一種光傳感器高性能放大電路的設(shè)計研究
設(shè)計前置放大器電路:
(1)首先要考慮的幾個問題是:應(yīng)滿足放大電路的高信噪比和信號源阻抗與放大器之間的噪聲匹配(信號源阻抗等于最佳源阻抗);要考慮電路組態(tài)、形式等,以滿足增益、頻響、輸入/輸出阻抗等方面的要求;要采取一定的方法來減少噪聲,采取屏蔽以及接地措施來避免信號干擾。
(2)為了滿足低噪聲放大器對噪聲匹配的要求,應(yīng)選擇合適的放大器件,也就是源電阻。試驗表明,源電阻在100 Ω~1 MΩ之間選用晶體管,源電阻在1 kΩ~1 MΩ之間可選用運放,源電阻在1 kΩ~1 GΩ之間多采用結(jié)型場效應(yīng)管,源電阻超過1 MΩ也可選用MOSFET。一般紅外光電管的輸出電阻為20 kΩ,因此,選用晶體管、運算放大器、結(jié)構(gòu)場效應(yīng)管均可。相比較而言,運算放大器特別是CMOS型集成運放具有輸入阻抗高、失調(diào)電壓和溫度漂移較小、共模抑制比高、動態(tài)范圍較寬、對溫度變化和電源變化及其他外界干擾具有較強的抑制能力,因此適用放大微弱信號,同時采用運算放大器也可使電路設(shè)計簡化,組裝調(diào)試方便,功耗低,體積小,可靠性增加。
(3)為了獲得低噪聲特性,放大電路中的其他器件也要考慮低噪聲。這里,電阻可選用金屬膜電阻,電容可選用鉭電容或瓷介電容,而信號輸入線則采用盡可能短的鍍銀屏蔽電纜,電路板使用漏電流小的高絕緣電路板。
3 一種實用的高性能光傳感器放大電路
圖2所示是一種基于運算放大器設(shè)計的三級級聯(lián)光傳感器放大電路。設(shè)計中要注意,對獨立設(shè)置的單級運算放大器其增益取決于反饋電阻Rf和輸人電阻Ri的比值,反相放大器的輸入阻抗等于Ri,而外接電容Cf是補償電容,目的是防止自激。聯(lián)合設(shè)計時每級放大電路各有側(cè)重。這里,前置放大電路的放大器件采用低噪聲雙極型運算放大器NE5534A,并設(shè)計為負(fù)反饋放大電路,其特點是電容耦合反相放大,但增益固定不變。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/162238.htm
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