基于红外光的微弱信号的低噪声检测电路设计

针对电流信号频率在kHz级、电流强度在nA级的红外光电传感器在应用时易受到周围环境干扰使得采集信号存在噪声等问题,本文研究了一种红外光电传感器信号去噪方法,并设计了低噪声、高宽带的微弱红外光信号检测电路。首先提出一种基于小波变换的微弱信号去噪方法,通过选择适合的小波基函数及阈值函数可以在离散小波变换的基础上对微弱信号进行去噪处理;同时分析了跨阻放大电路的各个噪声来源,得出其等效噪声模型;最后设计一种用于滤除高频带外噪声的放大滤波电路,并将有效信号放大到AD器件的最大输入范围,从而在满足目标带宽要求的同时,减少电路输出噪声。仿真试验说明,该检测方法不仅能有效去除信号中的噪声,还能对高频段和低频段噪声进行有效滤除,从而获得高强度低噪声的总输出检测信号。

基于微弱信号的可控放大电路设计

随着信息技术的不断改革创新,对微弱信号的检测有了更高的要求。在微弱信号的检测中,常常需要放大微伏级的电信号,外部环境干扰以及电路辐射干扰给微弱信号的检测增加了难度。比如在潜艇的声呐信号检测中,由于传播衰减、海洋噪声等因素的影响,导致需要捕捉的微弱信号更加难以检测,如何滤除这些干扰,检测到所需信号成为一大难题。本文设计的微弱信号可控放大电路以高精度斩波稳零运算放大器TLC2652和数字可编程增益放大器AD8253为核心,通过级联方式对微弱信号进行放大滤波,可根据微弱信号的大小实现1/10/100/1 000/10 000倍的放大控制,通过实验结果验证其放大的效果。

低频小信号放大电路的研究

随着科学技术的不断发展,人们的生活水平也在不断提高,人们对信号频率和幅值也有了更高的要求,以往我们所用的信号放大器电路都是以高频放大器为主。但是由于在现代工业生产中,对数据质量要求很高,特别是在某些特殊领域,低频段信息的接收和处理更是十分重要。为了满足当前工业领域对数据质量和可靠性指标越来越高的需要,目前已经出现了各种新型传感器和电子元器件(如压力/温度/湿度传感器)以及基于这些传感器信号处理新技术、新方法和新工艺。这些传感器和电子元器件能够感知环境中的各种物理参数,通过这些数据进行信息处理,以满足现代工业生产的需要。如用于航空航天、气象预报和军事领域的压力、温度和湿度传感器;用于自动化生产过程的压力,湿度传感器;用于工业过程控制的热电堆传感器;用于环境监测系统中的气体浓度探测器等。为了提高这些传感系统的数据采集精度,同时减少各种外界因素对传感系统的影响,在设计传感器或敏感元件时需要考虑如何提高这些系统的抗干扰能力、灵敏度和稳定性。

一种语音放大电路的设计与制作

当输入信号受到各种因素的影响而有干扰,又或是当输入信号是由各种频率信号所混杂在一起产生的信号时,对电子电路会带来严重的干扰或者噪声,影响电路的性能。如何降低噪声和干扰,提高电路的性能?针对前者来采取的方法是设法使不必要的成分减少到足够小,而后者则是设法把需要的信号全部提取出来。本文设计一种在可识别的300~3kHz频段范围内的手机或者计算机的语音放大电路系统,既能扩大语音信号幅度又可减小外界噪声。经过实践证明该语音放大电路能对300~3kHz的信号进行无失真的放大。

用于痕量检测微弱信号提取的锁相放大电路设计及实现

在分析了现代微弱信号检测的研究技术的基础上,设计了一种基于AD630芯片的锁相放大器电路,利用锁相放大器芯片内部的锁相与乘法功能,对参考信号与探测信号进行处理,实现了信号的锁相放大,通过合适的积分电路,实现了锁相放大器的设计。文章还对微弱信号的前置放大电路进行设计,从而提高了整个锁相放大器电路的整体性能。该电路成功应用于光纤痕量气体检测中,并实现了0.0001%浓度量级的一氧化碳痕量检测,提高了检测灵敏度,效果明显。

压电MEMS振动传感器调理电路设计与实现

针对铌酸锂单晶薄膜的压电MEMS振动传感器输出电荷信号微弱而难以采集的问题,设计了一种基于集成运放芯片TLE 2064 CDR的信号调理电路。该电路由电荷-电压转换电路(Q-V)、电压放大电路、前置低通滤波电路和后置高通滤波电路构成,旨在实现微弱信号的采集。此外,利用ACT 2000振动台进行振动实验,通过标准电荷放大器和设计的信号调理电路对压电MEMS振动传感器测试。测试结果表明,所设计的信号调理电路与标准电荷放大器的输出有较好的一致性,可以满足5~130 pC的宽输入电荷的采集。当加载加速度范围为5~20 g时,输出电荷和输入加速度之间的线性度好;在输入加速度5 g,工作频率范围为50~2000 Hz时,输出电荷偏差控制在±1.6 pC内,具有很好的一致性。综上所述,该电路具有集成度高,灵敏度好等特点,在微弱信号采集方面具有很好的应用前景。

测速线圈靶信号放大与转换电路

针对兵器行业弹丸速度测试常用的线圈靶,设计了一种信号放大、过零点触发和驱动测时仪的电路.将仪表放大器引入前级,提高抗干扰能力.针对长线传输设计了相应的驱动电路.设计的线圈靶信号转换器可以配接各种测时仪组成测速系统.实弹测试验证了设计电路可靠实用.给出了该电路中元件的详细参数.

一种测量微弱信号的锁定放大电路设计

分析了基于相关技术测量微弱信号的锁定放大电路的工作原理和各组成部分 .针对非接触式基于多磁场涡流效应的 DC微小电流传感器 ,设计了一种实用的锁定放大电路 ,并进行了实验性研究 .研究结果表明 :采用了锁定放大电路 DC微小电流传感器可直接测量 1m A以下 DC微小电流 ,灵敏度可达 2 0 m V /m A.锁定放大电路不仅能测量周期信号 ,还能测量非周期信号 。

运用数值微分方法研究核脉冲信号放大电路

提出了一种崭新的基于数值微分法的时域内核脉冲信号放大电路的分析方法,弥补了频域分析方法在脉冲信号的宽度、形状和幅度特性分析上的不足。从实际信号放大电路出发,运用基尔霍夫电流定律,建立输入信号和输出信号之间的一阶微分方程关系等式。方程解算过程中,利用数值微分算法求解,获得输入输出之间的数学关系模型。通过反相放大电路和同相放大电路等实际电路的测试结果,表明时域内运用数值微分算法研究核脉冲信号放大电路的方法是可行的。

光电探测器微变信号放大电路的设计和分析

针对火灾探测过程中的光电探测器输出的微弱信号设计了一个微变信号提取放大电路。将探测器内阻分解为微变内阻和不变内阻 ,采用两路取样信号方法进行差模放大。经过计算选择了特定的电路参数 ,使得电路输出和探测器微变内阻成正比关系 ,从而实现了微变信号的放大。用斩波方法进行了电路输出性能的实验。

时域中核信号正反相放大滤波电路数字模型仿真分析

为实现在时域中对核信号前置放大滤波电路进行数字分析,以常用的正相和反相放大滤波电路为研究对象,阐述一种建立放大滤波电路数字模型的方法。通过推导电路的微分方程,并采用微分方程数值解的方法,将求解微分方程解析解转换为求解微分方程数值递推解,从而建立电路的数字模型。通过对这两种电路的数字模型进行仿真,达到对正相和反相放大滤波电路进行数字分析的目的。通过将数字模型应用于实时核脉冲信号分析,为进一步采用FPGA技术将放大滤波电路进行数字硬件实现提供必要的理论基础。

传感器弱信号的放大应用电路

介绍了几种弱信号放大的基本方法和一些典型的应用电路。

井下地层流体NMR分析仪微弱信号放大电路设计

针对井下地层流体核磁共振分析仪器回波信号的频率高、强度弱、信噪比低的特性,以及测井仪器工作环境的特殊性,设计了一种低噪声的微弱信号放大电路。电路以低噪声双极性晶体管MAT02为核心的负反馈放大电路作为第一级放大,采用低噪声集成运放AD8130作为第二、三级放大,改善了微弱信号放大电路的噪声性能。实验表明:该电路对于频带4~5 MHz微弱信号,增益可达70 d B,且其等效输入噪声电压为槡2.1 n V/Hz,同时在环境温度0~150℃时有良好的线性度、较平坦的带宽和优良的低噪声性能,可为测井仪器中较高频率的微弱信号测量研究提供参考。

核脉冲信号放大电路时域内数值分析方法的研究

在时域内提出了一种崭新的核信号放大电路的数值分析方法。详细阐述了运用数值微分法研究实际核信号反相和同相放大电路数字模型的原理,并探讨了基于VBA软件平台数字模型仿真方法。

微弱信号选频放大电路的研制

为提高弱信号检测中的信噪比,常采用选频放大电路放大微弱信号,然后利用自相关检测技术只提取所需信号,抑制噪声干扰信号。介绍了无限增益选频放大电路的研制技巧:第一级选频放大电路必须选择低噪声运算放大器,当使用超低噪声的运放时,电阻的热噪声是主要噪声源,串联在输入端的电阻其阻值应比较小。各级选频放大电路都必须选用温度系数小的电阻和电容,其中电容对频率的稳定性影响更大。在PCB布线时采用一点接地方法,避免后级电路通过电源和地线反馈至前级电路引起自激。研究表明,当选频放大电路输入端短路时。末级输出噪声超过30mV_(pp),就比较容易出现自激振荡。这可以作为确定选频放大电路极限放大倍数的依据。

一种基于g_m-I_D方法的神经信号放大电路

为探测幅值极小、分布频域很低的神经信号,基于g_m-I_D方法设计了一种低电压、低功耗跨导运算放大器。该运算放大器采用了带增益自举模块的AB类低电压伪差分放大结构。在此基础上,设计了电容反馈神经信号放大电路。仿真结果表明,神经信号放大电路在低电源电压、低功耗下具有较高的共模抑制比和电源抑制比。电路的各关键指标达到良好均衡,满足探测神经信号的需求。

微弱信号检测的前置放大电路设计

针对精准农业中对微弱信号检测的技术需求,论文设计了以电流电压转换器,仪表放大器和低通滤波器为主要结构的微弱信号检测前置放大电路。结合微弱信号的特点讨论了电路中噪声的抑制和隔离,提出了电路元件的选择方法与电路设计中降低噪声干扰的注意事项。本文利用集成程控增益仪表放大器PGA202设计了微弱信号检测前置放大电路,并利用微弱低频信号进行了测试,得到了理想的效果。

多路离子选择电极信号放大及数据采集电路的设计

介绍了一种多路离子选择电极信号放大及数据采集电路的设计方法。该电路解决了电极对不同样品及不同离子所产生的信号的放大及量化问题，在实际应用中效果较为理想。

带模拟光耦隔离的信号放大电路的设计

采用运放LM324构成的仪用放大器电路作为信号放大电路的输入,不但具有输入阻抗高、稳定性好、放大倍数高,而且具有可调的优点。电路同时还使用了模拟光耦隔离器件,实现外部被检测电路与核心控制芯片在电器上的隔离,避免了外部的电磁干扰,并已在喷气织机的张力检测上得到了很好的应用。通过应用表明,该电路线性度好,完全能满足高放大倍数、高稳定性的仪器仪表信号的放大处理要求。

射频辐射抗扰环境中微弱信号放大电路的设计与验证

本文阐述了射频辐射抗扰环境中微弱信号放大电路的设计过程、实现方法以及验证过程,并总结了优化电路性能的关键点。测试结果表明,该电路具有较好的抗扰度,可辅助医疗器械实现远程测量。