵敏度斩波放大器的设计,它能够有效地放大Hall片产生的低频微弱信号。该电路应用斩波技术抑制放大器的低频噪声和失调,采用跟踪-保持解调器进一步减少由调制器开关引起的残余失调。在Candence环境下用1.5μCMOS工艺模型进行仿真,该放大器能有效的消除5 mV的输入失调电压且能减少由调制器开关引起的残余失调,而不需要任何的滤波器。

地磁扰动检测用低噪声低偏置斩波放大电路研究

由离散器件搭建的斩波电路由于电荷注入和时钟溃通效应会产生直流偏置电压,使得低频弱地磁扰动信号淹没,无法有效提取。为了解决上述问题,采用自动置零技术和斩波技术相结合的方法,设计了一种新型的低偏置斩波放大电路,通过提取传统斩波电路的直流偏置电压特征值,进行反馈抵消,从而抑制电路中固有的直流偏置电压。结果表明,低偏置斩波放大电路直流偏置电压为2.2μV,低于低偏置运算ADA4528的2.5μV;在0.1~10Hz的低频段,设计的低偏置斩波放大电路噪声峰峰值为28 nV,低于ADA4528的96 nV,降低到后者的29%。

基于磁负反馈及斩波放大的地震电磁扰动感应式磁传感器的研制

根据地震电磁扰动的监测需求,研制一种感应式磁传感器.在结构设计上,提出磁通反馈与电路反馈相结合的双反馈方法以消除谐振频率对工作频带的限制;根据斩波放大原理,在信号调理电路中将信号与噪声分离进而滤除噪声,设计感应式磁传感器.测试结果表明,研制的磁传感器满足地震监测的性能要求.

传感器微弱信号低噪声斩波放大器

本文介绍一种实用的传感器微弱信号低噪声斩波放大器.它由精密绝对值(整流)电路、电斩波放大电路和低通滤波电路三部分组成,适用于传感器或经一级前放输出的微弱波动信号需直观地由其直流电压正幅值来反映其变化的场合.输入信号即使只有几十微伏或几百微伏此放大器都能正常工作,而且在红外测温判别产品质量方面应用效果良好,获得了激光加热工件时靶点温升温降的红外热谱曲线.

用于血氧传感器的斩波放大器分析

本文介绍了用于血氧传感器的高灵敏度ＣＭＯＳ斩波放大器并对其设计思想、工作原理，特性及各部分功能作了分析。该电路能够检测ｎＡ级范围的直流电流并能剔除噪声（特别是低频时在噪声总量中占有优势的噪声）和减少漂移。它被制作成单块芯片，用２－μｍＰ片ＣＭＯＳ工艺集成并采用开关电容技术。测试结果表明，其输出电压与输入电流之间仅３．５％的非线性。本文的论述将有助于国内的开发利用。

不对称式斩波放大的波形研究

本文以直流信号为例，研究了不对称式斩波方案，所得的交流抽样信号含有原来信号的全部信息，并具有传输效率高，抗干扰能力强的优点。

一种具有纹波抑制功能的斩波稳定放大器

基于SMIC 0.18μm BCD工艺设计了一种低失调、低噪声的斩波稳定放大器。针对斩波调制技术引入输出纹波的问题,设计新型的乒乓结构陷波滤波器来抑制纹波,并采用复合路径多级放大器结构拓展了带宽。通过Spectre仿真验证,放大器增益带宽积为11.7 MHz,共模抑制比为145 dB,电源抑制比为126 dB。蒙特卡罗仿真结果表明,放大器失调电压分布的标准差为3.54μV,输入噪声谱密度为32.1nV/√Hz,纹波抑制效果达83.1 dB。

低功耗斩波-稳定放大器

提出了一个低功耗斩波-稳定运算放大器。传统的斩波运算放大器为了抑制失调电压引起的纹波通常会使用低通滤波器,因此无法获得较大带宽。而斩波-稳定放大器使用两条信号通路可以在减小纹波幅度的同时获得尽量大的带宽。通过Spectre仿真,电路的单位增益带宽为350KHz,总电流消耗30μA,残余纹波幅度为90μV。电路总体性能与使用低通滤波器的传统斩波运算放大器相比具有一定优势。

利用伪随机斩波技术的微弱MEMS信号检测电路

作为一种提高信号增益和降低电路噪声失调的技术手段,斩波放大技术能够比较理想地降低失调和噪声,但是在调制解调过程中,由于开关尖峰和电荷注入效应的影响,调制频率附近的纹波即残余失调和残余的波动幅度仍然造成干扰。为了进一步减小这种失调的影响,提出伪随机斩波技术,利用伪随机信号的相关性可以将周围环境噪声降低,尤其是残余失调的干扰,因此伪随机斩波技术不仅可以将1/f噪声和运放失调降低,还可以有助于减小残余失调。利用上述方法的检测方法经过设计,电路具有120 nV/Hz的输入噪声,闭环增益40 dB,残余失调和1/f噪声降低到理想效果。

一种带有新型纹波抑制环路的电容耦合生物医学仪表放大器

设计了一种用于扩增生物电信号的低功耗高精度电容耦合斩波仪表放大器.通过斩波来减少失调和1/f噪声,并且利用带有斩波型Ping-Pong结构自调零拓扑的纹波抑制环路来减小由于调制失调电压和1/f噪声而产生的纹波.利用上述结构,斩波纹波在放大器的输出级可衰减约40dB.采用带有较大时间常数的直流伺服环路可以有效抑制电极失调,同时采用正反馈环路来提高输入阻抗.该仪表放大器采用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行设计.针对EEG或ECG等信号的特点,将放大器-3dB带宽设置为1kHz.仿真结果表明,它的等效输入噪声功率谱密度为32nV/,噪声效率因数为2.1,共模抑制比为105dB,并且在1V电压供电下,供电电流达到2.8μA.

功率MOS开关的高精度电流检测电路设计

随着军工设备、工业控制、智能汽车等领域的发展,功率MOS开关驱动器的需求量不断提升,其可靠性、安全性等性能要求也在逐步提高。为保证功率MOS管在安全电流下工作,设计了一款高精度高边电流检测电路。利用复合式斩波放大器,大幅降低失调电压对电流采样精度的影响,并保证电路系统有足够的响应速度。该电路采用CSMC 0.18μm高压BCD工艺进行设计,在添加10mV的输入失调电压后,测量精度依然可以达到99%,带宽达到3MHz。

用于感应式磁传感器低噪声前置放大器的研制

感应式磁传感器是频率域电磁法(FEM)中使用最广泛的磁传感器,通常由感应线圈和前置放大器组成,其中前置放大电路是影响磁感应式磁传感器性能指标的核心因素。为了增加感应式磁传感器探测深度和微弱磁场信号的能力,要求前置放大电路具有宽频带和低噪声等性能。基于磁通负反馈的原理设计并研制了斩波前置放大器,有效抑制了感应线圈的输出噪声,使感应线圈谐振频率两侧具有平坦的幅频特性曲线,拓宽了感应式传感器的响应频带。在屏蔽室内对斩波前置放大器的性能指标进行了测试,其频带范围为0.001Hz^10 k Hz,输入噪声为槡3.75 n V/Hz,为感应式磁传感器在实际中的应用提供了性能保障。

INA333：低功耗零漂移仪表放大器

据DNTABEANS公司调查显示，2008年放大器市场规模为25亿美元，而预计到2013年间，放大器市场将保持8％的复合年均增长率。在实际应用中，放大器仍具有不确定的因素及指标，因此需要加入改进电路以完善性能。为解决放大器的温漂问题，传统方式是采用改进的斩波放大器。斩波放大器在电路中集成了4个放大器，其内部有一个模拟开关为两向时钟，会在放大器输入端针对不同的时间进行切换，以消除正端和负端的不匹配性，从而降低温漂大小。

水下电场测量技术研究综述

水下电场具有场源复杂、动态范围大、频带宽的特征,高精度观测难度大,对观测方式、测量传感器、仪器装备和信号处理方法均提出了较高要求。水下电场测量技术广泛应用于水下目标探测、地球物理勘探、深部地质构造研究和物理海洋等多个学科领域。文中简要回顾了水下电场测量技术发展历程;总结了国内外研究现状;归纳了水下电场测量技术研究中的关键问题与难点;综述了水下电场测量技术相关设备、平台和信号处理方法;分别列举了在水下目标探测、地球物理勘探、深部地质构造研究和物理海洋观测等多个学科领域代表性的应用案例;分析了当前水下测量技术存在的问题与不足;在此基础上展望了技术发展前景,提出了部分建设性建议。

微弱低频磁测距信号的高精度测量系统设计

为了提高旋转磁场测距系统(RMRS)的邻井探测距离,研制了一种井下微弱低频磁信号高精度测量系统,介绍了测量系统的总体结构及微弱低频磁信号采集电路的实现方法。针对磁测距信号极微弱、超低频、频带窄的特性,从磁场传感器选型、低频磁信号滤波与采集、电源隔离与稳压处理等方面入手,采用斩波放大器降低超低频闪烁噪声,运用多通道24位Σ—Δ型模/数转换器(ADC)实现多路同步高精度测量,通过噪声水平测试及室外模拟实验验证了系统可行性。结果表明:测量系统能够有效滤除噪声和干扰,极大地提高了低频信号信噪比,低频磁场强度探测分辨率可达到0.1 nT,满足RMRS的测控需求。

某中功率微波功率计的研发与设计

本文主要介绍了一种便携式中功率计的研制过程。详细阐述了本功率计从方案设计到各部分线路的具体实现方法。该功率计测试稳定可靠、响应速度快，采用数码液晶显示，内部自带充电电池供电，使用方便、携带方便、其设计具有较高的参考应用价值。

某中功率微波功率计的设计与研发

主要介绍了一种便携式中功率计的研制过程。详细阐述了功率计从方案设计到各部分线路的具体实现方法。该功率计测试稳定可靠、响应速度快,采用数码液晶显示,内部自带充电电池,使用、携带方便。

海洋拖曳式水平电偶源数值模拟与电场接收机研制

海洋天然气水合物资源调查中,电磁法已成为地震勘探最有效的补充手段之一,而我国海洋水合物电磁探测中的拖曳式电场接收机此前是空白.本文从方法原理、仪器设备和海洋试验等方面,对海洋拖曳式水平电偶极偶极方法进行研讨.建立三维电阻率模型,进行数值模拟,讨论收发距、发射频率、拖曳装置离海底高度等参数与电场异常响应的关系,针对特定模型给出了最佳观测参数以指导仪器硬件设计与海洋测试.在此基础上,采用高级嵌入式计算机的智能化控制、前端低噪声斩波放大、高精度同步采集等技术,研制了由拖体、承压舱、采集电路、低噪声电场传感器等组成的海洋拖曳式水平轴向电场接收机,其系统噪声达到2 nV/（√）Hz@（1～100Hz）.将自主研制的电场接收机用于国内首次拖曳式电偶极-偶极方法的海洋试验与评估,并对海试资料进行了处理与分析.研究结果表明,所研发的仪器达到了设计指标,能够用于海洋天然气水合物调查.

煤巷超前探测双频交流激电接收机系统设计

为准确检测煤矿不同地质构造的激发极化信息,针对井下强电磁干扰环境和电器设备使用要求,提出一种适合煤矿井下超前探测的新型双频交流激电接收机。建立以嵌入式单片机为控制中心的硬件系统,研究微弱激电信号检测过程数据处理关键技术,利用C＋＋语言编程完成系统软件设计,实现了激电信息多参量一次性检测,有效保证了微弱激电信号的检测精度。通过阻容模型激电效应试验与分析,观测数据稳定性控制在-1%～1%,视幅频率值最大相对百分比误差不超过0.16%,视相频率值最大相对百分比误差不超过0.08%。