前置放大器
微弱信號調理
前言

前置放大器一般位於接收機信號調理電路的前端,主要用於對微弱信號的放大以及與前端傳感器的匹配,在電路自噪聲較低的情況下放大信號,從而得到信噪比較高的輸出信號。同時,信號調理電路前端的前置放大器,既需要滿足足夠高的增益要求,還要具有足夠大的信號帶寬,能夠使有用信號無損通過前置放大器。整個接收機信號調理電路的噪聲主要取決於前置放大器的噪聲,所以低噪聲前置放大器對接收機係統是至關重要的,它的好壞將直接影響接收機係統的性能優劣。

下圖為低噪聲前置放大器

需求了解

前置放大器是接收機信號調理電路的重要組成部分,要求放大電路能夠無損失的獲取傳感器中發出的信號,並且不會將自身電路噪聲帶入信號中。設計一個高性能前置放大器的基本需求為:

1)電路折合輸入端噪聲要求;

2)電路輸入阻抗要求;

3)模塊功耗要求;

4)模塊增益要求;

5)電路幅頻特性要求;

6)多通道增益、相位一致性要求。

下圖為寬帶前置放大器

從0到1

公司成立之初,公司為用戶定製的前置放大器模塊主要是在用戶的分立元件方案基礎上進行二次集成,主要是提高集成度和可靠性,低噪聲運放型號選擇的多是OP07、OP27等通用運放,噪聲電壓最低能控製在5μV左右;隨著半導體設計技術和工藝的發展,低噪聲運放芯片迅猛發展,而且隨著模塊PCB布版設計經驗的不斷積累,低噪聲前置放大器模塊的等效輸入噪聲已經可以降低到0.5μV以下,性能大大提高。同時在保證低噪聲的前提下,也降低了模塊的功耗和成本。

獨具匠心

HD-QF前置放大器模塊采用了差分輸入的電路結構形式,能夠最大限度抑製前端帶來的共模噪聲幹擾,並且在保證信號帶寬的前提下,完成了兩檔增益可切換功能,可以適應更寬幅值範圍的輸入信號。另外,根據各種前端傳感器的噪聲特點,有針對性的增加低通或高通濾波器,可以在電路前端將噪聲提前消除,可以最大限度降低前置放大器的噪聲。

產品落地

通過對前端寬帶低噪聲運放的選型、模塊PCB板的精心布版和參數的精密調整,最終實現了高性能寬帶、低噪聲前置放大器模塊的研製。目前研製生產的低噪聲前置放大器模塊廣泛應用於水聲微弱信號放大、超聲信號檢測以及各類傳感器微弱信號調理等電路。

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