極弱電流信號檢測電路中前置放大器模擬研究

極弱準直流電流信號測量技術(shù)在精密儀器儀表研制過程中有著廣泛地應(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)時間常數(shù)。在前置放大器的模擬研究中,通過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檢測器中前置放大器設(shè)計提供參考。

在空間探測技術(shù)、核探測技術(shù)及其它儀器儀表研究領(lǐng)域,需要用到準確測量極微弱的準直流電流信號的檢測電路,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)時間常數(shù)。據(jù)Fris公式可知，前置放大器的噪聲系數(shù)對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。隨著低噪聲運放技術(shù)的不斷發(fā)展，直接選用低噪聲運放設(shè)計傳感器前置放大器，成為一種重要的發(fā)展趨勢”。高性能運放的應(yīng)用大大簡化了低噪聲電路的設(shè)計和調(diào)校。設(shè)計前置放大器的任務(wù)，就是在給定的傳感器.輸出信號幅度、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,基于高性能運算放大器的微弱信號測量用前置放大器的設(shè)計很復雜，涉及很多理論和技術(shù)問題，很多問題是相互關(guān)聯(lián)和互相牽制的。在具體應(yīng)用中，需要根據(jù)實際情況尋找到一個折中點，以平衡各方面的參數(shù),使得設(shè)計方案達到保障 。

運算放大器的極微弱直流電流信號測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算放大器的微弱信號測量中前置放大器的設(shè)計提供參考。