應(yīng)用于低頻微弱信號檢測的前置放大電路設(shè)計.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域涉及到微弱信號的檢測與分析。微弱信號通過各類傳感器轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號，傳感器輸出的電信號通常頻率較低且十分微弱，需要經(jīng)過前置放大器放大輸出。在微弱信號檢測系統(tǒng)中，前置放大器是整個檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊，這使得低噪聲高增益放大器的研究成為一個重要課題。本文的主要目的是設(shè)計一款適用于傳感器輸出信號放大的高增益、低噪聲、輸出無失真的前置放大電路。
　　本文從放大傳感器輸出的微弱信號出發(fā)，提出了放大電路的設(shè)計

2、指標。通過對常用的集成放大電路優(yōu)缺點分析，提出了使用結(jié)型場效應(yīng)管作為輸入器件設(shè)計噪聲性能更高的放大電路方案。在具體的電路設(shè)計中使用優(yōu)先考慮噪聲特性的設(shè)計方法：先確定滿足噪聲要求的輸入級器件，選定合適的工作點，設(shè)計偏置電路，確定有源器件的電路組態(tài)，最后設(shè)計反饋網(wǎng)絡(luò)和補償電路。這種設(shè)計方法可以使電路做到噪聲最佳。本次設(shè)計的放大電路由兩級放大級聯(lián)構(gòu)成，由于應(yīng)用于低頻環(huán)境下，所以兩級之間采用直接耦合方式。整個放大電路主要由輸入級、輸出級、偏置電

3、路、反饋電路和補償電路構(gòu)成。
　　完成電路整體設(shè)計后，使用PSpice軟件對放大電路整體進行電壓增益、瞬態(tài)分析、等效輸入噪聲、共模抑制比等方面的仿真，得出的仿真結(jié)果顯示所設(shè)計的放大器差模電壓增益為1071倍，上限截止頻率達到了585kHz，共模抑制比在所要求的工作頻率內(nèi)高于90dB，等效輸入噪聲為納伏級別，滿足了設(shè)計要求。為了進一步驗證放大電路的可行性，制作實際電路板，對其進行了小信號輸入-輸出測試和頻率特性測試，實際的測試結(jié)果表