热释电BST薄膜红外探测器噪声分析及前置放大电路设计

针对热释电红外探测中微信号放大时的低信噪比问题,在分析热释电红外探测器及前置放大电路噪声来源的基础上,提出了一种热释电红外探测前置放大电路.电路仿真表明,文中所设计的前置放大电路具有低频特性好、高信噪比、高增益的特点,能有效放大微弱信号.     

ORCAD在HgCdTe红外探测器放大电路低噪声设计中的应用

以HgCdTe光伏型红外探测器的性能指标为基础对入射到探测器表面的辐射能量进行转换计算,并以所得的微弱电流信号为根据对探测器的前置放大电路和二级放大电路进行设计,利用仿真速度快、精度高的ORCAD仿真软件对所设计的低噪声、高增益放大电路的频率响应、电路的直流传输、温度和噪声分析等特性进行了较为全面的仿真.实验结果表明了本设计能有效放大微弱电流信号,可以在实践中验证其正确性和可行性.     

一种新型低噪声麦克风前置放大器的设计

传声器集成电路将接收到的麦克风声音信号转换成电流信号,再由前置放大器放大成电压信号。通常,当声音信号很微弱时,放大器放大声音信号时也放大了噪声,造成被放大的声音信号的信噪比很低。对两种电路进行了仿真试验,比较了Claus前置放大器和Eduard CMOS前置放大器的噪声特点。采用0.18μm CMOS工艺进行仿真,分析了电路的噪声频谱密度,提出了一种改进型CMOS前置放大器,有效地改善了前置放大器的信噪比。     

红外光谱仪中微弱信号检测电路的低噪声设计

被动式傅里叶变换红外光谱(FTIR)遥感技术越来越多的应用在开放环境中探测目标化合物和气相鉴定,该文设计了基于HgCdTe光电导型红外探测器的红外信号检测电路,该电路在红外遥感系统中用作信号调理,具有高信噪比、高灵敏度的工作特性。根据探测器接收干涉光后输出的微弱电信号来设计微分电路和二级放大电路,运用标准的电路理论为检测电路建立等效噪声模型,通过叠加法计算出电路输出端总的电压噪声和信噪比,最后从工程设计角度提出了抑制噪声的方法。实验结果表明,检测电路在室温,一个标准大气压下能稳定的输出大气干涉红外光转换成的电信号,可实现对大气的红外遥测。     

红外探测器的低噪声前置放大电路设计

在红外探测器的工程应用中,前置放大电路是影响整个探测系统性能的重要组成部分。本文从制冷型碲镉汞光导红外探测器的工作特性出发,设计了一种恒流偏置的低噪声前置放大电路。对电路的工作原理以及噪声性能进行分析,并进行了电路仿真验证以及低噪声的性能测试。实验结果表明,基于窄带滤波法设计的前置放大电路信噪比达到80 dB,具有60~120 dB的可调增益,可以有效抑制噪声并检测到10-8A量级的微变交流信号,在信号检测方面达到了良好的检测效果。     

红外探测器用偏置电压源的设计及其低频噪声测量

红外成像系统利用光学系统和红外探测器接收目标物体的红外辐射,并将红外辐射分布图以人眼可观测的方式显示出来。成像处理电路功能包括为探测器提供电源、偏置电压和驱动信号使探测器能够正常工作。偏置电压源的噪声将给探测器的输出引入噪声,增大系统的NETD,降低系统性能。在设计低噪声偏置电压源的基础上,采用经典噪声测量电路对偏置电压源的噪声进行了测量。为测量偏压源的低频噪声,噪声测量电路分为前置放大电路和0.1~10 Hz滤波电路。对红外探测器用偏置电压源各级电压进行噪声测量后,得出了噪声值最小的红外探测器用偏置电压源的设计方案。     

第十讲 红外系统弱信号前置放大器

在红外系统中,探测器把来自目标的弱辐射信号转换成微弱的电信号.为了不恶化探测器输出的信噪比,前置放大器的噪声必须很低,使红外系统的灵敏度主要由探测器输出的信噪比决定.本文在分析电阻性信号源晶体管放大器噪声特性的基础上,把探测器、偏置电路和前置放大器作为整体,导出偏置电路元件的选择原则和对第一级晶体管噪声特性的要求.介绍了几个用于实际红外系统中锑化铟(InSb)、碲镉汞(HgCdTe)、硫化铅(PbS)和钽酸锂(LiTa?3)等探测器的前置放大器电路.     

核磁共振测井仪前置放大电路设计

核磁共振回波信号微弱,设计一种低噪声前置放大电路是回波信号提取的关键。给出天线的等效模型,提出天线与前置放大电路接口设计原则,依据采集电路对输入信号信噪比的要求设计并实现一种低噪声前置放大电路。温度、增益、带宽、噪声性能实验结果表明电路各项指标与设计计算相符并达到仪器要求。     

瞬变光探测系统前置放大电路的设计

光电探测器前置放大电路设计的好坏会直接影响整个检测系统的信噪比.为了提高对微弱光信号的检测精度,使用低噪声光电二极管和运算放大器,并选择光电二极管工作在光伏模式,设计出了光电探测器的低噪声前置放大电路.通过采用超前校正方法对由光电二极管结电容及运算放大器输入电容引起的相移进行补偿,克服了光电二极管寄生参数引起的转换电路...     

红外微弱信号的放大与调理电路设计

从热电堆红外探测器的检测电路设计入手,讨论了微弱信号的放大和调理方法,分析了热电堆探测器输出信号的时频域特性和噪声,给出了各环节的实现电路并进行了仿真,分析了以前置放大器为主的模拟信号链的噪声,并提出了噪声匹配的新方法,最终实现了微弱信号的测量。测试结果表明,本电路在噪声抑制和失调补偿方面达到了理想的效果,最小可检测到3.5μV的微弱直流信号变化,在红外光谱探测以及微弱直流信号检测中可以有较广泛的应用。     

A CMOS microcoil-associated preamplifier for NMR spectroscopy

For improving sensitivity of nuclear magnetic resonance (NMR) measurements, an in-field preamplifier in a low-cost CMOS process is presented. It is based on a second-generation positive current conveyor (CCII+), with an impedance-matching output stage. The circuit has been designed with optimization of key performances, such as bandwidth, noise, and offset voltage. There have also been precautions taken against potential effect of strong magnetic field under which the circuit should operate. The designed preamplifier has a voltage gain of 15 dB and a bandwidth of 100 MHz. After fabrication of the circuit, we have carried out testing work, including in-field circuit test and characterization of MOS transistors. Under 2-T magnetic field, there have not been substantial changes in overall circuit performances compared to results obtained by post-layout simulations. For an experiment of NMR measurements with and without in-field preamplifier, the circuit is coupled with a receiver micro-coil. The experiment has been to detect protons at 85.13-MHz resonance frequency under 2-T magnetic field with water sample. The obtained results have shown a 14-dB signal-to-noise ratio improvement when the preamplifier is associated with the receiver coil.     

用于APD激光探测的电荷灵敏前置放大器设计

雪崩光电二极管（APD）作为探测元件实现光电转换广泛应用于激光脉冲探测技术中。前置放大器是影响APD激光脉冲探测系统好坏的关键因素,前置放大器的信噪比决定了整个探测系统的信噪比优劣。提出了电荷灵敏前置放大器应用于APD激光脉冲探测系统以提高探测距离和探测精度的方法。讨论了激光脉冲探测技术和APD特性,在此基础上设计了以结型场效应管和集成运放为主要器件的低噪声电荷灵敏前置放大器电路并对设计电路进行了实验分析。实验结果表明：将电荷灵敏前置放大器应用于APD激光脉冲探测系统可以有效提高系统的信噪比,改善激光探测性能。     

叶绿素荧光仪中微弱荧光信号的探测

简要叙述了叶绿素荧光仪的物理机理,详细介绍了将微弱荧光信号转换为具有较高信噪比的电压信号的电路设计.     

基于对数放大的弱光检测电路设计

针对弱光检测电路中的信号信噪比小,动态范围大的问题,提出一种基于对数放大器的检测电路;利用对数放大器AD8304,设计外围检测和放大电路,在光导模式下验证光电放大电路的检测性能。结果表明,光导模式下,输入光强和输出信号为线性关系,同时利用对数放大器和比例放大器结合可以有效的检测弱光信号,抑制噪声,压缩信号带宽,提高了采集精度;信噪比明显提高,且灵敏度较高,输入和输出呈对数关系,可以有效的检测弱光信号。     

基于FPGA的超声波传感器前端电路设计

超声波传感器广泛应用于风速、风向的测量,前端电路的设计直接关乎系统性能的好坏.为达到稳定的驱动效果,驱动电路采用了低压驱动方式.为能接收稳定、准确的超声波信号,设计了接收及信号处理电路,进行接收抗干扰限幅处理、前置放大、带通滤波、自动增益控制放大和电压比较,将所接收的超声波交变电压信号转换成可供FPGA 直接使用的数字信号.实验结果验证,各个电路模块的设计均满足系统要求.