[發明專利]一種微小信號放大電路

在審

• 申請號: 201510867650.0
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN106817100A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 張學一
• 申請（專利權）人: 張學一
• 主分類號: H03F3/68
• 分類號: H03F3/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種微小信號放大電路，適用于電子領域。

背景技術

熱探測元件是熱探測傳感器的核心，這類元件均采用金屬氧化物作為材料。由于生產和制造環境的影響，導致材料性能十分不穩定，以至于制造出來的熱傳感器的響應均勻性差別很大。目前采用從大量的同類元件中，挑選出響應性能一致的產品的辦法，來解決響應均勻性差別的問題。因此篩選就成為至關重要的工作，而開發一個高精度的測試系統是完成性能測試的關鍵。該測試系統由一個激光器并經光學系統生成ζ≤0.1mm光斑照射在熱探測元件表面，探測器有微小的信號輸出，通過放大器將基波信號選出，并放大到A/D轉換板能夠接受的信號范圍，送人計算機，計算機對該點的響應數據記錄并進行處理分析。

發明內容

本發明提出了一種微小信號放大電路，微小信號放大電路滿足了電壓放大的要求，避免了信號失真，以及高頻、低頻和50Hz市電的干擾，該電路可廣泛適用于儀表的信號處理中。

本發明所采用的技術方案是：所述放大電路采用LM725CN帶自動失調補償的三運放測量放大電路，作為此放大電路的前級放大器，這種形式的儀表放大器，其輸入阻抗約為30～5000MQ，共模抑制比(CMR)R_db=74～110dB，輸入失調電壓V_as=0.2mV，失調電壓溫漂r=0.25～10μV/℃。改變R1阻值可得到不同的KUD值。三運放兩輸入端均為同相輸入，輸入阻抗一般住10MΩ以上。三運放測量放大器具有高共模抑制比，高輸入阻抗，增益可調等特點。在三運放中增加了一個補償網絡。運放A4和電阻R，電容C組成一個積分器，其作用是將運放A3輸出端的直流成份經積分、反相后反饋到其同相輸入端，從輸入信號中減去，從而消除了失調電壓的影響。

為了降低信號調制頻率以外的高頻干擾信號，加入了此低通濾波器將之濾除。低通濾波由雙運放集成電路OP2177構成。OP2177具有高精度、低偏置、低功耗等特點，片內集成兩個運放電路，可靈活構成各類放大和濾波電路。

主放大電路的作用是將傳感器的信號放大到A/D轉換器所能接受的范圍，為避免信號失真，就將主放大電路分成前后兩級，分別連接與50Hz陷波器的輸入輸出端，并提供各100倍的放大增益。因傳感器輸出信號只有1～100μV_pp而A/D轉換信號要求0～10V，因此整個信號放大電路的放大倍數需要100000倍左右。前置放大電路的放大倍數約10倍左右，因此主放大電路設計為兩級放大，每級放大倍數100倍左右。

所述放大電路采用集成運放雙T反饋選頻放大器，工頻干擾是信號的主要干擾，雖然前置放大電路對共模干擾有較強的抑制作用，但有部分工頻干擾是以差模方式進入電路的，所以必須濾除。

本發明的有益效果是：微小信號放大電路滿足了電壓放大的要求，避免了信號失真，以及高頻、低頻和50Hz市電的干擾，該電路可廣泛適用于儀表的信號處理中。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的帶自動失調補償的三運放測量放大器電路圖。

圖2是本發明的低通濾波電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，放大電路采用LM725CN帶自動失調補償的三運放測量放大電路，作為此放大電路的前級放大器，這種形式的儀表放大器，其輸入阻抗約為30～5000MQ，共模抑制比(CMR)R_db=74～110dB，輸入失調電壓V_as=0.2mV，失調電壓溫漂r=0.25～10μV/℃。改變R1阻值可得到不同的KUD值。三運放兩輸入端均為同相輸入，輸入阻抗一般住10MΩ以上。三運放測量放大器具有高共模抑制比，高輸入阻抗，增益可調等特點。在三運放中增加了一個補償網絡。運放A4和電阻R，電容C組成一個積分器，其作用是將運放A3輸出端的直流成份經積分、反相后反饋到其同相輸入端，從輸入信號中減去，從而消除了失調電壓的影響。

如圖2，為了降低信號調制頻率以外的高頻干擾信號，加入了此低通濾波器將之濾除。低通濾波由雙運放集成電路OP2177構成。OP2177具有高精度、低偏置、低功耗等特點，片內集成兩個運放電路，可靈活構成各類放大和濾波電路。