低噪声水声信号前置放大器设计

水下信息的发送与接收主要通过声信号的传播,水听器作为常用的水声信号接收装置,需要前置放大器来提高所获取信号的质量。文中选用AD8421仪表放大器芯片与OP2177精密运算放大器芯片设计了一种低噪声水声信号前置放大器,该电路增益为26 dB,工作带宽为100 Hz~20 kHz,输出信号为差分形式,同时具有小体积、低功耗的特点。通过连接某型压电水听器,测试了电路工作性能以及对水听器信号的调理效果。实测结果表明,该前置放大器能满足设计技术指标要求,在实际工作中取得了良好的效果。

用于扫描隧道显微镜的低噪声前置电流放大器

前置电流放大器是扫描隧道显微镜的重要部件之一,其性能对于扫描隧道显微镜系统的基本操作及新功能开发至关重要.本文详细分析了影响前置电流放大器性能的因素,通过筛选噪声极低的运放芯片和电路结构优化,设计了一款针对扫描隧道显微镜系统的前置电流放大器.该放大器最灵敏档位(1 GΩ)的噪声低至4 fA/(Hz)1/2,带宽为2.3 kHz,具有10 MΩ,100 MΩ和1 GΩ三个测量量程并且可以通过控制信号实现自动切换,测量范围覆盖pA—μA量级的隧穿电流.利用该前置电流放大器展示了扫描隧道显微镜系统的主要功能,包括表面形貌表征、扫描隧道谱测量以及原子搬运,并探索了隧穿电流中散粒噪声的测量.通过散粒噪声随隧穿电流的变化关系,得到隧穿结中散粒噪声的法诺因子约等于1,验证了简单金属隧穿结中电子隧穿满足泊松过程,为表面电子关联体系的高精度表征提供了基础.

自动双向限幅D类功放的前置放大器设计

为了解决D类功放器高音不够高、低音不够低、声音硬不悦耳以及SPWM信号发生器会产生过调制现象,从而烧毁驱动电路元件和电流开关功率元件的问题,设计了一款具有自动双向限幅阻容耦合宽带D类功放的前置放大器。采用瓷介电容进行高频提升;采用旁路电容提高超低频增益;采用固定偏置单电源电路供电,充分使放大器工作在线性区;采用滤波和负反馈方式降低噪声干扰,提高电路的信噪比;采用波谷灌电流法提高低谷电平,并采用波峰分电流法实时降低波峰处的过冲峰值电压,从而消除音频信号或高频恒幅三角波调制引起的过调制。该前置放大器具有频带响应宽(0.10 Hz~750 kHz)、线性好、无失真以及无噪声的特点,大幅度提高了D类音频功率放大器的性能。此外,该前置放大器还具有高效率、低功耗、高保真、低成本、大功率、小体积的优点,为全面推广做好了充分准备。

一种电荷灵敏前置放大器的设计与实现

针对传统金硅面垒α谱仪所使用的电荷灵敏前置放大器存在电路结构复杂、损坏后维修周期长的问题,基于低噪声场效应管和集成运算放大器,使用电路仿真软件,设计了针对金硅面垒半导体探测器的电荷灵敏前置放大器,简化了电路结构。对该前置放大器参数进行了理论计算和实验测试。结果表明:自制的电荷灵敏前置放大器的电荷变换增益为5×10^(12)V/C,能量变换增益为222 mV/MeV,上升时间为200 ns;将其应用于金硅面垒α谱仪之中,能够测量239Pu板状源的α能谱。

一种低噪声快电荷灵敏前置放大器的研制

简要介绍了新型低噪声快电荷灵敏前置放大器。这种电荷灵敏前置放大器采用新的设计方案,该前放主要采用低噪声场效应晶体管和集成运算放大器构成,其等效输入噪声≤2.2keV。该前放具有电路结构简单、体积小、输出信号上升时间快、噪声低、稳定性好等特点。

基于光电倍增管的低噪声前置放大器的设计及其信号处理

利用低噪声前置运算放大器把光电倍增管的输出信号尽可能无噪声的放大。从运放的选择,多级放大电路的设计要点,放大电路的噪声估算,PCB板布局连线和屏蔽等方面,提出了实用化的带宽达10 MHz的电路设计形式,以及注意事项及其信号调理方法。仿真结果显示了所设计电路的信号放大情况,此电路设计形式可以很好的放大并处理光电倍增管的输出信号。

2.5 Gb/s CMOS光接收机跨阻前置放大器

给出了一种利用 0 .35μmCMOS工艺实现的 2 .5Gb/s跨阻前置放大器。此跨阻放大器的增益为 59dB·Ω ,3dB带宽为 2GHz ,2GHz处的等效输入电流噪声为 0 8× 10 - 2 2 A2 /Hz。在标准的 5V电源电压下 ,功耗为 2 50mW。PCML单端输出信号电压摆幅为 2 0 0mVp - p。整个芯片面积为 1 0mm× 1.1mm。

用于APD激光探测的电荷灵敏前置放大器设计

雪崩光电二极管(APD)作为探测元件实现光电转换广泛应用于激光脉冲探测技术中。前置放大器是影响APD激光脉冲探测系统好坏的关键因素,前置放大器的信噪比决定了整个探测系统的信噪比优劣。提出了电荷灵敏前置放大器应用于APD激光脉冲探测系统以提高探测距离和探测精度的方法。讨论了激光脉冲探测技术和APD特性,在此基础上设计了以结型场效应管和集成运放为主要器件的低噪声电荷灵敏前置放大器电路并对设计电路进行了实验分析。实验结果表明:将电荷灵敏前置放大器应用于APD激光脉冲探测系统可以有效提高系统的信噪比,改善激光探测性能。

新型高共模抑制比生理电信号前置放大器设计的研究

本文在“三运放”的基础上 ,提出了一种新型的生理电前置放大器设计思路 ,电路结构简单 ,可以在抑制直流干扰的情况下 ,提供极高的共模抑制比。该电路设计突出的优点是对外围无源器件的参数不敏感 ,即使采用低成本的常用芯片 ,无须刻竟匹配仍然可以达到良好的性能 。

基于低噪声运放的传感器前置放大器设计

随着低噪声运放技术的发展,基于低噪声运放的传感器前置放大器将得到越来越广泛的应用。与分立元件的传感器前置放大器设计相比,基于低噪声运放的传感器前置放大器设计面临一些新的挑战。探讨了基于低噪声运放的传感器前置放大器设计中的若干技术问题,包括低噪声运放的选择、同相放大与反相放大的选择、负反馈对噪声性能的影响、噪声匹配、外围电阻选择及合理布局布线。

低噪声电荷灵敏前置放大器的噪声分析

本文从基本的噪声模型出发,对自制前置放大器进行定量的噪声分析,并与Pspice仿真和实际测量的结果进行比较。给出等效输出噪声谱、等效噪声电荷、噪声斜率计算的实用公式,供电荷灵敏前置放大器的设计和改进使用。

深低温、低功耗、低噪声微型前置放大器

为了降低红外系统的噪声,提出了一种新的电路结构,利用单端折叠共源共栅结构和MOS管工作在线性区做反馈电阻,设计了一种在深低温(100K左右)工作的高性能低功耗、低噪声前置放大器。分析了其噪声特性,并提出了减少噪声的措施,仿真结果显示该前置放大器的输出电压噪声很小,3dB带宽大于10kHz。此前置放大器用1.2μm的标准CMOS工艺制造完成,四单元芯片的大小为2.1mm×2.9mm。经测试,这种前置放大器在深低温下能正常工作,反馈电阻大小为兆欧级,等效输入噪声电流仅0.03pA/Hz1/2,单元功耗小于1mW,与红外探测器连接后工作正常,线性度较好。

生物电前置放大器研究与设计

介绍一种由高性能仪表放大器AD623组成的生物电前置放大器,分析了生物电前置放大器的性能,并通过实验证明该设计的合理性。采用运放单电源供电电路,实现成本低廉,结构简单,性能优越的设计,可广泛应用于低功耗医疗仪器设备。

CMOS1.4THzΩ155Mb/s光接收机差分跨阻前置放大器

采用本土 CSMC 0 .6μm标准 CMOS技术设计实现了一种用于光纤用户网的 CMOS跨阻前置放大器 .电路采用差分结构以提高共模抑制比 ,减小高频下电源波动和寄生反馈通路的干扰 ,抑制衬底耦合噪声和温漂 ,从而有效抑制前置放大器的噪声 .同时前置放大器为双端输出 ,易与后面差分结构的主放大器级联 ,无需单端 -双端转换电路和片外元件 ,电路结构更为简单 ,实现了单片集成 .电路采用单级放大结构 ,比通常的多级电路更为稳定 .测试结果表明 ,前置放大器在 5 V电源电压下增益 -带宽积可达 1.4 THzΩ,等效输入电流噪声为 1.81p A/ Hz,可稳定工作在 15 5 Mb/ s(STM- 1)

微机械陀螺检测接口建模及前置放大器优化

为了进一步提高微机械陀螺的极限分辨率,建立了基于SOI工艺的微机械陀螺的检测接口模型,并设计了与之相匹配的前置接口放大器。首先,根据陀螺表头的实际结构建立了微机械陀螺表头的RC集总参数模型和微机械陀螺检测接口的噪声模型,分析了检测接口主导噪声源及提高极限分辨率的措施。然后,在跨阻式前置放大器的基础上设计了改进的与检测接口匹配的T型前置放大器。实验结果表明:相比于跨阻式前置放大器,采用改进的T型前置放大器的等效噪声输入电流由1.18pA/√Hz降低至0.27pA/√Hz,对应的电容极限分辨率可达到0.62aF/√Hz。结果显示,采用与检测接口匹配的T型前置放大器提高了微机械陀螺的极限分辨率。

155Mb/s光通信用CMOS自动增益控制跨阻前置放大器

采用华润上华的0.6μm标准CMOS工艺设计了一种应用于光纤通信系统STM-1速率级别的自动增益控制(AGC)跨阻前置放大器.为了扩展输入动态范围,采用自动增益控制技术监控输入电流中与电流幅度成正比的直流分量的变化.当输入信号过大时,降低电路的跨阻增益,从而避免输出波形出现严重失真.通过分析电路中几个主要元件对等效输入噪声电流的贡献,给出了噪声性能优化的方法.测试结果表明,在5V电源电压下,小信号时电路差分跨阻增益达到91.7dBΩ(38.5kΩ),-3dB带宽125MHz,最大输入光功率0dBm,平均等效输入噪声电流谱密度为4.8pA/Hz^(1/2).功耗为180mW.芯片面积为0.7×0.4mm^2.

12 Gb/s GaAs PHEMT跨阻抗前置放大器

采用0.5μm GaAs PHEMT工艺研制了一种单电源偏置光接收机跨阻抗前置放大器.放大器-3dB带宽约为9.5GHz;在50MHz^7.5GHz范围内,跨阻增益为43.5±1.5dBΩ,输入输出回波损耗均小于-10dB;带内噪声系数在4dB^6.5dB之间,由此得到的最小等效输入噪声电流密度约为17.6pA/Hz;输入12Gb/s NRI伪随机序列时,放大器输出眼图清晰,眼开良好.

基于ORCAD/PSPICE的电荷灵敏前置放大器仿真分析

使用电路仿真软件ORCAD/PSPICE,对电荷灵敏前置放大器的灵敏度、频率响应、噪声和温度效应等主要特性进行了仿真分析,仿真结果与理论结果相符合。这为分析、优化前置放大器的性能提供了一种便捷可靠的方法。

高分辨率地震勘探智能程控型前置放大器的设计

根据大庆长垣北地区的地震参数(V0、β),建立视等厚层状吸收介质模型,选择200 Hz(主频)的雷克子波由浅至深计算地震反射波.计算结果表明,地层吸收衰减和球面扩散导致地震反射波振幅存在巨大差异,随深度增加振幅迅速衰减,地震仪记录信号的有效动态也迅速降低,但振幅的衰减主要发生在1.5 s前的中浅层.本文对地震仪采集站的前置放大器进行改进,设计一种智能程控型前置放大器,它的增益随深度自动增大,地层深度从0.5s^3.0 s,放大器的增益依次为0 dB、18 dB2、4 dB、30 dB3、6 dB和42dB,能够比较好地弥补地震反射波的振幅衰减.经该放大器放大以后,地震仪记录信号的有效动态均达到或超过110 dB,基本满足了高分辨率地震勘探对采集仪器记录动态的需要.

一种用于便携机的多功能心电前置放大器

给出了一种特别适用于便携机的具有50Hz陷波，电极脱落报警和起搏尖峰抑制的多功能心电信号前置放大器。该放大器仅使用了三片8脚IC芯片．整个放大器的耗电小于1．4mA／＋5v。