Vorverstärker-Simulationstestschema in Signalerkennungsschaltung für extrem schwachen Strom

Die Messtechnik für sehr schwache Quasi-DC-Stromsignale wird häufig bei der Entwicklung von Präzisionsinstrumenten eingesetzt.

Der Vorverstärker ist das Herzstück, das den Rauschpegel und die Reaktionszeitkonstante des Systems bestimmt. In der Simulationsstudie des Vorverstärkers wurde das elektrische Rauschmodell des Vorverstärkers durch das Widerstands-Direktrückkopplungsverfahren und das Widerstandsnetzwerk-Rückkopplungsverfahren vom "T"-Typ konstruiert, und die Leistungsparameter des Vorverstärkers unter verschiedenen Bedingungen wurden erhalten. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems umgekehrt proportional zum äquivalenten Kapazitätswert des Sensors und proportional zum Wert der Rückkopplungskapazität ist, und es kann nicht allgemein angenommen werden, welches Verfahren besser als das direkte ist Widerstandsrückkopplungsverfahren oder das Widerstandsnetzwerk-Rückkopplungsverfahren vom "T"-Typ. Wählen Sie je nach Situation das passende Feedback-Formular aus. Die Simulationsergebnisse können eine Referenz für das Design des Vorverstärkers in dem Detektor für extrem schwache Stromsignale liefern.

Auf dem Gebiet der Weltraumforschungstechnologie, der nuklearen Detektionstechnologie und anderer Instrumentierungsforschungsgebiete ist es notwendig, eine Detektionsschaltung zu verwenden, die extrem schwache Quasi-DC-Stromsignale genau misst. Der Vorverstärker ist das Herzstück der Schaltung und bestimmt den Rauschpegel und die Reaktionszeitkonstante des Systems. . Nach der Fris-Formel hat das Rauschmaß des Vorverstärkers den größten Einfluss auf das Gesamtrauschmaß des Verstärkers. Daher muss der Vorverstärker ein geringes Rauschen, eine stabile Verstärkung, Genauigkeit und eine starke Anti-Interferenz-Fähigkeit aufweisen. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der rauscharmen Operationsverstärkertechnologie ist es zu einem wichtigen Entwicklungstrend geworden, rauscharme Operationsverstärker direkt auszuwählen, um Sensorvorverstärker zu entwerfen.“ Der Einsatz von Hochleistungs-Operationsverstärkern vereinfacht den Entwurf und die Anpassung rauscharmer Schaltungen erheblich. Die Aufgabe beim Entwurf eines Vorverstärkers besteht darin, die Rauscheigenschaften des Verstärkers unter den Bedingungen eines gegebenen Sensors, der Ausgangssignalamplitude, des Sensorinnenwiderstands, der Sensorersatzkapazität, der Verstärkung, der Impedanz und des Ansprechverhaltens, dh des Ausgangssignals, zu optimieren Das beste Signal-Rausch-Verhältnis.

Der ATA-5620-Vorverstärker reduziert effektiv die vom Kondensator im Verstärker eingenommene Fläche, aber im Vergleich zur herkömmlichen Schaltung ist das Rauschen größer und er hat eine gute Leistung in Bezug auf Verstärkung und Eingangsrauschen.

Bandbreite: Bandbreite (-3dB) 1kHz~100MHz

Spannung: Maximale Ausgangsspannung 2Vp-p

Vielfache Verstärkung: Spannungsverstärkung 60dB

Extrem rauscharmes Netzteil

Kurz gesagt, das Design von Vorverstärkern für die Messung schwacher Signale auf der Grundlage von Hochleistungs-Operationsverstärkern ist sehr kompliziert und beinhaltet viele theoretische und technische Probleme, und viele Probleme sind miteinander verbunden und eingeschränkt. Bei bestimmten Anwendungen ist es notwendig, einen Kompromisspunkt gemäß der tatsächlichen Situation zu finden, um verschiedene Parameter auszugleichen und den Konstruktionsplan optimal zu gestalten.

Das elektrische Rauschmodell der beiden Rückkopplungsverfahren des Vorverstärkers zur Messung des extrem schwachen Gleichstromsignals des Operationsverstärkers simuliert die Leistungsparameter des Vorverstärkers in verschiedenen Situationen. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems direkt proportional zur Rückkopplungskapazität und umgekehrt proportional zum Ersatzkapazitätswert des Sensors ist, und es kann nicht allgemein betrachtet werden, welches Verfahren für das direkte Widerstandsrückkopplungsverfahren besser ist und das Widerstandsnetzwerk-Rückkopplungsverfahren vom "T"-Typ. Wählen Sie die geeignete Form des Feedbacks für die jeweilige Situation. Die Simulationsergebnisse können eine Referenz für das Design von Vorverstärkern in der Schwachsignalmessung basierend auf Hochleistungs-Operationsverstärkern liefern.