光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。     

高灵敏测量放大器研制

高灵敏测量放大器由信号输入变压器,前置放大器,高Q 选频带通滤波器和线性检波器组成在20dB 输出信号噪声比条件下,整机灵敏度高达0.1μV,比FD-1测量放大器高二个量级,前置放大器输入级采用低噪声场效应晶体管,其等效输入噪声电压为7 nV/(Hz)~(1/2)。选频带通滤波器为一态变量有源滤波器,其频率范围从10Hz 到5 kHz,幅度精度为±5%,线性检波电路由运算放大器构成,在40dB 动态范围内,线性度优于2%。文中讨论了信号输入变压器线电阻对噪声的影响。     

新型纳米阻抗显微镜前置放大器的设计

基于扫描隧道显微镜的新型纳米阻抗显微镜（STM-NIM）能够测量材料表面的纳米微区阻抗性质并具有分辨率高的突出优点，但传统STM前置放大器的频率带宽不能满足STM-NIM测量模式的要求，因而需要设计新型前置放大器。STM-NIM前置放大器必须在噪声和频率带宽两方面同时具有非常优良的性能。本文利用STM及NIM信号的特点，通过将信号一分为二并对电路进行优化，研制出了满足STM-NIM测量要求的新型前置放大器。测试表明，该前置放大器能同时用于NIM阻抗测量和STM形貌扫描；其NIM信号的频率带宽达到300kHz；其STM信号的噪声约为0．8mV，能满足原子级分辨成像的要求。     

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。     

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。     

一种抑制低频噪声的微机械陀螺C／V转换电路

目前一般均采用电荷放大器作为微机械陀螺前置接口电路,实现电容变化信号C／V转换提取。文章设计了一种能够抑制低频噪声的微机械陀螺前置C／V转换电路,分析了低噪声前置C／V转换电路的工作原理,用Saber软件对传统电荷放大器和低噪声前置C／V转换电路从时域及频域方面进行了仿真对比,最后通过实验验证仿真结果的可靠性。仿真及实验结果表明,设计的前置C／V转换电路能更好地抑制低频噪声。     

调频连续波(FMCW)雷达信号调理电路

文中给出一种应用于调频连续波(FMCW)雷达的信号调理电路。该电路采用低噪声前置放大器、对数主中放和具有频域压缩功能的滤波器。实验表明,该电路小信号增益大于100dB,动态范围大于80dB,具有较高的信噪比和优良的滤波性能,可有效地提高FMCW雷达的抗干扰能力。     

低温低噪声放大器噪声测试系统

在低噪声放大器噪声线性的基础上，介绍了负载温度可变法，用于测量低温低噪声放大器的噪声。建立一套低温放大器噪声测试系统，并分析了系统的测量误差。利用系统测量了S波段和C波段低温放大器各1个，测试结果与国外同类测试系统的测试结果相符。系统的建立为我国自主研发低温低噪声放大器提供了必要条件。     

极微弱准直流电流信号测量电路的设计

针对极微弱准直流电流信号检测中的噪声和零点漂移问题,采用理论分析和数值计算的方法设计了一款检测电路,包括前置放大器、主放大器和滤波电路。试验表明,该电路具有较低的噪声、较高的灵敏度、较宽的量程和较低的零点漂移量,能够满足实际测量要求。实验结果与理论分析和数值模拟相吻合,可以为极微弱直流电流信号测量技术领域的研究工作提供参考。     

高阻抗前置放大器的设计与研制

本前置放大器采用超高速缓冲放大器ＬＨ００３３,并将半导体探测器与前置放大器同时屏蔽,克服了传统放大器体积大,噪声强,易受环境因素干扰等缺点。放大器工作可靠,灵敏度高,适合于各类在电磁环境恶劣下极弱小信号的测量。     

电化学伏安分析中放大器的低噪声设计

测量电化学伏安分析中微弱电流的电路系统,因被测电流是mA到nA级的微弱信号,所以低噪声是设计的关键。叙述了该系统的关键电路。通过分析放大器的输入特性参数所带来的误差影响,以及放大器的噪声估算等问题,提出了正确选择放大器芯片的思想。结果表明这是能够提高测量精度的一种有效方法。     

矢量网络分析仪动态范围的原位拓展方法

针对大带外抑制滤波器传输和反射特性的测试需求,提出了一种矢量网络分析仪动态范围的原位拓展方法。 该方法在 不改变仪器硬件架构的前提下,在测试链路中增加低噪声放大器,通过把微小信号放大来拓展动态范围,并采用互相关的信号 处理算法,通过对两路测试数据进行多次运算进一步降低了仪器的噪声基底。 为提升测试精度,解决因低噪声放大器的引入导 致无法直接获取接收端口误差项的问题,设计了基于 12 项误差模型的两步校准方法,并完成了连接适配器参数的提取和去嵌 入。 最后,对两个不同频段的大带外抑制滤波器进行特性测量。 试验结果表明,200 Hz 中频带宽下动态范围可以达到 130 dB, 相对于常规仪器的动态范围可以提升 20 dB 以上,验证了方法的有效性。     

激光测距与跟踪系统低噪声电子设计方法

各种电子元器件,光电转换器件存在着各种各样的噪声,如散弹噪声、1/f噪声、热噪声在系统中还存在背景噪声等等.降低噪声,一直是提高系统作用距离的主要研制任务.本文以噪声的基本理论为基础,从工程的角度论证在激光测距与跟踪系统设计中主要的噪声源与低噪声设计方法.并以实例介绍了在工程中应用的前置放大器设计方法.     

检测仪器输入电路的低噪声设计

文[1]中已经指出前置放大器的输入电路采用适当的耦合形式对于获得低噪声性能是很重要的。本文分析了几种常用的耦合形式(变压器耦合、多管并联输入、推挽输入)的噪声性能及最佳耦合条件,供检测仪器前置放大器的低噪声设计时参考。     

低噪声晶体管放大器的计算机优化设计

本文根据晶体管混合π噪声模型[1],应用计算机辅助设计的方法,对低噪声晶体管放大器进行了优化设计。解决了低噪声晶体管放大器的最佳工作点和最佳源电阻的计算问题。为低噪声晶体管放大器的设计提供了一种适用的方法。作者编制了供低噪声设计用的噪声程序,并将用该程序设计的结果与文献[1]中提供的晶体管噪声测试结果作了对比,证明本文提出的低噪声设计方法是正确的。     

微弱光电信号检测电路设计

光电信号检测与采集电路的性能优劣,直接关系到粉尘浓度测量系统的准确度和精确度。在分析研究了光电检测基本原理和微弱信号检测影响因素的基础上,针对粉尘浓度测量系统中光信号的特点,通过采用差分式测量结构,提高光电探测器供电电源的稳定度,选用低噪声、响应快的运算放大器等措施,设计了一种噪声低、反应快、简单实用的微弱光信号检测电路,成功应用到了某粉尘浓度测量系统上。     

77K DC SQUID磁强计的低噪声前置放大器

本文介绍了液氮温度（７７．３Ｋ简称７７Ｋ）直流（ＤＣ）超导量子干涉器（ＳＱＵＩＤ）磁强计的前置放大器的设计思想。利用ＡＤ７９７的超低噪声、超第失真的优异性能作前置放大器的第一级放大是获得低噪声的关键所在。另外在电路上采取必要的措施以保证最终获得前置放大器的低噪声性能。     

光栅振动检测系统中信号处理关键技术的研究

针对高频光栅振动信号的处理要求,设计了基于DSP的振动信号处理系统.采用状态机的方法克服了信号采集不同步的影响,并结合DSP软件细分算法实现了光栅振动信号的高倍细分.测试数据表明:该系统分辨率高、动态范围宽、实时性强,可集成光栅振动传感器应用于微位移、微振动的测量领域中.     

基于单片机的低频功率放大器设计

设计了一种低频功率放大器,主要由前置放大、功率放大、稳压电源及输出测量显示等电路组成。系统采用STC89C52RC单片机为控制核心,使用高品质的双运算放大器NE5532进行小信号放大和带阻滤波,功放采用MOS晶体管,具有输出功率、电源功率、整机效率等测量功能,结果以数字显示。该机音响效果优良、信噪比高、频带宽、失真小、输入灵敏度高,有较大的功率余量和动态范围,可以高保真地还原出逼真的清纯音响。     

四极质谱检测中复合放大器的低噪声高带宽设计

四极质谱峰信号是10-11A到10-6A级的微弱电流,并且快速变化,所以在大动态范围内实现低噪声和高带宽是设计关键。设计一种开环增益(ac)可调整的同相输入复合跨阻抗放大器,分析ac对信号和噪声的作用。在较低放大倍率时,改变ac后同相输入复合放大器会降低自身产生的噪声,实现低噪声;在较高放大倍率时,改变ac后同相输入复合放大器能扩展被极高阻值的反馈电阻和寄生电容降低的信号带宽。实验结果表明：与反相输入复合放大器相比,同相输入复合放大器在106-107V/A放大时能降低5-30%噪声,在108V/A放大时扩展带宽1.8倍并提高10-15%质谱峰强度,提高了质谱峰的信噪比。