極弱電流信號(hào)檢測(cè)電路中前置放大器模擬研究

極弱準(zhǔn)直流電流信號(hào)測(cè)量技術(shù)在精密儀器儀表研制過(guò)程中有著廣泛地應(yīng)用,其中前置放大器是核心，決定了系統(tǒng)的噪聲水平和響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。在前置放大器的模擬研究中,通過(guò)建立電阻直接反饋法和“T”型電阻網(wǎng)絡(luò)反饋法構(gòu)成前置放大器的電噪聲模型,獲取了前置放大器在各種情況下的性能參數(shù)。模擬結(jié)果表明:系統(tǒng)的信噪比與傳感器等效電容值成反比，與反饋電容值成正比，且不能籠統(tǒng)地認(rèn)為電阻直接反饋法和“T”型電阻網(wǎng)絡(luò)反饋法哪種方法更優(yōu),應(yīng)根據(jù)具體的情況選用合適的反饋形式。該模擬結(jié)果可為極弱電流信號(hào)檢測(cè)器中前置放大器設(shè)計(jì)提供參考。

在空間探測(cè)技術(shù)、核探測(cè)技術(shù)及其它儀器儀表研究領(lǐng)域,需要用到準(zhǔn)確測(cè)量極微弱的準(zhǔn)直流電流信號(hào)的檢測(cè)電路,其中前置放大器是電路的核心，決定了系統(tǒng)的噪聲水平和響應(yīng)時(shí)間常數(shù)。據(jù)Fris公式可知，前置放大器的噪聲系數(shù)對(duì)放大器的總噪聲系數(shù)影響大。故要求前置放大器必須噪聲小、增益穩(wěn)定、精確和抗干擾能力強(qiáng)。隨著低噪聲運(yùn)放技術(shù)的不斷發(fā)展，直接選用低噪聲運(yùn)放設(shè)計(jì)傳感器前置放大器，成為一種重要的發(fā)展趨勢(shì)”。高性能運(yùn)放的應(yīng)用大大簡(jiǎn)化了低噪聲電路的設(shè)計(jì)和調(diào)校。設(shè)計(jì)前置放大器的任務(wù)，就是在給定的傳感器.輸出信號(hào)幅度、傳感器內(nèi)阻、傳感器等效電容、放大器增益、阻抗和響應(yīng)特性等條件下，使放大器的噪聲特性，即輸出信號(hào)具有的信噪比。

ATA-5620前置放大器有效減少了放大器中電容所占的面積，但與傳統(tǒng)電路相比，噪聲較大，在增益和輸人噪聲等方面有良好的表現(xiàn)。

帶寬：帶寬（-3dB）1kHz~100MHz 
電壓：大輸出電壓2Vp-p 
增益倍數(shù)：電壓增益60dB 
超低噪聲電源 

總之,基于高性能運(yùn)算放大器的微弱信號(hào)測(cè)量用前置放大器的設(shè)計(jì)很復(fù)雜，涉及很多理論和技術(shù)問(wèn)題，很多問(wèn)題是相互關(guān)聯(lián)和互相牽制的。在具體應(yīng)用中，需要根據(jù)實(shí)際情況尋找到一個(gè)折中點(diǎn)，以平衡各方面的參數(shù),使得設(shè)計(jì)方案達(dá)到保障 。

運(yùn)算放大器的極微弱直流電流信號(hào)測(cè)量用前置放大器的兩種反饋方法的電噪聲模型，模擬出前置放大器在各種情況下的性能參數(shù)。模擬結(jié)果表明，系統(tǒng)的信噪比與反饋電容成正比，與傳感器等效電容值成反比，且不能籠統(tǒng)地認(rèn)為電阻直接反饋法和“T”型電阻網(wǎng)絡(luò)反饋法哪種方法更優(yōu)，應(yīng)根據(jù)具體的情況選用合適的反饋形式。該模擬結(jié)果可為基于高性能運(yùn)算放大器的微弱信號(hào)測(cè)量中前置放大器的設(shè)計(jì)提供參考。