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一种传感器微弱信号放大电路的设计
★MrLi★
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在现有集成传感器技术中，将微弱信号放大的读出电路是音频网络融集的重要接口电路。把微伏级的声频特别是次声频微弱信号放大到数伏幅度的大信号，需要一个高倍率的放大器，而运算放大器的基本电路就是一个高倍率的直流放大器。但是，直流放大器的最大弊病是增益与漂移之间的矛盾。由于漂移使运算放大器的运算结果产生一定的误差，并随时间的延长，温度的变化，这一漂移误差会随之增加［1］。另外，运算放大器零输入时，必须零输出，以保证其直流工作点不受信号源及负载的影响，这就要求放大电路中有调零装置。一般运放只具有 mV 级的失调电压和每摄氏度数微伏的温度漂移，因而对 10 mV以下的低电平信号放大十分困难［2］。但是，在自动控制的许多重要应用场合，用于传感器、变送器等微弱信号电压的放大，要求放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声、低失调电压和温度漂移等特性，否则会使系统无法工作。在 20 Hz ～ 20 kHz 频率范围内的 D 类音频微弱信号放大中，运放的失真主要由电压失调和 1 /f 噪声所引起，解决问题的最好办法就是采用自动稳零和斩波技术［3］。由于斩波技术是采取调制和解调的方法，将失调电压和 1 /f 噪声调制到高频端，并用低通滤波器滤除，而有用信号则经调制后又解调到基带。这一过程不会产生白噪声的混叠 。但是，斩波开关电荷注入和电荷馈通效应，仍然会产生约 100 μV 的残余电压失调，而且斩波开关的使用，器件的热噪声电平将会增加，为此，常采用 T/H（ 跟踪/保持） 技术，使电路在高斩波频率（ 如 150 kHz） 时，使输入等效噪声达到 31． 12 nV/ 槡Hz。随着满足以上性能要求的运算放大器的出现 ，研制出放大微伏级微弱信号的放大器已有可能。
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