噪声温度计用放大器设计与性能评估

低噪声、低失真、高共模抑制比的放大器对于噪声法测量热力学温度至关重要。设计了由前置放大、仪表放大和缓冲放大3级组成的噪声温度计用高性能放大器。其中,采用具有超低噪声的结型场效应对管IF9030作为前置差分放大级的输入;研制了自动化测量对管转移特性的装置,用于在大批量对管中挑选匹配度更优的器件;采用互相关技术压低电路中不相关的噪声,从而确保能够准确测量到被放大器背景噪声淹没的非线性失真信号;重点评估了放大器在1MHz带宽内的共模抑制比和放大器受双频激励时的非线性失真。测量结果表明,放大器的背景噪声为1.2nV/Hz1/2;100kHz带宽内的共模抑制比优于90dB,100kHz至1MHz带宽内的共模抑制比会随着频率的增加而降低,但不低于70dB;放大器受频率为400kHz、401kHz,幅度有效值为8μV的双频信号激励时,产生的二阶交调失真信号比双频信号低79dB,二阶谐波失真信号比双频信号低85dB。     

微小电压测量放大电路的抗共模噪声设计方法

测量仪器性能的好坏在很大程度上取决于其前端放大电路的性能,常选择具有较强噪声抑制能力和较大输入阻抗的运算放大电路和仪用放大电路.在微小电压的精密测量时,仪用放大电路的对称性很难完全保证,在强噪声的环境中,在仪用放大电路中加入共模电压的负反馈电路可抵消共模噪声或其中的一部分;在长距离信号传输时,在电路输入端加入跟随器电路可很好地克服由于测量电缆较长造成的输入电路不平衡而引入的测量误差.实验测试结果表明:改进型的仪用放大电路噪声抑制效果良好.     

具有超低输入噪声的电阻类传感器噪声高精度测量系统

为准确测量电阻类传感器的噪声,克服商用锁相放大器在噪声测试方面准确性难以评估、性能有限的缺点,该文利用低噪声的前置放大器与24位的数据采集卡构建高精度的电阻类传感器噪声测试系统。该系统可有效避免测试电路和数据处理对噪声测试结果的影响,且可通过噪声实测值与理论值对比保证测量结果的准确性。测试结果显示该系统具有0.8 nV/Hz0.5@1kHz的超低输入噪声(100 mV输入范围),优于商用锁相放大器;噪声理论值与实验值之间的平均偏差仅为0.25%,确保测试系统的准确性。该系统可以满足大多数电阻类传感器的高精度噪声测量需求。     

基于电/磁转换的海洋电场检测方法

传统的直接电测量方法受1/f噪声限制,在低频处信号与噪声发生混叠,难以实现高水平低噪声测量。该文提出一种基于电/磁转换的海洋电场低噪声检测方法,将电信号转化为磁信号,通过微机械的方法将磁信号调制到高频,有效避开低频1/f噪声影响。设计一种实现电/磁转换功能的微机械结构,利用TMR电阻构成惠斯通电桥测量磁信号,实现海洋电场的高水平低噪声检测。仿真与实验结果在1 Hz处噪声分别达到1.16 nV/(Hz)~(1/2)和1.41 nV/(Hz)~(1/2),优于传统电测量方案的噪声水平,验证该方法的有效性。     

3～5μm室温碲镉汞低噪声放大器

本放大器用于光学测温及其他非接触测量的弱信号放大。本放大器采用低噪声晶体管, 合理选用工作点,并采用低噪声偏置电路等降低噪声的措施,使放大器的噪声指标达到或接近国内同类放大器的先进水平,中心频率为1000Hz的单位带宽电压噪声E_n=1.72nV,电流噪声I_n=2.6PA。     

高精度齐纳电压源的噪声及其测量方法

介绍高精度齐纳电压源的噪声及其测量方法;重点阐述0.01～10Hz带宽内的噪声及其测量方法.目前,其噪声谱密度水平约为40nV/ H2(1.018V输出,f=0.025Hz);采用数字电压表采样法得到的结果(相对于回归线的标准偏差)约为7.45×10-8(10V输出,采样频率fn=0.083Hz).     

低频功率放大器

系统共有五部分组成,分别用波形变换电路、弱信号前置牵制放大电路、功率放大电路、功率指示与保护电路、自制稳压电源等。波形转换采用的是集成电路,用NE5532作为放大级,用来推动功率放大,功率放大的末级采用的是分立元件,也属于典型的OCL电路,主要承担电压放大任务,由于在噪声、转换速率、增益宽带积等方面优异的指标,而且一定的输出电流,做功率推动及很合适。前置放大器由两级组成,它的任务是完成小信号的电压放大,其失真度和噪声对系统的影响最大,故采用了低噪声、高保真度的双通道专用音响前置集成放大器NE5532,均采用电压并联负反馈电路,因电压并联负反馈具有良好的抗共模干扰能力,具有改善波形失真的作用。     

低相位噪声CMOS LC压控振荡器的设计与优化

采用线性时变(LTV)模型分析了电压偏置型CMOSLC交叉耦合压控振荡器(VCO)的相位噪声.以相位噪声为优化目标,元件参数为设计变量,根据理论计算与仿真结果确定了晶体管宽长比和谐振腔电感的最佳值,完成了电路的优化过程.并以此优化结果为依据,用0.18μm CMOS工艺设计、实现了一个芯片面积为1.1mm×0.7mm的LC交叉耦合振荡器.测试结果表明,在1.8V电源电压下,该压控振荡器的频率范围覆盖1150～1210 MHz,10kHz频偏处相位噪声达到-89dBc/Hz,核心电流4.3mA,抑制相位噪声性能优于其他振荡器.     

低噪声阵列声波测井信号调理电路设计

针对阵列声波测井仪高温、高噪声的作业环境,采用模拟滤波、低噪声设计和优化的布局布线等技术设计阵列声波信号调理电路,以实现波形模式选择、程控增益放大、可选频带带通滤波等功能.为抑制高频噪声干扰以及降低电路自身的噪声影响,着重分析和设计了低噪声前置预放大电路和可选频带带通滤波器.实践表明,该调理电路噪声小,有较强的噪声抑制能力,通道间波形一致性较好,能在高温环境下稳定可靠地工作.     

带ESD保护的2.4GHz低噪声放大器的分析与设计

分析了静电放电(ESD)保护对源极电感负反馈低噪声放大器(LNA)的输入阻抗匹配和噪声匹配的影响。给出了带ESD保护的低噪声放大器在功耗限定的条件下同时满足功率匹配和噪声匹配的优化方法,基于该方法,采用0.18μm RF CMOS工艺设计了应用于无线传感网(WSN)的2.4GHz低噪声放大器。测试结果表明,低噪声放大器噪声系数(NF)为1.69dB,增益为15.2 dB,输入1 dB压缩点和输入三阶截点(IIP3)分别为-8dBm和1dBm,在1.8V电源电压下消耗电流3.1mA。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。