小信号放大电路的噪声分析.pdf

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1、第6期2011年12月机电元件ELECTRoMECHANICALCoMPoNENTSV01．31No．6Dec．20ll小信号放大电路的噪声分析殷铸灵1。许良军2(北京邮电大学，北京市，中国，100876)摘要：传感器输出电信号很小，易受到外界噪声信号的干扰，为了有效地检测并提取微弱信号，本文采用分立元件设计了一种小信号放大电路，由差分放大电路、两级共射放大电路和推挽输出级等电路组成，不仅满足了电压放大的要求，而且有效地减小了噪声，并在实验的基础上验证了此电路的可行性。由测量结果表明，基于本设计的放大电路可以有效测量微弱信号，减小噪声

2、电压，该电路可广泛应用于弱信号检测中。关键词：分立元件；小信号；放大电路；低噪声Doi：10．3969／j．issn．1000—6133．2011．06．004中图分类号：TN784文献标识码：A文章编号：1000—6133(2011)06—0018—04TheAnalysisofNoiseinSmall·—-SignalAmplifyingCircuitYINZhu—lin91。XUliang—jun2(BeijingUniversityofPostsandTelecommunications，Beijing，China，10087

3、6)Abstract：Thenoisecanbeinterfacedeasilybecauseofthetransducer§smalloutputsignal．Inordertodetectandextractsmallsignal，theamplifyingcircuitisdesignedinthepaperusingunattachedcomponents．Differentialamplifier，twocommonemittercircuitandpush—pulloutputcircuitareincluded．This

4、amplifyingcircuitnotonlyamplifiesthevoltage，butalsoreducethenoiseeffectively．Thefeasibilityofthiscircuitisdiscussedbyexpefi—ment．Theexperimentresultsshowthatthisamplifyingcircuitcanamplifythesmallsignalandhaslowernoise．It§usedwidelyinweaksignaldetection．Keywords：unattac

5、hedcomponents；small—signal；amplifiercircuit；lownoise1引言在各种微弱信号检测系统及高灵敏度的自动化仪表中，为了获得准确、可靠的信息，大多配有各种性能的传感器。传感器输出信号往往十分微弱，只有微伏级。有时甚至有强烈的电磁及外界噪声干扰。为了高精度地检测并有效地传送微弱信号，设计具有抗强干扰的低噪声放大电路尤其重要。收稿日期：2011—06—08对于高内阻的信号源，如压电晶体型传感器，其信号调理装置大多数采用集成运算放大器及电容、电阻等元件搭建，电路具有集成度低、电路复杂、稳定性较差、噪

6、声大等问题⋯。集成运放的体电阻比分立元件大得多，在集成电路中还有报道说发现等离子噪声，故电路结构相似的集成运放的噪声比分立元件大2—5倍嵋J。针对这一问题，本文采用分立元件设计的小信第6期殷铸灵等：小信号放大电路的噪声分析19号低噪声放大电路，不仅能把来自传感器的微小信号，放大到A／D转换能够接受的信号范围，同时该电路工作稳定可靠，噪声小，而且能够用于传感器信号源的放大。2电路原理分析一般来说，噪声问题可以通过选择低噪声器件、降低电路插损、改善线性度，以及降低电路功耗等方式加以有效解决，包括低噪声器件的选择在内，上述方法大都与电路的具

7、体设计有关【3j。由于目前集成运算放大器的广泛使用，通常小信号放大电路主要由高精度低噪声的运算放大器NE5532A和LM833A等组成，但这些集成放大器受到输入阻抗、高频特性和电源电压的制约，而采用分立元件的晶体管电路则具有按使用要求进行设计的自由度，同时指标可控。而且由于工艺原因，集成三极管的基极体电阻比分立元件大得多，其低频噪声也比分立元件大MJ。另外，在集成电路中还有报道发现了等离子噪声，因而电路结构相似的集成电路噪声比分立元件大2—5倍。2J。故用分立元件设计的小信号放大电路，不仅能及时的检测到信号，还能有效地抑制噪声信号，从

8、信号源中提取到有用的信号进行放大处理。小信号测量范围在几十微伏一十几毫伏之间，频率在几百赫兹左右，几乎接近直流信号。所以要实现较好的放大效果则对测量放大电路参数要求较高-5o。因此，测量放大电路的设计十分关键。在设计电路