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一種傳感器微弱信號放大電路的設計
在現有集成傳感器技術中，將微弱信號放大的讀出電路是音頻網絡融集的重要接口電路。把微伏級的聲頻特別是次聲頻微弱信號放大到數伏幅度的大信號，需要一個高倍率的放大器，而運算放大器的基本電路就是一個高倍率的直流放大器。但是，直流放大器的最大弊病是增益與漂移之間的矛盾。由于漂移使運算放大器的運算結果產生一定的誤差，并隨時間的延長，溫度的變化，這一漂移誤差會隨之增加［1］。另外，運算放大器零輸入時，必須零輸出，以保證其直流工作點不受信號源及負載的影響，這就要求放大電路中有調零裝置。一般運放只具有 mV 級的失調電壓和每攝氏度數微伏的溫度漂移，因而對 10 mV以下的低電平信號放大十分困難［2］。但是，在自動控制的許多重要應用場合，用于傳感器、變送器等微弱信號電壓的放大，要求放大器具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、低噪聲、低失調電壓和溫度漂移等特性，否則會使系統無法工作。在 20 Hz ～ 20 kHz 頻率范圍內的 D 類音頻微弱信號放大中，運放的失真主要由電壓失調和 1 /f 噪聲所引起，解決問題的最好辦法就是采用自動穩零和斬波技術［3］。由于斬波技術是采取調制和解調的方法，將失調電壓和 1 /f 噪聲調制到高頻端，并用低通濾波器濾除，而有用信號則經調制后又解調到基帶。這一過程不會產生白噪聲的混疊 。但是，斬波開關電荷注入和電荷饋通效應，仍然會產生約 100 μV 的殘余電壓失調，而且斬波開關的使用，器件的熱噪聲電平將會增加，為此，常采用 T/H（ 跟蹤/保持） 技術，使電路在高斬波頻率（ 如 150 kHz） 時，使輸入等效噪聲達到 31． 12 nV/ 槡Hz。隨著滿足以上性能要求的運算放大器的出現 ，研制出放大微伏級微弱信號的放大器已有可能。
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