[發(fā)明專利]一種超低噪聲微伏調(diào)節(jié)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010059673.X
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN111245390B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周新華;曹威;劉高
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙天恒測控技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H03H7/01
• 分類號(hào): H03H7/01;H03H11/04
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本發(fā)明公開了一種超低噪聲微伏調(diào)節(jié)裝置，包括：交流電壓信號(hào)輸出模塊，用于輸出超過1/f噪聲范圍的交流電壓信號(hào)；無源衰減模塊，用于將所述交流電壓信號(hào)衰減為微伏級別的交流正弦信號(hào)；半波整流模塊，用于將所述微伏級別的交流正弦信號(hào)整流為半波信號(hào)；濾波模塊，用于將整流后的半波信號(hào)進(jìn)行濾波轉(zhuǎn)換成微伏直流信號(hào)輸出。本發(fā)明的超低噪聲微伏調(diào)節(jié)裝置通過基帶信號(hào)調(diào)整和無源衰減大大提高了微伏調(diào)節(jié)源的輸出信噪比，以提高微伏調(diào)節(jié)源輸出小信號(hào)電壓的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度，實(shí)現(xiàn)微伏小信號(hào)電壓源的精密輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)電壓控制領(lǐng)域，特別地，涉及一種超低噪聲微伏調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有微伏調(diào)節(jié)源輸出時(shí)常直接用運(yùn)算放大器來輸出，即通過DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出可調(diào)直流信號(hào)后再通過精密運(yùn)算放大器來進(jìn)行一定倍數(shù)的縮小后再輸出，對于DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器本身輸出電壓信號(hào)的噪聲而言，因后續(xù)運(yùn)算放大器是對整體信號(hào)的衰減，所以DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出電壓信號(hào)的噪聲對于運(yùn)算放大器的輸出電壓而言是可以忽略不計(jì)的，如圖12所示。然而，由于運(yùn)算放大器是有源器件，本身具有相應(yīng)的輸出噪聲，而且運(yùn)算放大器的輸出噪聲大小與微伏源的輸出信號(hào)大小在一個(gè)數(shù)量級，從而導(dǎo)致現(xiàn)有微伏調(diào)節(jié)源的輸出信號(hào)信噪比較低；其次，對于直流信號(hào)而言，1/f噪聲(閃爍噪聲)是低頻段的主要內(nèi)部噪聲源，它是一個(gè)緩慢的時(shí)變的失調(diào)電壓，該噪聲強(qiáng)度比例于1/f，所以對于衰減過程中的直流信號(hào)，閃爍噪聲并不會(huì)隨著等比例衰減，這也是造成現(xiàn)有方案的輸出信噪比低的另一主要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種超低噪聲微伏調(diào)節(jié)裝置，以解決現(xiàn)有微伏調(diào)節(jié)源的輸出信號(hào)信噪比較低的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種超低噪聲微伏調(diào)節(jié)裝置，包括：

交流電壓信號(hào)輸出模塊，用于輸出超過1/f噪聲范圍的交流電壓信號(hào)；

無源衰減模塊，用于將所述交流電壓信號(hào)衰減為微伏級別的交流正弦信號(hào)；

半波整流模塊，用于將所述微伏級別的交流正弦信號(hào)整流為半波信號(hào)；

濾波模塊，用于將整流后的半波信號(hào)進(jìn)行濾波轉(zhuǎn)換成微伏直流信號(hào)輸出。

作為一實(shí)施例，所述交流電壓信號(hào)輸出模塊采用乘法DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出相應(yīng)頻率的正弦交流電壓信號(hào)。

作為一實(shí)施例，所述乘法DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用AD5428作為乘法DA轉(zhuǎn)換芯片。

作為一實(shí)施例，所述交流電壓信號(hào)輸出模塊包括：

DA模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于輸出相應(yīng)直流電壓信號(hào)；

第一模擬開關(guān)組，與所述DA模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端電路連接，用于將所述DA模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)頻率的斬波信號(hào)。

作為一實(shí)施例，所述第一模擬開關(guān)組包括：

第一模擬開關(guān)G1，所述第一模擬開關(guān)G1的輸入端連接所述DA模數(shù)轉(zhuǎn)換器的直流輸出端，輸出端連接所述無源衰減模塊，控制端連接第一控制信號(hào)DCV_SW+；

第二模擬開關(guān)G2，所述第二模擬開關(guān)G2的輸入端連接所述DA模數(shù)轉(zhuǎn)換器的直流輸出端，輸出端連接第二接地端VGND2，控制端連接第二控制信號(hào)DCV_SW-；

第三模擬開關(guān)G3，所述第三模擬開關(guān)G3的輸入端連接第一接地端VGND1，輸出端連接所述無源衰減模塊，控制端連接第二控制信號(hào)DCV_SW-；

第四模擬開關(guān)G4，所述第四模擬開關(guān)G4的輸入端連接第一接地端VGND1，輸出端連接第二接地端VGND2，控制端連接第一控制信號(hào)DCV_SW+；

所述第一控制信號(hào)DCV_SW+和第二控制信號(hào)DCV_SW-互為反邏輯信號(hào)；所述第一接地端VGND1和第二接地端VGND2相互隔離。