基于nA级电流信号的多通道高精度采集系统设计

在大气成份和含量探测的傅里叶变换光谱探测技术中,红外探测器输出的电流信号一般极其微弱。本文针对电流信号频率为kHz级、电流强度在nA级的多元型红外探测器,通过分析系统噪声来源,选取高精度、低噪声的精密集成运算放大器,合理选取电路参数,设计了一种多通道微弱电流信号高精度采集电路。通过对电路性能进行分析,结果表明,该系统可以精确采集到nA级的1 kHz微弱电流信号,系统的噪声低,满足设计要求。     

近地层紫外动态目标探测微弱信号放大器设计

针对紫外探测器输出信号微弱,常规放大电路难以实现对微弱信号放大,为此设计了一种适于近地层紫外动态目标探测的微弱信号放大器。通过分析探测器输出信号特点,提出了微弱信号放大器的指标要求。围绕预定的指标要求设计电荷前置放大电路、整形滤波电路以及增益调整电路,使放大器的输出波形满足总体设计要求。经软件Multisim模拟仿真结果表明,该放大器各项指标均达到设计要求,可以将探测器输出电荷脉冲信号放大整形输出相应准高斯脉冲波形,为后续处理提供可靠的信号,具有一定适用性。     

红外微弱信号的放大与调理电路设计

从热电堆红外探测器的检测电路设计入手,讨论了微弱信号的放大和调理方法,分析了热电堆探测器输出信号的时频域特性和噪声,给出了各环节的实现电路并进行了仿真,分析了以前置放大器为主的模拟信号链的噪声,并提出了噪声匹配的新方法,最终实现了微弱信号的测量。测试结果表明,本电路在噪声抑制和失调补偿方面达到了理想的效果,最小可检测到3.5μV的微弱直流信号变化,在红外光谱探测以及微弱直流信号检测中可以有较广泛的应用。     

基于0.18μm CMOS工艺的300GHz高响应度探测器

基于0.18μm CMOS工艺设计了一种300 GHz高响应度探测器。该探测器集成了双馈差分天线和双场效应管（FET）对称差分自混频电路。双馈差分天线较单馈天线有更高的精确度及更优的抗干扰性。差分自混频电路能有效地抑制共模信号，减小噪声输入。双场效应管后增加一级放大电路，将自混频电路输出的微弱信号进一步放大以增大响应度。天线与电路间的匹配网络实现了信号的最大功率传输。在全波电磁场仿真软件HFSS下对双馈天线进行建模与仿真优化，并与电路进行联合仿真。结果显示探测器在栅源电压为0.43 V、输入功率为-40 dBm时，最大响应度为11.25 kV/W，最小噪声等效功率为■。     

热释电BST薄膜红外探测器噪声分析及前置放大电路设计

针对热释电红外探测中微信号放大时的低信噪比问题,在分析热释电红外探测器及前置放大电路噪声来源的基础上,提出了一种热释电红外探测前置放大电路.电路仿真表明,文中所设计的前置放大电路具有低频特性好、高信噪比、高增益的特点,能有效放大微弱信号.     

一种新型低噪声麦克风前置放大器的设计

传声器集成电路将接收到的麦克风声音信号转换成电流信号,再由前置放大器放大成电压信号。通常,当声音信号很微弱时,放大器放大声音信号时也放大了噪声,造成被放大的声音信号的信噪比很低。对两种电路进行了仿真试验,比较了Claus前置放大器和Eduard CMOS前置放大器的噪声特点。采用0.18μm CMOS工艺进行仿真,分析了电路的噪声频谱密度,提出了一种改进型CMOS前置放大器,有效地改善了前置放大器的信噪比。     

HgCdTe柔性中波红外探测器放大电路设计及噪声分析

设计了一种应用于HgCdTe柔性中波红外探测器的微弱信号放大电路,该电路由电桥电路、调零电路及滤波电路组成。采用平衡电桥与仪表运算放大器INA333相结合的方式搭建电桥电路;并针对探测器直流分量过大问题,设计了可调零、带增益的信号处理电路;最后通过由二阶有源滤波器组成的滤波电路将高频噪声滤除。利用运算放大器的E_n-I_n噪声模型,对放大电路进行了噪声分析,并测试了探测器在弯曲状态下的响应性能。实验结果表明,所设计的放大电路增益为86 d B,噪声均方根值低于6.1 m V;柔性探测器的曲率半径为3 mm;当探测器光敏面上的光谱辐照功率为6.75×10~(-7)W时,产生的光电信号约102mV。     

猫眼逆向调制激光通信接收放大电路的设计

猫眼逆向调制激光通信由于通信速率高,回波信号微弱,对接收放大电路提出了低噪声、高增益和宽带宽的严格要求。首先分析了猫眼逆向调制激光通信链路模型和信噪比对误码率的影响。然后,根据系统设计指标分析了电路的带宽、增益和噪声限度等性能参数;在此基础上设计了由跨阻放大模块和增益可变主放大模块构成的接收放大电路。最后,计算了电路的总噪声,并对电路的响应特性进行了仿真。该接收放大电路的带宽达到140 MHz,信号增益大于70 dB,总噪声电流约为1.34×10~(-7)A。结果表明,该设计能满足系统后续的数据处理要求。     

微弱光信号探测APD处理电路设计

雪崩光电二极管(APD)具备微弱光信号探测性能,其相关处理电路的设计直接关乎APD探测能力的大小。分析了APD光电探测器工作原理、自身特性及外界影响因素,研究了APD工作电路的组成与最佳工作电路的设计问题。后期信号处理阶段,设计了APD信号放大处理电路,满足了低噪声、带宽匹配,微弱信号放大的要求。在APD微弱光信号探测领域具有一定的意义。     

温度传感器校准系统中红外信号检测电路设计

为了提高红外探测器检测红外微弱信号的精度,采用晶体管恒流偏置电路,使用低噪声高速运算放大器构成了前置放大电路。运用电路理论建立放大电路的噪声等效模型,采用叠加法计算1级放大输出端的噪声电压。通过中温黑体炉红外辐射实验,测试电路性能,取得了500℃~700℃时的电压波形,计算得出信噪比为7.25×103。结果表明,红外探测器前置放大电路达到高信噪比、响应速率快、抗干扰强的应用要求,可以对红外微弱信号检测放大。     

无锁相环电压全周期过零检测电路的仿真与设计

为了使静止型无功功率补偿器准确计算出系统非线性所需补偿的电流并进行实时补偿,分析了电压全周期过零检测电路的基本原理,给出了一种基于Protel 99SE仿真的无锁相环交流电压全周期过零检测电路,对所提出的电路进行了参数设计、仿真和实验,结果表明设计的无锁相环电压全周期过零检测电路的正确性和可行性。     

基于TMS320VC5402的语音检测器

本文介绍的语音检测器以DSP芯片TMS320VC5402为核心,对短波电台接收到的信号进行分析和处理。数字语音信号采用串行输入／输出方式,语音检测算法则采用对语音信号进行降噪处理后,再进行短时平均幅度差和短时能量计算的方法。该语音检测器的电路简洁小巧,语音检测准确度高。     

基于石墨烯探测器的积分电路设计

为了解决石墨烯探测器光电探测的难题,针对石墨烯探测器受光照像元电阻发生变化的特点,设计了基于石墨烯探测器的新型积分电路结构。该积分电路结构主要包含前端偏置电路、运算放大器以及开关和反馈电容等部分,电路主要利用暗像元电阻不随光照变化,而感光像元电阻会随光照强度变化而变化的特点,将光照条件下暗像元支路的电流与感光像元支路电流的差作为光响应电流,并采用CTIA积分电路进行电流积分,将光响应电流转换为积分电压输出,进而实现石墨烯探测器对光响应信号的探测和输出。文中对相关的主要电路设计进行了分析,并基于Cadence ADE仿真环境完成了电路仿真。经仿真分析,基于文中的积分电路,可以将不同光照条件下石墨烯探测器的光响应转换为对应的积分电压输出。可见,所设计的积分电路能够满足石墨烯探测器对光响应探测的需求,对石墨烯材料进入光电探测器领域具有重要意义。     

基于CMI及差分电流的紫外读出集成电路的研究

本文提出了一种基于电流镜镜像积分(CMI)及差分电流结构的GaN紫外探测器读出电路结构,分析了该读出电路结构的工作原理及特点.通过SPICE对电路结构进行了仿真验证,结果显示该读出电路结构可以对探测器的光响应电流信号进行有效的读取.     

基于Pspice的热释电红外探测器设计探讨

介绍了热释电红外探测器的结构及工作原理,由热释电效应推导出了热释电电流及电压响应表达式,利用仿真软件Pspice分析了热释电探测器等效电路模型,并在红外专用芯片BISS0001不可重复触发工作方式下给出了探测器的实用电路。     

基于逐元暗电流抑制的红外探测器读出电路研究

在航天应用领域,大部分中长波红外探测器都工作在高背景下.由于线列碲镉汞(HgCdTe)红外探测器本身的暗电流较大且各像元的暗电流具有很大的非均匀性,采用常规读出电路方案时的输出信号动态范围过小,甚至部分像元的信号电压也无法读出.采用将电压 电流转换和电流存储单元相结合的方法,设计了一种具有逐元背景抑制功能的中波红外探测器线列读出电路.该方法不仅可以抑制不同像元的暗电流,而且还可以有效提高电路的信噪比,并可增大输出信号的动态范围.电路测试结果表明,在90 K低温下,电路输出摆幅为2V,输出电压的非均匀性下降了70％,因此该研究对中长波红外探测器的工程化设计具有重要的指导意义.     

A Fast-Speed Pulse Detector Based on N-Type Si-Schottky Diode via Tuning Circuit

A fast-speed pulse detector based on n-type Si-Sehottky diode mounted in the waveguide is investigated. The relation of the fast-speed pulse detector between response time and 3 dB bandwidth is analyzed. By adopting the tunable circuit, the matched bandwidth is achieved as wide as possible. Experi- mental results show that the pulse response time of the detector is less than 150 ps within random carrier signal 500 MHz bandwidth range between 35 GHz to 39 GHz via tuning circuit. The detector is very easy to operate because it does not need bias current or synch-pulse source.     

背景暗电流抑制的红外探测器读出电路输入级设计

主要研究红外探测器读出电路的输入级设计,针对短波红外信号,电容反馈互导放大器型(CTIA)读出电路具有高注入效率的特点.本文设计了一种带有背景暗电流抑制的CTIA型读出电路输入级结构,该结构在77 K低温环境,大于300μs的长积分时间工作.探测器接收短波小信号,注入电流0～800 pA,与传统的CTIA型读出电路输入...     

热释电红外探测器的PSPICE仿真设计探讨

介绍了热释电红外探测器的结构及工作原理,由热释电效应推导出了热释电电流及电压响应表达式,利用仿真软件PSPICE分析了热释电探测器等效电路模型,并在红外专用芯片BISS0001不可重复触发工作方式下给出了探测器的实用电路。