[其他]高靈敏度直流放大器中的斬波器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85103441
• 申請(qǐng)日: 1985-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85103441A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高紀(jì)澤;郭鯉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H03F3/393
• 分類號(hào): H03F3/393
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明是用于靈敏度在10nV以上相應(yīng)精度在萬(wàn)分之五以上的直流放大器中的斬波器。

現(xiàn)有的靈敏度在10nV以上的斬波器通常采用光電阻斬波器和雙觸點(diǎn)機(jī)械斬波器例如法國(guó)TEKELEC-AIRTRONIC制造的TE925nV數(shù)字電壓表。上述兩種斬波器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前雖出現(xiàn)了場(chǎng)效應(yīng)管斬波器，但人們認(rèn)為用場(chǎng)效應(yīng)管作斬波器的直流放大器要達(dá)到10nV以上的靈敏度是不可能的。

本發(fā)明就是用場(chǎng)效應(yīng)管做斬波器制造直流放大器，使之達(dá)到10nV以上的高靈敏度。

10nV直流放大器要求靈敏度高，穩(wěn)定度高，漂移低。本放大器采用單通道斬波調(diào)制型，帶有深負(fù)反饋的電路方案。圖1繪出了放大器的電路原理框圖，在這種電路中輸入直流信號(hào)Ui首先經(jīng)斬波器①調(diào)制成交流信號(hào)，再通過(guò)升壓輸入變壓器②輸入到交流放大器③再經(jīng)有源帶通濾波器④進(jìn)入解調(diào)器⑤這時(shí)解調(diào)器輸出直流U₂，U₁到U₂直流增益K₁為2.5×10⁴左右，解調(diào)器輸出后再經(jīng)過(guò)直流放大器⑥得輸出電壓U₀。放大器總開(kāi)環(huán)增益K約為10¹⁰左右。反饋網(wǎng)絡(luò)⑦β＝10^-4，10^-3。這樣其高穩(wěn)定度閉環(huán)增增益可為K10⁴，10³倍。電路中加入快速電路⑧以改善放大器器的瞬態(tài)特性。

在這樣的方案中斬波器是進(jìn)行DC/AC變換的器件，它處在整個(gè)放大器系統(tǒng)的最前級(jí)，斬波器性能的優(yōu)劣直接影響放大器的性能（噪聲和漂移特性），對(duì)斬波器的電路設(shè)計(jì)是高靈敏度放大器最為重要的問(wèn)題。

本放大器采用場(chǎng)效應(yīng)管斬波，其電路為雙管串聯(lián)斬波形式（圖2）通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)只要場(chǎng)效應(yīng)滿足一定條件，高靈敏度10nV以上的直流放大器就可以實(shí)現(xiàn)。

下面就是本放大器的最佳實(shí)施方案：

場(chǎng)放應(yīng)管采用耗盡型MOSFET斬波管，測(cè)試指標(biāo)為：

夾斷電壓 ｜V_P｜＜2V

導(dǎo)通電阻????ROn????＜200Ω

關(guān)態(tài)漏電流I_off＜10^-12A

極間電容C_P＜0.8Pf

單管挑選好后，嚴(yán)格配對(duì)，并在雙管測(cè)試電路。作4小時(shí)以上長(zhǎng)時(shí)期考察其穩(wěn)定及漂移。

本發(fā)明成功地將場(chǎng)效應(yīng)管斬波器用在靈敏度為10nV以上，精度在萬(wàn)分之五以上的放大器上，克服了人們長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為場(chǎng)效應(yīng)管斬波器無(wú)法用在10nV以上高靈敏度放大器中的偏見(jiàn)，開(kāi)辟了場(chǎng)效應(yīng)管的新的應(yīng)用范圍。降低了直流放大器成本，簡(jiǎn)化了高精度高靈敏度直流放大器中的斬波器的結(jié)構(gòu)。