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。     

低噪声宽频带感应式磁传感器

感应式磁传感器是频率域电磁（FEM）法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、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。在屏蔽室内对感应式磁传感器的性能指标进行了测试,其频带范围为0.001Hz～10kHz,输入噪声为3.75nVHz（1/2）,为感应式磁传感器在实际中的应用提供了性能保障。     

一种高性能的低噪声宽带放大器

介绍作者研制的一种低噪声宽带大放大器，由于采用了低噪声电子设计的一些关键技术，使放大器的噪声性能指标已接近国外同类产品的水平。     

一种斩波失调稳定仪表放大器的研究与设计

采用斩波失调稳定技术设计了一种包括辅助运放和主放大器的仪表放大器.辅助运放采用内置解调器结构,形成低噪声和低失调电压来调节主运放的噪声和失调,使输出极点成为主极点,无需低通滤波器.仪表放大器的带宽由主运放决定.本电路采用TSMC 0.35μm 5 V混合信号工艺设计,利用Cadence公司Spectre进行仿真.结果表明,电路开环增益达87.3 dB,增益带宽积12MHz,共模抑制比可达117 dB.     

一种检测微弱光电流信号的锁相放大器设计

针对强背景噪声下光寻址电位传感器中微弱电流信号检测困难的问题,设计了一种基于锁相放大原理的微弱光电流信号检测电路。该电路主要包括两部分：前置放大器和相敏检波器;其中,前置放大器主要由包括第一级电流电压转换电路在内的四级放大电路组成。系统选用高性能的AD8652作为前置放大器中的第一级运放,相敏检波器采用电子开关型芯片AD630实现信号的乘法运算。实验结果表明,当前置放大器增益设置为104、105、106时,整个锁相放大器检测系统的灵敏度分别为-1.2678×104V/A、-1.2651×105V/A、-1.2302×106V/A,该灵敏度与理论计算值的相对误差绝对值最大为3.38%,可检测的输入电流范围是100nA~180μA,频率响应范围是1kHz~1.2MHz;当外加白噪声时,系统输出值随着噪声的增大而增大,当噪声不超过待测信号的2.25倍时,系统输出值与无噪声的输出值之间的相对误差不超过5%。系统具有良好的稳定性和线性度,在微光电流信号检测中具有较好的应用前景。     

低功耗低噪声CMOS放大器设计与优化

分析了两种传统的基于共源共栅结构的低噪声放大器LNA技术:实现噪声优化和输入匹配SNIM技术并在功耗约束下同时实现噪声优化和输入匹配PCSNIM技术。针对其固有不足,提出了一种新的低功耗、低噪声放大器设计方法。     

基于ADS仿真的低噪声放大器设计

介绍了利用Agilent公司的ADS仿真软件进行仿真和设计低噪声放大器的方法和步骤.首先简介了低噪声放大器的设计理论,然后使用HEMT芯片ATF-33143详细阐述了基于ADS仿真的低噪声放大器的设计步骤,最后给出了仿真结果,对于低噪声放大器的设计研究有一定的参考价值.     

一种新型超宽带CMOS低噪声放大器设计

结合电阻并联反馈，利用PCSNIM流程设计了一个用于超宽带（UWB）系统的宽带LNA电路。电阻并联反馈降低了输入电路的Q值，使窄带LNA带宽增加，而对NF的影响很小。用TSMC0.18CMOS工艺进行仿真，结果表明，LNA在3．1-5．1GHz带宽范围内NF小于2．9dB。输入匹配优于-10．5dB，功率增益为12．9dB，带内波动仅为1dB。在1．8V电源电压下，核心电路功耗为7．5mW。     

电阻应变式称重传感器噪声信号的分离

研究了称重传感器输出信号的噪声处理,重点讨论低频噪声的分离;根据连续函数性质以及传感输出信号和噪声信号在时域中的不同特征,分别讨论了稳态下和动态下噪声信号的数学形式;提出了分离低频噪声的差分算法并从理论上推导了算法的误差范围;最后,基于MCS-51单片机软件编程,对算法进行了试验,验证了其有效性和实用性;试验结果指出:采用此算法后,输出信号中消除了时漂和温漂的影响,静态荷重时的误差为零,动态荷重时的最大绝对误差小于1g。     

布拉格光栅传感器信号的实时采集与分析

当前对于高性能的实时信号的处理,已经成为限制光纤光布拉格栅传感器大量实际应用的最主要障碍之一。本文在对此传感器的实时信号进行了深入的分析基础上,提出了采用DSP为平台,利用相关性分析的方法来解决高性能的实时信号处理问题,通过利用TMS320VC5409的DMA后台访问I／O端口和前台能同时进行运算的特点,设计了一套DSP系统来实现了实时处理高速传输的信号的目的。     

PVDF传感器和WSN的振动信号测量系统

为了满足振动传感器阵列对多点信号实时传输的要求,研制了一种基于压电薄膜(PVDF)传感器以及无线传输的振动信号测量系统。该系统包含振动信号采集模块及主控单元,前者集成了振动信号调理电路、ATmega8A微处理器以及nRF24L01无线传输模块,用于采集来自PVDF传感器的振动信号以及实现信号调理和无线传输功能;后者包括Cortex-M3微控制器、SD卡和无线接收模块,用于实现传感器数据的接收和存储。实验结果表明,本系统能够实现准确的振动信号测量以及实时、可靠的数据传输。     

强噪声背景中未知微弱信号的一种简便检测方法

针对实际应用中的未知微弱信号的检测,特别是完全被噪声淹没情况下微弱信号的检测问题进行了论证,根据白噪声零均值的特性,利用将信号按时间分段后延时累加的方法,介绍一种有效的检测方法。     

双稳随机共振系统信号调制噪声效应用于弱信号检测

通过对双稳系统随机共振模型的数值分析，得出在双稳系统输出信号中，有一个正弦信号成分和一个表现为维纳过程的噪声成分分别与输入的正弦信号和白噪声相对应。通过选择合适的系统参数，可以减小系统输出中信号和噪声之间的耦合效应。该系统可以大大抑制噪声，并在双稳系统中产生信号调制噪声效应。然后对双稳系统的输出信号作功率谱分析。不但可以辨识出淹没在白噪声中的微弱正弦信号的频率，还可以较精确地估算出微弱正弦信号的幅值。数值仿真表明，双稳系统的信号调制噪声效应可用于多个微弱正弦信号的检测。     

微弱信号锁定放大器噪声抑制新技术

检测微弱信号最有效的技术就是锁定放大技术,当噪声为有色噪声或噪声频率等于被测微弱信号的频率或奇数倍时,传统的锁定放大器技术不能进行有效地抑制或消除。针对有色噪声的抑制和消除,提出了跳频、跳时锁定放大技术;针对抑制和消除与信号同频的噪声,提出了移相调制锁定放大技术;针对抑制和消除与频率为信号频率奇数倍的噪声,提出了奇次倍频同步调制锁定放大技术;并给出了相关的实现方法。     

被动FTIR遥感技术的微弱信号调理电路设计

微弱信号调理电路设计的好坏直接影响到被动傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)的探测精度。基于HgCdTe光电导型红外探测器接受干涉光后输出的微弱电信号来设计前置检测电路和放大电路,该电路具有高增益、高信噪比、相位补偿功能,有效降低了噪声和温漂以及大的动态输入范围等特性。红外探测器将干涉红外光转换为10-8mA数量级的微弱电信号,在此输入条件下对信号调理电路进行实测,试验结果表明,该电路测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可以在光谱仪应用中验证其正确性和可行性。     

噪声对基于Duffing方程弱信号检测的影响研究

针对利用混沌临界状态检测弱信号时存在误判、效率低和误差的问题,建立并分析了Duffing方程的基本形式;阐述了基于混沌信号相平面变化进行弱信号检测的工作原理;研究了混沌临界状态检测法中噪声对检测性能的影响,仿真发现了小信号条件下二维双稳非线性系统的随机共振现象,为提高强噪声背景下检测信号的信噪比奠定了一定的基础,为利用随机共振技术检测弱信号提供了一条新的途径。     

一种低复杂度振动信号检测分类算法

低复杂度的振动信号常规峰度检测算法只能检测人员入侵行为,不能检测车辆入侵行为.根据噪声数据与车辆入侵数据特点,结合时间窗和马尔柯夫过程概念,提出了基于改进峰度的振动信号检测分类算法.该算法引入背景噪声的平均能量,利用包含比例因子P和异常突变阈值r的分段函数代替信号能量,可以避免毛刺信号干扰,检测并区分人员入侵和车辆入侵而不需要任何先验条件.试验表明,该算法具有复杂度低,资源要求低,漏警率低的特点.     

混沌背景下瞬态弱信号检测方法的研究

混沌背景中的微弱信号检测在通信、自动化等需实时处理领域中有很广阔的应用前景,也是目前的热点研究课题。利用背景信号为混沌信号这一先验知识,对基于混沌理论的混沌背景下弱信号检测的一般原理进行了研究,介绍了其近些年来的研究现状,分析了五种典型的混沌背景下瞬态弱信号检测的方法,并提出了今后进一步研究的方向。