对数放大器在弱光检测中的应用

为提取弱光检测电路中淹没在噪声中的信号,通常使用高精度放大器尤其是对数放大器来提高电路滤除噪声的能力,其中以对数放大器LOG100为前置放大电路的光电检测电路效果最佳.基于这种电路,提出一种低噪声弱光电检测电路设计方案,以电子元器件相关参数的选择和依据,检测LOG100的输出效果.测量结果表明,输入光信号功率高于1 nW,LOG100噪声滤除性能良好,而低于1 nW时则输出噪声明显增强,可能导致A/D转换输出错误,不利于后续数据处理.     

基于PSD窄脉冲激光信号检测放大电路噪声分析及参数匹配研究

针对基于位置敏感探测器的窄脉冲激光信号检测放大电路,根据其电路组成建立相应等效噪声模型。通过分析信号增益、噪声增益与电路各元器件参数以及频率之间的关系,得到该检测放大电路输入窄脉冲信号与输入噪声的动态响应输出。在此基础上求得使系统不发生震荡的运算放大器单位增益带宽计算公式,并通过研究系统信噪比与频率的关系给出使电路信噪比最大时的最优带宽求解方法。最终,通过具体算例给出电路参数一般性设计方法,并通过仿真得到,小结电容PSD有助于提高电路信噪比。     

一种适用于低频小信号检测的放大电路

针对微传感器输出的低频小信号,提出了一种基于“调制-放大-解调”思路的放大电路。该电路利用乘法器将输入信号调制至高频段放大,可以显著降低电路的低频噪声影响。相较于目前常用的斩波放大器,该电路可以克服时钟同步困难以及低频谐波分量干扰较大的缺点。该电路基于CSMC 0.5 μm Mixed Signal工艺设计,仿真结果显示,在5 V的工作电压下,可实现100倍以上放大,1/f噪声得到有效抑制。     

模拟电路关键环节--OP放大器(下)

信号放大时OP放大器的工作特性 接续上篇(刊登于本刊2004年3月号79页),可对OP放大器施加负归返的基本放大电路可分为输入信号反相,以逆相位输出的"反相放大电路"(图1),以及输入信号未反相以同相位输出的"同相放大电路"(图2)两种.如图1与图2所示,施加负归返的OP放大器输入端子之间的电压差恒时为0伏,该状态称为"virtual shoot"或是虚拟短路.     

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。     

放大器中的负反馈（一）

在放大器中采用负反馈是提高放大器性能的重要方法,可以说在电子电路中负反馈到处存在,用途很广。一、负反馈的基本概念:首先要弄清楚什么叫负反馈?在放大器中所谓的负反馈是指放大器输出信号的一部分或全部通过一定的电路送回输入回路的过程。显然,与放大过程相比,反馈是输出信号控制输入信号;而放大是输入信号控制输出信号。反馈与放大的信     

基于正斜率增益放大的新型中频放大电路

在目前车流量雷达的中频电路设计中,基本上是采用同增益放大电路来放大中频信号,导致中频输出信号和中频输入信号的动态范围相同。由于受限于后端的信号处理能力,所以能够检测到的中频输入信号的动态范围较小,探测距离有限,使得车流量雷达通常只能同时检测4车道。针对该问题,提出采用正斜率增益放大电路来放大中频信号,可有效地减小中频电路输出信号的动态范围,便于后端的信号处理,能够检测的中频输入信号的动态范围也就比以前更大,从而有效提高了探测距离,使得车流量雷达能够同时检测8车道。实测结果证明了所提正斜率增益放大电路的有效性。     

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。     

一种宽输入动态范围跨阻放大器的设计

利用对数放大的增益可变性特点,设计出基于对数放大的跨阻放大器,克服了采用传统AGC调整跨阻的复杂性和低可靠性;同时,避免了采用肖特基二极管箝位方法的工艺局限性,有效扩展了跨阻放大器的输入动态范围。在详细分析跨阻动态特性及温度特性的基础上,分析了电路噪声性能,并进行了仿真验证。试验样片的测试结果进一步证明所提出的方法是有效的。     

SBM002真对数放大器

ＳＢＭ００２真对数放大器是信息产业部电子第二十四研究所研制的新产品,主要用来处理接收机所接收的大动态输入信号,当输入信号较小时,该电路对其进行高增益放大;当输入信号较大时,该电路处于限幅状态,从而压缩了输出信号的动态范围。该电路具有大动态、高增益、宽频带、低功耗等特点。主要技术指标：正电源电流 ＩＣＣ：≤１ ００ ｍＡ,负电源电流增益,输出噪声电平输出幅度,带宽 ＢＷ：上升时间 ,下降时间 SBM002真对数放大器     

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...     

微电容超声换能器的前端专用集成电路设计

针对微电容超声换能器(CMUT)微弱电流信号检测的要求,设计了一种用于CMUT的前端专用集成电路——运算放大器(OPA)电路。运算放大器电路采用两级放大结构,第一级采用全差分折叠-共源共栅结构,输出级采用AB类控制的轨到轨输出级,在运算放大器电路反相输入端和输出端通过一个反馈电阻实现CMUT电流信号到电压信号的转换。采用GlobalFoundries 0.18μm的标准CMOS工艺进行了仿真设计和流片,芯片尺寸为226μm×75μm。仿真结果表明,运算放大器的开环增益为62 dB,单位增益带宽为30 MHz,在3 MHz处的输入参考噪声电压为2.9μV/Hz^1/2,电路采用±3.3 V供电,静态功耗为11 mW。测试结果表明仿真与实测结果相符,该运算放大器电路能够实现CMUT微弱电流信号检测功能。     

弱信号放大电路的设计

依据仪表放大器的工作原理,利用德州仪器公司的TLC2652设计了一低频弱信号放大电路。通过Multisim软件仿真分析,该电路具有极高的输入电阻,极低的输出电阻,共模抑制能力很强,能放大频率在0—300Hz内的微伏级信号,且该电路的工作稳定,失真度小。     

基于集成运放的信号发生器设计与仿真

信号发生器在电子电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。本文介绍了一种基于LM301集成运放信号发生器的设计方法,其中信号产生电路模块由积分器和比较器构成,并利用差分放大器的差模传输特性对信号变换,从而输出三角波、方波和正弦波。最后通过Protel99对电路进行仿真,仿真结果表明所设计电路完全满足设计要求。本设计具有输...     

一种双频激光干涉信号探测器的设计

为了获取高精密双频激光干涉测量中的干涉信号,完成了一种新的光电探测器电路设计。该探测器利用AD645设计了精密低噪声光电转换前置放大器,保证微弱干涉光信号的有效接收;增益可调的主放大器设计保证输出信号足够的动态范围,适应不同类型的干涉信号处理电路,双二次型带通滤波器有效抑制了噪声与温漂。结果表明,研制的光电探测器能完成微弱干涉信号的接收处理,信噪比高、频率稳定、结构简单易实现,可应用于高精密比相计等激光干涉仪信号处理装置。     

机载远程激光测距机最大允许噪声仿真研究

为了提高机载远程激光测距机接收系统设计的可行性,从激光测距方程出发,分析了最小探测灵敏度与测程的关系。对回波频谱特性、探测模块带宽和放大器带宽进行了仿真,计算了回波信号的放大倍数,推算出主放大器输出信号的大小。依据高斯白噪声模型和主放大器输出信号值,推算了激光测距接收电路的最大允许输入噪声值。设计了电路并进行了试验测试。结果表明,激光接收灵敏度与理论值的偏差为5.7%,消光比法对应空中小目标最大测程与理论值的偏差仅为1.5%。该噪声分析方法对机载远程激光测距机的接收系统设计具有一定的指导意义。     

纳伏级微弱信号放大电路的设计

针对工程测量领域的实际需求,设计了纳伏级微弱信号的放大电路,在信号输入端,通过仿真软件仿真设计,最终选用AD公司的超低噪声差分信号放大芯片AD620,放大倍数为10倍,降低了等效输入噪声。设计了相应的信号调理电路,采用多级放大电路组态方式,运用超低噪声四运放（OP470A）来组建多级带通滤波器,经过多级滤波、多级放大,逐步提高信噪比。通过实验,采用不同频段的噪声,验证SNR的改善情况。利用Multisim仿真软件对系统噪声进行了分析,分析结果显示,在低频段有效地抑制对电路造成影响的各种噪声,信噪比得到了较大的提升。     

Noise Temperature Characteristics and Gain-control of Avalanche Photodiodes for Laser Radar

Avalanche photodiodes（APDs） are promising light sensors with high quantum efficiency and low noise. It has been extensively used in radiation detection, laser radar and other weak signal detection fields. Unlike other photodiodes, APD is a very sensitive light detector with very high internal gain. The basic theory shows that the gain of APD is related to the temperature. The internal gain fluctuates with the variation of temperature. Investigated was the influence of the variation of the gain induced by the fluctuation of temperature on the output from APD for a very weak laser pulse input in laser radar. An active reverse-biased voltage compensation method is used to stabilize the gain of APD. An APD model is setup to simulate the detection of light pulse signal. The avalanche process, various noises and temperature＇s effect are all included in the model. Our results show that for the detection of weak light signal such as in laser radar, even a very small fluctuation of temperature could cause a great effect on APD＇s gain. The results show that the signal-tonoise ratio of the APD＇s output could be improved effectively with the active gain-control system.