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1、第6期2011年12月機(jī)電元件ELECTRoMECHANICALCoMPoNENTSV01．31No．6Dec．20ll小信號(hào)放大電路的噪聲分析殷鑄靈1。許良軍2(北京郵電大學(xué)，北京市，中國，100876)摘要：傳感器輸出電信號(hào)很小，易受到外界噪聲信號(hào)的干擾，為了有效地檢測(cè)并提取微弱信號(hào)，本文采用分立元件設(shè)計(jì)了一種小信號(hào)放大電路，由差分放大電路、兩級(jí)共射放大電路和推挽輸出級(jí)等電路組成，不僅滿足了電壓放大的要求，而且有效地減小了噪聲，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上驗(yàn)證了此電路的可行性。由測(cè)量結(jié)果表明，基于本設(shè)計(jì)的放大電路可以有效測(cè)量微弱信號(hào)，減小噪聲
2、電壓，該電路可廣泛應(yīng)用于弱信號(hào)檢測(cè)中。關(guān)鍵詞：分立元件；小信號(hào)；放大電路；低噪聲Doi：10．3969／j．issn．1000—6133．2011．06．004中圖分類號(hào)：TN784文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—6133(2011)06—0018—04TheAnalysisofNoiseinSmall·—-SignalAmplifyingCircuitYINZhu—lin91。XUliang—jun2(BeijingUniversityofPostsandTelecommunications，Beijing，China，10087
3、6)Abstract：Thenoisecanbeinterfacedeasilybecauseofthetransducer§smalloutputsignal．Inordertodetectandextractsmallsignal，theamplifyingcircuitisdesignedinthepaperusingunattachedcomponents．Differentialamplifier，twocommonemittercircuitandpush—pulloutputcircuitareincluded．This
4、amplifyingcircuitnotonlyamplifiesthevoltage，butalsoreducethenoiseeffectively．Thefeasibilityofthiscircuitisdiscussedbyexpefi—ment．Theexperimentresultsshowthatthisamplifyingcircuitcanamplifythesmallsignalandhaslowernoise．It§usedwidelyinweaksignaldetection．Keywords：unattac
5、hedcomponents；small—signal；amplifiercircuit；lownoise1引言在各種微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)及高靈敏度的自動(dòng)化儀表中，為了獲得準(zhǔn)確、可靠的信息，大多配有各種性能的傳感器。傳感器輸出信號(hào)往往十分微弱，只有微伏級(jí)。有時(shí)甚至有強(qiáng)烈的電磁及外界噪聲干擾。為了高精度地檢測(cè)并有效地傳送微弱信號(hào)，設(shè)計(jì)具有抗強(qiáng)干擾的低噪聲放大電路尤其重要。收稿日期：2011—06—08對(duì)于高內(nèi)阻的信號(hào)源，如壓電晶體型傳感器，其信號(hào)調(diào)理裝置大多數(shù)采用集成運(yùn)算放大器及電容、電阻等元件搭建，電路具有集成度低、電路復(fù)雜、穩(wěn)定性較差、噪
6、聲大等問題?。集成運(yùn)放的體電阻比分立元件大得多，在集成電路中還有報(bào)道說發(fā)現(xiàn)等離子噪聲，故電路結(jié)構(gòu)相似的集成運(yùn)放的噪聲比分立元件大2—5倍嵋J。針對(duì)這一問題，本文采用分立元件設(shè)計(jì)的小信第6期殷鑄靈等：小信號(hào)放大電路的噪聲分析19號(hào)低噪聲放大電路，不僅能把來自傳感器的微小信號(hào)，放大到A／D轉(zhuǎn)換能夠接受的信號(hào)范圍，同時(shí)該電路工作穩(wěn)定可靠，噪聲小，而且能夠用于傳感器信號(hào)源的放大。2電路原理分析一般來說，噪聲問題可以通過選擇低噪聲器件、降低電路插損、改善線性度，以及降低電路功耗等方式加以有效解決，包括低噪聲器件的選擇在內(nèi)，上述方法大都與電路的具
7、體設(shè)計(jì)有關(guān)【3j。由于目前集成運(yùn)算放大器的廣泛使用，通常小信號(hào)放大電路主要由高精度低噪聲的運(yùn)算放大器NE5532A和LM833A等組成，但這些集成放大器受到輸入阻抗、高頻特性和電源電壓的制約，而采用分立元件的晶體管電路則具有按使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的自由度，同時(shí)指標(biāo)可控。而且由于工藝原因，集成三極管的基極體電阻比分立元件大得多，其低頻噪聲也比分立元件大MJ。另外，在集成電路中還有報(bào)道發(fā)現(xiàn)了等離子噪聲，因而電路結(jié)構(gòu)相似的集成電路噪聲比分立元件大2—5倍。2J。故用分立元件設(shè)計(jì)的小信號(hào)放大電路，不僅能及時(shí)的檢測(cè)到信號(hào)，還能有效地抑制噪聲信號(hào)，從
8、信號(hào)源中提取到有用的信號(hào)進(jìn)行放大處理。小信號(hào)測(cè)量范圍在幾十微伏一十幾毫伏之間，頻率在幾百赫茲左右，幾乎接近直流信號(hào)。所以要實(shí)現(xiàn)較好的放大效果則對(duì)測(cè)量放大電路參數(shù)要求較高-5o。因此，測(cè)量放大電路的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)電路
