仪表放大器电路设计

仪表放大器电路以其高输入阻抗、高共模抑制比,低漂移等特点在传感器输出的小信号放大领域得到了广泛的应用.在阐述仪表放大器电路结构、原理的基础上,基于不同电子元器件设计了四种仪表放大器电路实现方案.通过仿真与实际电路性能指标的测试、分析、比较,总结出各种电路方案的特点,为电路设计初学者提供一定的参考借鉴.     

基于仪表放大器电子秤的设计

为了解决因微弱信号放大而影响电子秤精度的问题,采用了仪表放大器作为压力传感器前置放大器,解决了由放大环节带来的失调电压和温漂等问题。简要论述了电阻应变式称重传感器的工作原理、设计了系统硬件电路与软件。经测试设计的电子秤误差小于0.3%,且具有数据准确稳定、称量快捷等特点。     

新型可用于FOCS光检测的放大器的分析与设计

介绍了一种新型应用于FOCS（光纤电流传感器）的PIN的光检测放大器的设计，并提出了一种新型的双T型选频网络电路，对放大器各级的设计原理也进行了详细的理论分析，理论与实践都证明这种新型光检测放大器信噪比较高，能对微弱的PIN光信号进行有效地检测和放大。     

利用LMV792制作差分前置放大器以提升光电转换的信噪比

引言 低输入偏置电流(Input Bias Current,IBIAS)、低输入失调电压(Input Offset Voltage,)及低噪音运算放大器,都可作为放大光电二极管(Photodiode)输出电流的前置放大器.虽然这些前置放大器的基本电路是浅显易懂的,然而,值得注意的是,若要使其达到最佳工作效率,我们必须对其中的细节,如光电二极管信号大小、运算放大器的特性、以及电路板设计与制作等,做更深入的探讨.许多精密仪器要探测光的强弱,并将它转换为有用的模拟或数字信号,本文讨论的光检测电路,可以用在计算机扫描、血液分析仪,高精密度电子秤,烟雾传感器等系统中.     

采用对称放大电路的CR型均衡放大器

本文介绍一款采用对称放大电路的CR型均衡放大器,整个电路由两级对称放大级和插在中间的CR均衡电路组成。前后的两级对称放大级均由两只互补FET组成、放大电路基本相同。该CR型的均衡放大器具有电路结构简单、容易制作、音质好、高低音范围宽等优点。本文还就该均衡放大器的设计技巧作了较详细的介绍。 一、电路 该机的整机连线图如图1所示,放大器部分的电路图如图2所示。放大器由两组电路相同、电路参     

微弱光信号检测电路的设计

从微弱光信号检测电路的设计方案入手,论述了光电检测电路的基本工作原理,给出了采用AD795KN为前置放大器来设计放大电路、有源滤波电路以及主放大电路．最终设计低噪声光电检测电路的一般原则。实验表明,基于本设计的检测电路可以有效测量微弱光信号,适用于一般光信号和微弱光信号的检测需要。     

基于PXI总线的多通道程控电荷放大器设计

压电式传感器以其良好的性能在结构健康监测领域得到了广泛应用,而电荷放大器则是压电式传感器最主要的测量电路,但目前的独立电荷放大器体积较大,不适于系统集成.为此设计了一种基于外围设备互连总线(PXI)的插卡式多通道程控增益电荷放大器,它由电荷转换电路、滤波电路、反向跟随电路、PXI控制电路组成,实现放大倍数和灵敏度可调.经性能测试,设计的电荷放大器具有通频带宽、性能稳定、一致性好的优点,满足实际工程应用要求.     

基于0.18μm CMOS工艺2.5Gb/s宽动态范围光接收机前端放大电路设计

基于0.18μm CMOS工艺设计了适用于2.5Gb/s传输速率的宽动态范围光接收机前端放大电路（包括前置放大器和限幅放大器）.前置放大器采用了RGC输入级的跨阻放大器,并且应用了消直流电路和自动增益控制电路扩展输入动态范围.限幅放大器采用了按比例缩小尺寸、并联峰化和带有有源负反馈的Cherry-Hooper放大器等方法扩展带宽.仿真结果表明：前端放大电路的中频增益为116dBΩ,-3dB带宽为2.13GHz,输入信号动态范围为40dB（0.01～1mA）.     

智能化传感器中应用仪表放大器的电路设计

在智能化传感器系统中广泛采用仪表放大器构成信号的放大处理电路。放大差分信号的仪表放大器在实际应用中,要考虑输入共模电压范围、增益的选择、滤波、共模频率、输入电流回路设计等问题,以及选择信号的输入方式。针对这些问题,本文进行了较为详尽的讨论。     

一种离子选择电极前置放大器的设计

采用离子选择电极法测量溶液中某种离子的离子浓度时,离子选择电极与参比电极间产生一个电势差。基于电势差信号的低频率、低幅值和输入高阻抗的特点,设计了一种用于离子选择电极信号采集的前置放大器。该放大器主要由传感器电极、低通滤波电路、超高输入阻抗放大电路、差分式放大电路和50Hz陷波电路等组成。该前置放大器提供了高达10^12Ω 的输入阻抗,并且很好的降低了共模信号的干扰以及工频干扰,可以较好的采集到离子选择电极的微弱信号。     

干式电力变压器振动信号调理电路的设计

基于振动法的变压器状态监测系统通过安装在变压器器身上的振动传感器来测量运行中的变压器的振动信号,通过对干式电力变压器振动特性的分析,得出振动量的量化特性,方便了调理电路的参数设计.振动信号的调理过程,采用一种内装IC的加速度传感器YD35D,适合用来测量电力变压器的振动信号,通过电荷放大器、增益放大电路和滤波电路将加速度信号转变成微处理器可采集的0-5v的模拟电压量,较为详细地介绍了信号处理各部分电路的设计及电阻电容的参数计算公式.通过电子电路仿真软件Multisim对电路参数进行了合理配置,仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值.     

加速度信号调理电路设计及仿真

基于高冲击环境试验中对瞬态加速度信号的高精度测试需求,采用存储测试的方法设计了加速度存储测试仪。由于压电式传感器具有灵敏度高、量程大、较高固有频率、耐冲击等优点,所以使用其作为传感元件,设计了电荷放大电路、增益可调节的前置放大电路及滤波电路。较为详细地介绍了信号调理电路的设计及电阻电容的参数计算公式。通过仿真分析软件ORCAD,对电路参数进行了合理配置。仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值。     

加速度信号调理电路设计及仿真

基于高冲击环境试验中对瞬态加速度信号的高精度测试需求,采用存储测试的方法设计了加速度存储测试仪。由于压电式传感器具有灵敏度高、量程大、较高固有频率、耐冲击等优点,所以使用其作为传感元件,设计了电荷放大电路、增益可调节的前置放大电路及滤波电路。较为详细地介绍了信号调理电路的设计及电阻电容的参数计算公式。通过仿真分析软件ORCAD,对电路参数进行了合理配置。仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值。     

瞬变光探测系统前置放大电路的设计

光电探测器前置放大电路设计的好坏会直接影响整个检测系统的信噪比.为了提高对微弱光信号的检测精度,使用低噪声光电二极管和运算放大器,并选择光电二极管工作在光伏模式,设计出了光电探测器的低噪声前置放大电路.通过采用超前校正方法对由光电二极管结电容及运算放大器输入电容引起的相移进行补偿,克服了光电二极管寄生参数引起的转换电路...     

可重构多波段射频功率放大器设计

在未来通信系统发展中,多波段多模式的射频功率放大器具有很大的应用前景。在众多解决方案中,利用可重构器件实现的可重构多波段射频功率放大器最具优势。利用PIN二极管的单向导电性,提出了基于PIN二极管开关的可重构多波段功放的设计思路。介绍了可重构器件的仿真设计,并进行了实际测试。在1 750 MHz、2 100 MHz和2 600 MHz频点设计了可重构多波段功放电路,并做了仿真测试。为验证仿真设计的准确性,完成了实际电路板制作和功放的调试工作。实验测试结果表明,提出的设计方法可行并达到了设计指标,对今后的研究工作具有重要的指导意义。     

单片机在表面粗糙度测量系统中的应用

设计了一种以单片机和光纤传感器为基础构成的表面粗糙度测量系统。该系统由光纤传感器、信号检测电路、单片机处理电路和显示装置组成。其特点是系统性能稳定、适应性强、精度高,可以对不同加工方法的工件实现非接触和在线测量。重点给出了该系统的主要硬件和软件及实现方法。     

开关式低压CMOS温度传感器的设计与实现

介绍了一种基于0.18μm CMOS工艺,具有开关功能的低压集成温度传感器。该温度传感器利用半导体pn结的电流电压与温度有关的特性,获取双极晶体管基极-发射极电压差值ΔVBE,采用仪表放大器进行后级放大。仪表放大器由两个采用折叠式共源共栅结构,带有PD开关信号的运算放大器作为反馈系统,放大倍数为7。用ADE工具,对整个电路在工作电压1.8 V、偏置电流20μA下进行仿真,得到其精度为1.58 mV/℃,再在不同工艺角下进行仿真验证。版图总面积为320μm×280μm。该设计已经在一款数字视频芯片中得到实现,用于实时检测芯片温度。实际测试结果与模拟仿真结果基本相同。     

体硅热膜传感器单片集成工艺的研究

针对MEMS热膜式传感器的发展趋势和在实用化过程中存在的问题,提出了一种新型的单片电路和体硅MEMS热膜式传感器实现集成制造的嵌入式CMOS工艺技术,解决了MEMS制造工艺和CMOS集成电路工艺之间存在的兼容性问题。通过这种嵌入式CMOS工艺技术,可以实现具备最小体积、最低成本的MEMS器件。通过这种嵌入式热膜式传感器和CMOS处理电路的单片集成制造工艺,实现了一款热膜式传感器和IC放大电路的集成部件,并完成了相关基本电性能测试和传感器功能的演示验证,证明了设计的工艺路线的可行性。     

基于光电检测的红外光信号接收电路设计

由于红外器件的广泛应用,红外光信号的检测受到许多学者的关注。为解决红外光信号容易受到太阳光干扰的问题,在光电检测原理的基础上,根据红外光信号和噪声的特点,设计了红外光信号检测的前置调理电路。将微弱的光信号通过光敏三极管转换成电信号,并通过放大、滤波等处理,滤除了部分高频和低频噪声,使转换后的电信号放大到适合后续电路处理的幅度范围内。试验结果表明,该检测电路可以满足一般场合的红外光信号的检测,输出电压的幅度可以由毫伏级放大到几伏,能够滤除太阳光中高频和低频分量。     

巨磁阻生物传感器阵列及专用锁相放大器设计

EW_GⅠ是基于GMR(巨磁阻)传感器,用于检测血样中特种病毒的正在研发的生物芯片系统。叙述了其巨磁阻传感器阵列以及后端锁相放大IC电路的设计及实现。该阵列包含32个GMR传感器单元和2个传感器参考单元,形成多路的半桥式惠斯通电桥,用于感应绑定磁球的附加磁场。每个单元(100μm×100μm)由长1mm、宽7μm的巨磁电阻蜿蜒而成,该电阻采用[Ag(2nm)/NiFe(6nm)/Cu(2.2nm)/CoFe(4nm)]20结构,采用Ag作为镜面层,其饱和磁场小于等于30mT,GMR值约6%,单个传感器电阻约为780Ω。配套的锁相放大芯片包括了信号通道、参考通道、前置低噪声放大器、带通滤波器、可控增益放大器、相敏检测电路、正交移相电路、差分直流放大电路八个部分,整个设计功耗小于50mW@Vcc=3V。