电流激励神经信号重建系统

本文采用CSMC 0．6μm CMOS工艺设计了一种电流激励神经信号重建系统,适用于卡肤电极系统,包括增益可调的神经信号检测电路、单位增益缓冲级、强负载能力的FES跨导放大电路、负反馈控制的偏置级和输出前馈结构,工作于5V/±2．5V。经时域仿真验证,电路频率响应带宽设计为0．1Hz-10kHz,输出电流最高可达1mA,电路跨导最大可达0．7S,输入失调电压为0．83μV,共模抑制比为-93．82dB。性能满足神经信号重建系统的要求,将用于重建动物实验。     

流水线模数转换器中的宽带电流型运算放大器

针对高清视频信号处理对动态范围大,运算速度快的模数转换器(ADC)的要求,提出了一种流水线宽带电流型运算放大器。该运算放大器的主放大器采用套筒式增益提高结构,辅助运算放大器用电流型放大器替代。采用电流共模反馈电路调节主运算放大器的支路电流以稳定输出共模电平;采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计电路。实验结果显示:辅助运算放大器采用源极输入,减小了信号主通路上的寄生电容,提高了整个运算放大器的电路速度。运算放大器的增益为83.19dB,相位裕度为61.6°,单位增益带宽为1.6GHz,功耗为9.3mW;在满幅度阶跃输入的情况下,输出建立时间小于1.83ns。将该运算放大器用于高清视频信号的流水线ADC中,实现了170MS/s,10bit精度的模数转换。同传统的电压型运算放大器相比,该运算放大器响应速度更快,功耗更低,可满足处理视频信号的要求。     

光斑位置检测系统中自动增益控制电路的设计与实现

文中设计了一种应用于激光通信光斑位置检测系统的自动增益控制(AGC)电路。该电路采用数字式增益控制、两级放大实现,第一级为可变增益放大电路,用于实现对放大电路增益的控制并将电流信号转换为电压信号,第二级为固定增益的反向放大电路,实现对电压信号的反向,以满足A/D转换对模拟输入信号的要求。实验结果表明,该放大电路可以实现对9 n A~90μA的输入电流的线性放大,总增益可控动态范围为94~154 d B,在增益为154 d B时,输出总噪声为85.2μV,满足光斑位置检测系统对放大电路低噪声、高增益、宽动态范围的需求。     

一种低功耗多功能开关电流型FPAA的设计EI北大核心CSCD

针对现有的开关电流型FPAA功耗大、电路性能不高、功能有限和灵活性不足等问题,设计了一种基于class AB栅极接地开关电流存储电路的FPAA。设计的class AB结构克服了偏置电流必须高于输入信号电流的限制,可以减少阵列的功耗;栅极接地技术有利于消除输入-输出跨导比误差,提高阵列性能。设计了具有可编程电流缩放单元的可重构模拟单元,提高了阵列的灵活性,扩展了阵列功能。在3×2规模的FPAA上,重构实现了模拟滤波器和可编程FIR滤波器,仿真实验结果证明了所设计开关电流型FPAA是有效可行的。与传统开关电流型FPAA相比,实现相同功能电路的功耗降低了50%以上。对FPAA中CAB进行了物理验证,成功重构实现一种电流放大器,结果表明放大器增益可调。     

基于电容式微机械超声换能器的脉冲回波接收电路设计

电容式微机械超声换能器(CMUT)是一种新型超声换能器,具有高带宽、易与前端放大电路集成等优点,CMUT通过输出微弱的变化电流实现超声波回波检测。根据CMUT工作在发射与接收模式的特点,设计了一种具有发射开关保护功能和跨阻放大器的脉冲回波接收电路。波特图测量表明该电路的最大增益为39 dB,-3 dB带宽为24.2 MHz,涵盖了医学与工业超声检测常用的频率范围。分别对5.8 MHz和9.4 MHz的CMUT进行脉冲回波实验测试,测试结果表明：在CMUT发射模式下,该电路能够防止高压发射脉冲损坏后级的跨阻放大器电路;在CMUT接收模式下,该电路能够有效地将微弱电流信号转化为电压信号并进行放大。因此该电路能够用于CMUT的脉冲回波信号处理。     

可编程微电流放大电路的设计

介绍了一种动态变化范围较大的可编程微电流放大电路,通过AT89C51单片机控制可编程放大器,输出符合A/D转换器输入范围的电压,同时介绍了微电流放大电路的设计要点和可编程增益放大器LH0086的工作原理     

微弱信号选频放大电路的研制

为提高弱信号检测中的信噪比,常采用选频放大电路放大微弱信号,然后利用自相关检测技术只提取所需信号,抑制噪声干扰信号.介绍了无限增益选频放大电路的研制技巧:第一级选频放大电路必须选择低噪声运算放大器,当使用超低噪声的运放时,电阻的热噪声是主要噪声源,串联在输入端的电阻其阻值应比较小.各级选频放大电路都必须选用温度系数小的电阻和电容,其中电容对频率的稳定性影响更大.在PCB布线时采用一点接地方法,避免后级电路通过电源和地线反馈至前级电路引起自激.研究表明,当选频放大电路输入端短路时,末级输出噪声超过30mVpp,就比较容易出现自激振荡.这可以作为确定选频放大电路极限放大倍数的依据.     

一种具有偏置电流温度补偿的弱信号放大电路

对于工作在宽温度范围为25～175℃的核磁共振测井仪器微弱信号放大电路,随温度变化的偏置电流作用在不对称的差分信号源内阻上会对放大电路产生不同程度的干扰。基于低热阻封装的ADA4898-2低噪声运算放大器,设计一种带偏置电流温度补偿的微弱电压信号放大电路,其增益设计值85.8 dB。理论分析和实验室测试均表明,在输入信号电压幅度最小为百nV、频率范围为400 kHz～1 MHz时,偏置电流温度补偿电路有效地降低了偏置电流引入的干扰,且不引入新的噪声源,在宽温度范围为25～175℃下有良好的线性度和频率响应。     

低电压低功耗恒跨导CMOS推挽运算放大器的设计与研究

本文设计和研究了一种新型的低电压低功耗且有恒定跨导的CMOS运算放大器，输入级采用电流镜技术的差分输入级结构，输出为推挽结构，其输入输出摆幅均为Rail-to-rail，工作电压为2．0V低电源电压，整个电路采用标准的中芯国际0．35μm CMOS工艺参数进行设计。     

通用型高增益运算放大器的试制

一、电路的特点和简单工作原理仿μA741是一种通用型高增益运算放大器,与一般运算放大器比较,这种放大器具有增益高、输入阻抗高、补偿简单(只需外接一只30Pf电容)、共模电压范围大和输出幅度大等特点,所以使用方便、可靠。它可用于各种运算电路、电压比较器、直流放大器、电压电流变换器、伺服控制放大器、模数转换器、锁相环直流放大器及各种有源滤波器等,因此使用方便,用途较广。目前在Ⅲ型电动单元组合仪表上已推广使用。此电路基本上可分为四个组成部分,即差分输入级、中间放大级、输出级,以及供给各级偏置电流的偏置电路。输入级由T_1T_3和T_2T_4组成差分对,T_1和T_2是NPN型组成的射极输出器,T_3和T_4是     

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。     

用于光离子化检测器的微弱电流检测电路设计

文中设计一种可用于光离子化检测器的微弱电流信号检测电路。分析了前置放大电路中反馈电阻和反馈电容的选择,对比了跨阻式和T型电阻反馈网络两种前置放大电路结构的输出端噪声大小,设计了能够消除输入端共模电压干扰,并可有效消除环境温差等外界干扰影响的差分输入前置放大电路。所设计微电流检测系统还包括二阶有源低通滤波器、次级电压放大电路及运放双极性供电电源电路。搭建了微电流发生电路测试所设计检测电路,输出电压与输入电流呈现良好的线性关系。将所设计微电流检测电路应用于光离子化检测平台,通入异丁烯气体进行测试,发现在异丁烯浓度为0～178.5 ppm范围内,输出电压与气体浓度间成良好的线性关系,拟合优度为0.983。通过测试酒精和丙酮挥发物证明,该系统可以推广到用于其他挥发性有机物检测。     

一种低成本AGC电路研制

在微弱信号检测中,当输入信号变化范围很大时,固定增益放大电路不能满足要求,必须采用自动增益控制(AGC)电路。在对AGC电路进行研究后,提出了一种低成本的AGC电路,仅采用1个LM324集成块。其中,二级运放放大输入信号,一级运放产生控制电压。实验表明,电路增益在43~68dB之间自动变化,AGC控制达到25dB。可作为一般弱信号检测放大电路。     

杂散电容对交流法微电容测量电路噪声特性影响的分析

对电容成像交流法微电容测量电路由杂散电容导致的测量噪声进行了研究.利用运算放大器的噪声模型,对运算放大器输入电压噪声、输人电流噪声以及周边电阻元件的热噪声通过杂散电容作用于交流法微电容测量电路输出的影响进行了理论分析,给出了测量电路输出中噪声峰峰值的理论计算公式并进行了实验验证.理论分析及实验结果表明:交流法微电容测量电路前级运算放大器输入电压噪声通过测量端与地之间的杂散电容形成的噪声是该微电容测量电路输出噪声的主要来源.最后给出了电容成像系统前级运算放大器选型的指导原则.     

基于AD620的微弱信号放大器设计

为了解决微弱信号放大电路中零点漂移、放大失真等缺陷,设计了一种基于AD620的高精度微弱信号放大器.该放大器是以仪表放大器AD620为核心,辅以电压跟随器和二阶低通滤波电路,来滤除电路中的噪声信号提高放大精度,利用零点漂移电路来调整电路输出零点,保证传感器未动作时,电路输出的放大电压为零.实际测试结果表明,该电压放大器...     

典型反馈电路的噪声特性分析

实际放大电路中,常常采用反馈来展宽带宽,稳定工作点,减小非线性失真,提高或降低输入阻抗等。但是,采用了反馈会使放大器系统的噪声系数变坏,如果设计合理,能使变坏的程度减小到忽略不计。现重点研究电压并联负反馈电路、电流串联负反馈电路、电流并联负反馈电路的噪声特性。针对各个反馈电路,先推导电路总增益Kv,接着计算各噪声源对输出噪声的贡献,得到总输出噪声E2no,然后转化成等效输入噪声E2ni,最后根据等效噪声模型求得最佳源电阻Ro和最佳噪声系数Fo。通过对推导出的公式进行分析可得,对于典型反馈电路,当满足一定条件时,最佳源电阻、最佳噪声系数和没有反馈的情况相同,即反馈对噪声的影响可忽略不计。     

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。     

气路静电传感器信号处理电路设计及仿真分析

针对航空发动机气路静电传感器输出信号微弱且易受外在及固有噪声影响的特点,设计了一种新型静电信号处理电路。基于静电传感器感应电极的等效电路模型,设计高输入阻抗FET运算放大器作为采集模块,采集输入信号并实现电流值到电压值的转换;进一步利用低噪声测量放大器作为信号放大模块将微弱信号放大;使用直流电池作为电路供电模块,以隔绝外在电缆引入的工频干扰。对电路的增益、带宽及噪声特性进行分析,通过Multisim软件进行电路仿真;最后通过实际信号测试对电路的信号处理效果进行验证。仿真及测试实验结果表明:设计的电路能够有效放大静电信号并减少毛刺噪声,具有良好的处理效果。     

数字式自动增益放大电路

在数字信号采集系统中,A/D转换器对输入的模拟信号电压有一定的限制.为使输入信号不受这一限制,设计了一种数字式自动增益放大电路,该电路采用数字电位器取代放大器的反馈电阻,单片机根据放大器输出电压自动调整数字电位器的阻值来调节放大器增益,使输出电压始终维持在所设定的上下限电压之间.在实验室做了性能测试实验,结果表明:设计的自动增益放大电路性能稳定可靠,输出电压能够满足A/D转换器件的电压转换要求.     

离子流放大器的噪声、线性和反应时间

在质谱计及其它一些仪器中,为了测量微小的离子电流,常采用电子管静电计直流电流放大器,也称做离子流放大器。这种高内阻信号源的缓变微小电流的测量的典型电路方案是:第一级采用输入阻抗不低于10~(14)～10~(15)Ω的静电计电子管做放大器的输入级,随后是两级直流电压放大器(用电子管或晶体管),末级用阴极输出器。整个电路加有从放大器输出端经过10~(10)～10~(12)Ω高值电阻到静电计输入端的100％负反馈。