PIN光电探测器低噪声前置放大电路设计
- 格式:pdf
- 大小:1.46 MB
- 文档页数:4
低噪声前置放大电路设计谢丽娟【摘要】介绍了一种中、低频低噪声前置放大电路的设计方案.理论分析影响低噪声前置放大电路的因素;采用抑制噪声和直流漂移电路减小噪声干扰;并对设计电路进行测试和分析.以宽带前置放大电路为例,设计了低噪声的前置放大电路.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2012(036)012【总页数】3页(P30-32)【关键词】前置放大电路;低噪声;抑制直流漂移【作者】谢丽娟【作者单位】四川机电职业技术学院,四川攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】TN72目前,以包括场效应晶体管或者双极型晶体管在内的晶体管放大电路为基础的集成放大器被广为使用。
通常使用分立晶体管放大器对大功率进行放大,它同时也适用于微波、高频的低噪声进行放大。
速调管、磁控管、正交场放大管、行波管以及功率三极管或四极管等特殊类型的真空管适用于高频和微波的大功率放大[1]。
设计一个前置放大电路,使其在较宽的频带范围内具有良好的直流和交流特性,电路包括输入阻抗匹配、无源衰减网络、有源放大等环节,采用单端输入单端输出方式实现信号变换。
输入阻抗匹配单元有50 Ω和1 MΩ两种数值可选;无源衰减网络单元可以在输入阻抗不变的前提下实现对信号1倍或10倍衰减;有源放大单元可以实现1,2,5,10倍放大,电路输出电阻近似为0 Ω[2]。
系统框图如图1所示。
(1)技术指标高速数据采集要求其前端模拟通道频带宽、噪声低,进而保证高速数据采集的精度。
要求由宽带放大器为核心器件的前端模拟通道具有如下的技术指标:电路频带:0~50 MHz;放大器增益:3.84,7.68两种可选;量程:-50~+50 V;通道输出:-768~+768 mV;零点误差:≤10 mV;增益偏差:<1%。
(2)数字部分对模拟通道的控制要求以待采集信号电压的绝对值进行讨论,将0~50 V划定几个较为常用的范围:0.1,0.2,0.5,1,2,5,10,20,50 V等9个量程挡位。
第48卷第7期2018年7月激光与红外LASER&INFRAREDVol.48,No.7July,2018文章编号:1001-5078 (2018)07-0913-06 •电子电路-红外探测器的低噪声前置放大电路设计江婷12,李胜1高闽光1童晶晶1李妍1(1.中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽合肥230031;2.中国科学技术大学,安徽合肥230026)摘要:在红外探测器的工程应用中,前置放大电路是影响整个探测系统性能的重要组成部分。
本文从制冷型碲镉汞光导红外探测器的工作特性出发,设计了一种恒流偏置的低噪声前置放大电路。
对电路的工作原理以及噪声性能进行分析,并进行了电路仿真验证以及低噪声的性能测试。
实验结果表明,基于窄带滤波法设计的前置放大电路信噪比达到80 dB,具有60 ~120 d B的可调增益,可以有效抑制噪声并检测到10 _8A量级的微变交流信号,在信号检测方面达到了良好的检测效果。
关键词:光电导探测器;微弱信号;偏置电路;前置放大电路中图分类号:TN216 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1001-5578.2218.07.021Design of low noise preamplifier circuit for infrared detectorJIANGTing1’2,LI Sheng1’GAOMin-guang1,TONG Jing-jing1,LI YAN1(1. Key Lab of Environment Optics & Technology,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,C A S,Hefei 230031,China;2. University of Science and Technology of China,Hefei 230026’China)Abstract:The preamplifier circuit can afect the performance of the detection system in the engineering a infrared detector. Based on t he working principle of the HgCdTe photoconductive infrared detector,low-noise preamplif i e r circuit was designed. The working principle and noise performance of the circuit were analyzed,and the circuitsimulation and low-noise t e s t were conducted. The experimental results show that the adjustable gai and the signal noise r a tio of the preamplifier i s80 dB based on the narrow band f iltering met suppress the noise a nd the 10 8 A A C signal can be detected. The performance reaches the desired l e v e l.K e y words:photoconductive detector;weak signal;bias circuit;preamplifier circuit1引言随着红外光谱技术的飞速发展,红外光谱仪在大 气环境监测、军事以及医学等领域得到更加广泛的应 用。
低噪声放大电路设计
低噪声放大电路的设计一般遵循以下几个步骤:
1. 选择低噪声元件:在设计放大电路时,选择具有低噪声特性的元件是非常重要的。
例如,选择低噪声放大器、低噪声电阻、低噪声电容等。
2. 优化电路布局:电路布局的优化对于减小噪声干扰起着重要的作用。
应该避免布局中出现长导线、共用引线、共用地等可能引入噪声的设计。
3. 使用恰当的滤波器:在输入端或输出端添加适当的滤波器可以有效地滤除噪声干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器等。
4. 降低信号放大:在设计放大电路时,尽可能降低信号的放大倍数。
由于噪声是与放大倍数成正比的,减小放大倍数可以有效地降低噪声干扰。
5. 两级放大:在设计放大电路时,可以采用两级放大的方式。
第一级放大器用于放大弱信号,第二级放大器用于放大第一级放大器的输出信号。
这种方式可以降低噪声对信号的干扰。
6. 使用差分放大器:差分放大器是一种能够抑制共模噪声的放大电路。
通过使用差分放大器,可以有效地减小噪声对信号的干扰。
7. 采用负反馈:负反馈是一种常用的方法,可以有效地降低放大电路的噪声。
通过在电路中引入负反馈,可以抑制噪声的增益,并提高电路的噪声性能。
通过以上步骤,可以设计出一个低噪声放大电路,并提高电路的噪声性能。
然而,实际的设计过程中还需要根据具体的应用需求和性能指标进行调整和优化。
毕业论文(设计)题目名称:低噪声前置放大器的设计题目类型:毕业设计目录毕业设计(论文)任务书 (Ⅰ)毕业设计(论文)开题报告 (Ⅲ)毕业论文(设计)指导教师评审意见 (Ⅷ)毕业论文(设计)评阅教师评语 (Ⅸ)毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定 (Ⅹ)中文摘要 (Ⅺ)英文摘要 (Ⅻ)1前言 (1)1.1 课题意义 (1)1.2 低噪声前置放大器的发展现状及趋势 (2)2 低噪声前置放大器的设计 (3)2.1差分电路,场效应管和三极管简介 (6)2.2第一级放大电路的设计 (7)2.3第二级放大电路设计 (10)3 仿真结果及分析 (15)3.1第一级放大电路仿真结果及分析 (15)3.2第二级放大电路仿真结果及分析 (16)4结束语 (16)参考文献 (17)致谢 (19)长江大学毕业论文(设计)任务书学院(系)物理学院专业应用物理学班级10602 学生姓名徐伟指导教师/职称李林/副教授1.毕业论文(设计)题目:低噪声前置放大器的设计2.毕业论文(设计)起止时间:2010 年1月5日~2010 年6月15 日3.毕业论文(设计)所需资料及原始数据(指导教师选定部分)[1]Henry W.Ott著.电子系统中噪声的抑制与衰减技术[M].第2版.王培清,李迪译.北京:电子工业出版社.[2]张达.增益从1 到1000 倍可变的高精度低噪声放大器[J].电子报,2004-06 (A08).[3]郭玉,鲁永康,陈波.分立元件设计的低噪声前置放大器实用电路[J].电子器件,2005-12,28(4).[4]樊锡德.具有强抗干扰和低噪声的前置放大器[J].仪器仪表.1997,(5):8-10.[5]江月松.光电技术与实验[M].北京:北京理工大学出版社,2000:289-290.[6]Robert F.Pierret.半导体器件基础[M].北京:电子工业出版社,2004,第一版.[7]W.O.Henry.电子系统噪声抑制技术[M].北京:人民铁道出版社,1997.[8]李永平,董欣主编,蒋宏宇编著.PSpice 电路设计实用教程[M].北京:国防工业出版社,2004,第一版:3-5.[9]康光华.电子技术基础模拟部分[M].北京:高等教育出版社,2006,第五版.[10]Behzad Razavi.模拟CMOS 集成电路设计[M].西安:西安交通大学出版社,2003.[11]A.D.埃文斯.场效应晶体管电路设计[M].北京:人民邮电出版社,1988,第一版.[12]汪建民.PSpice 电路设计与应用[M].北京:国防工业出版社,2007,第一版.4.毕业论文(设计)应完成的主要内容查阅文献15篇以上,了解低噪声放大电路的发展动态。
《噪声温度计中低噪声低失真前置放大器研制》篇一一、引言随着现代电子技术的飞速发展,噪声温度计在科研、工业和军事等领域的应用越来越广泛。
其中,低噪声、低失真的前置放大器是影响噪声温度计性能的关键因素之一。
因此,研制一款具有低噪声、低失真特性的前置放大器,对于提高噪声温度计的测量精度和稳定性具有重要意义。
本文将详细介绍低噪声低失真前置放大器的研制过程、原理及性能分析。
二、前置放大器研制原理1. 电路设计前置放大器的电路设计是整个研制过程的核心。
在电路设计中,应采用低噪声、低失真的电路元件和结构,以降低信号传输过程中的噪声和失真。
同时,为了满足不同应用场景的需求,可采取不同的电路拓扑结构,如差分放大、共源极放大等。
2. 芯片选择芯片的选择对于前置放大器的性能至关重要。
应选择具有低噪声、低失真特性的芯片,并确保其具有较高的稳定性和可靠性。
此外,还需考虑芯片的功耗、封装等因素,以满足实际应用的需求。
三、前置放大器研制过程1. 理论分析在研制过程中,首先进行理论分析,包括电路原理、噪声模型、失真分析等。
通过理论分析,确定电路设计的可行性和优化方向。
2. 仿真验证利用仿真软件对电路设计进行验证,包括电路稳定性、噪声性能、失真性能等方面的仿真。
通过仿真结果,进一步优化电路设计。
3. 制作与测试根据仿真结果,制作出实际的前置放大器电路板。
然后,对制作出的电路板进行测试,包括噪声测试、失真测试、稳定性测试等。
根据测试结果,对电路进行进一步优化。
四、性能分析1. 噪声性能低噪声是前置放大器的重要性能指标之一。
通过实际测试,发现所研制的前置放大器具有较低的噪声性能,能够满足噪声温度计的应用需求。
2. 失真性能失真是评价前置放大器性能的另一个重要指标。
所研制的前置放大器具有较低的失真性能,能够保证信号传输的准确性。
3. 稳定性与可靠性所研制的前置放大器具有较高的稳定性和可靠性,能够在不同的应用场景下保持良好的性能。
同时,其功耗和封装等设计也满足了实际应用的需求。