检索结果-内蒙古大学图书馆

时间域电磁法(或瞬变电磁法)广泛应用于金属矿产探测、工程勘查等方面,是一种有效的资源勘查方法。TEM系统包括发射、接收、采集、预处理、解释软件等几个部分。本文主要考虑低噪声线圈和前置放大器的设计等。本文在研究了瞬变电磁法基本原理及信号特点的基础上,针对低噪声前置放大器进行了详细研究。前置放大器是整个接收系统的最前端,对信噪比的影响最大,其性能的好坏直接影响接收机的性能,尤其是接收机的灵敏度。本文重点分析了单运放电路及双运放差分电路的噪声模型,掌握各噪声源对总输出噪声的影响。比较放大器的参数,选择合适的放大器,本文设计的主体由一对基于LT1028组成的差分放大电路构成,能够有效地放大差模信号,抑制共模信号。利用PSpice对运放电路进行仿真,并实际焊接电路进行测试,将得到的数据利用Origin绘图,进行对比,得到各元器件对电路性能的影响,为双运放差分电路的设计提供可靠依据。在对整个电路进行详细分析、仿真、测试的基础上,最终利用Protel DXP设计PCB板,焊接电路,完成低噪声前置放大器的设计。

关键词：时间域电磁法低噪声前置放大器噪声模型差分放大电路

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地震检波器低噪声前置放大器的设计

地震检波器低噪声前置放大器的设计

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作者：王文皓中国地质大学（武汉）

学位级别：硕士

目前国内外的前置放大器的研究成果很多，但专门针对地震检波器前置放大器所作的研究成果却是有限。在地震勘探领域，对前置放大器的研究主要是针对地震仪内部的前置放大器，且以集成电路为主。但随着虚拟仪器的发展，前置放大器将会作... 详细信息

目前国内外的前置放大器的研究成果很多，但专门针对地震检波器前置放大器所作的研究成果却是有限。在地震勘探领域，对前置放大器的研究主要是针对地震仪内部的前置放大器，且以集成电路为主。但随着虚拟仪器的发展，前置放大器将会作为独立的个体而存在，或者与检波电路整合形成新的检波器。通过对地震检波器的前置放大器的深入了解，发现目前的地震数据采集系统中的前置放大器还存在零漂未能很好解决、低频信息丢失较多及高倍放大谐波失真等。因此笔者希望借由对本选题的研究，可以探讨如何有效地解决低截频、高倍放大谐波失真等问题。\n 本文给出了一种地震检波器的低噪声前置放大器的设计方案，并通过仿真、实验室模拟与测试等手段对研究成果进行验证。目前，在地震数据采集领域，甚少有人会专门研究前置放大器，尤其是跟随在地震检波器之后的前置放大器。可以说，本文开创了国内在此方面研究工作的先河。\n 本文的独创性与独创成果在与：\n 1、研究与地震检波器直接相连的前置放大器。这个放大器的特点有低噪声、低频响应好、信噪比高、高倍放大不失真等。前置放大器拥有高的输入阻抗使得地震检波器采集到的信号几乎不被丢失，低的输出阻抗的电路设计使得信号在后续电缆的传输过程中不受电缆干扰的影响。选用分立元件、以双极型晶体管为核心的有源器件进行设计，而不是以集成放大电路或结型场效应管为核心。\n 理论上来说，集成放大电路，结型场效应管与双极型晶体管均适用于低频领域的设计。但实际上，就地震检波器而言，它本身的阻抗很小，即前置放大器的源阻很小。为保证信号在传输时不被损失，需要其后续电路有较大的输入阻抗，集成电路与双极型晶体管电路均适用，但是因为集成放大电路的噪声电平通常是分立晶体管电路的二到五倍，不符合这里的设计要求——低噪声，因此选择排除集成放大电路。\n 在低频段中，主要的噪声是1/f噪声，结型场效应管在低频段的1/f噪音比较大，而双极型晶体管却能对这一类的噪声抑制得比较好，因此选择使用双极型晶体管的分立元器件电路。\n 2、解决了1/f噪声问题。1/f噪声又称低频噪声，由电流流过不连续介质时产生，其功率与频率成反向变化，即频率越低时，1/f噪声功率谱密度越大。因1/f噪声在每十倍频程的功率相等，因此设计宽带滤波器时，尽量以窄带为标准。这里的前置放大器需要放大的地震波信号在400Hz以下，因此在设计中加入低通滤波电路，高截频为400Hz。又因频率越低，1/f噪声越大，考虑加入高通滤波电路，将低截频调高。根据某地震检波器的低截频率8Hz，考虑设计低截频率在6Hz左右的高通滤波电路，在放大低频地震波信号的同时，尽量抑制1/f噪声干扰。\n 抑制1/f噪声干扰还要注意元器件的选择。阻值越小的电阻，1/f噪声越大，因此尤其在选择小阻值时要注意选择专门用于低频电路的。会产生1/f噪声的元器件还有三极管、二极管等，也是同样要求其适用于低频电路。\n 3、测试方案选择级联自测。这里选择将三级相同的前置放大电路串联在一起，级与级之间加上高低通滤波电路，作为前置放大器的测试电路。这样做是因为，不希望通过其它途径引入噪声，致使无法准确测量前置放大器的噪声。\n 4、低噪声前置放大电路的测试电路的最后一级增加射极跟随器，解决电缆分布电容的问题。射极跟随器处于是电路的输出级部分，放在这里的原因是，射极跟随器的阻抗小，能够解决后续电缆上的分布电容的问题。\n 在设计放大电路时，要注意电磁兼容的问题。根据电磁干扰的干扰源不同，可以将其分为工频及音频干扰、甚低频干扰、载频干扰及微波干扰等。在生产实践阶段，不可能在毫无干扰的环境下作业，亦不可能依靠硬件电路自身完全屏蔽这些干扰。因此，如何设计电子产品，使得电子产品拥有最优良的电磁兼容能力便是重中之重。一般在设计阶段需严格遵循电磁兼容的设计原则，否则会为产品形成及后续投放市场带来不可估量的经济损失，也会为产品使用者带来极大困扰。\n 在前置放大器及测试电路的设计阶段要注意：电路的级与级之间要加去耦电容；在有源器件--双极型晶体管的集电极与基极之间加滤波电容；前置放大电路与测试电路中为抑制高频干扰，需加低通滤波器，抑制高频信号；前置放大电路内部的放大级之间需加容值不大的耦合电容，隔离直流的同时去掉高频干扰。\n 在设计制作PCB是要注意需遵循PCB的抗干扰设计原则。设计地线时要注意单点接地，地线不能从电路的输出端的接向输入端，然后从输入端的地引出与其它级电路的地并联。如果地线由电路的输入端接入，会引入极大地感应噪声，不利于整体电路对信号噪声的抑制。在电源线的关键地方使用一些抗干扰元件。电路应以核心元件为中心布板。在做PCB布局时，不能仅考虑电路板美观，还要以电路功能为中心，将不同功能元器件分区布板，将同功能的元器件

关键词：地震检波器低噪声前置放大器低阻抗电路双极型晶体管分立元件

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基于场效应管的低噪声前置放大器的研究和设计

基于场效应管的低噪声前置放大器的研究和设计

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作者：尹辉吉林大学

学位级别：硕士

前置放大器一般处于接收机的前端,主要用于放大弱信号,如天线从空中接收到的微弱信号,地质探测中的瞬变电磁信号,传感器输出的弱信号等,同时降低噪声干扰,以供系统解调出所需的信息数据,所以前置放大器的设计对整个接收机是至关重要的,... 详细信息

前置放大器一般处于接收机的前端,主要用于放大弱信号,如天线从空中接收到的微弱信号,地质探测中的瞬变电磁信号,传感器输出的弱信号等,同时降低噪声干扰,以供系统解调出所需的信息数据,所以前置放大器的设计对整个接收机是至关重要的,它性能的好坏直接影响整机性能,尤其是接收机的灵敏度。本文在对差分放大电路和场效应管的性能进行详细分析和理解的基础上,设计了一款低噪声前置放大器。设计的主体电路部分由两级放大电路构成,第一级是利用场效应管组成的差分放大电路,对输入信号进行处理,包括滤除噪声,放大信号,同时考虑对电路元件的保护措施。第二级是由三块集成芯片组成的仪表放大电路。通过两级放大,最终实现对弱信号的放大。在电源部分,由于是对弱信号的处理,所以通过设计稳压电路来降低直流电源的纹波系数,以此减弱来自电源的干扰。整个设计以理论计算为基础,利用OrCAD PSpice9.2软件仿真,调整电路参数,以达到最佳设计效果。在对电路进行详细分析、仿真的基础上,最终设计了一款低噪声前置放大器。该放大器在1M Hz带宽范围内实现对弱信号的1000倍放大,同时抑制噪声,实现了设计要求。

关键词：低噪声前置放大器差分电路仪表放大器稳压电路

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无线硅微传声器的偏置电路及低噪声前置放大器设计

无线硅微传声器的偏置电路及低噪声前置放大器设计

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作者：刘东来桂林电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的发展，便携式产品如手机、PDA、无线音频设备、DSC、笔记本电脑等朝着低功耗，小型化超薄的方面发展。而这些产品选用的MEMS硅微传声器由于其传声器的体积小、成本低等优势，逐渐取代了驻极体电容式传声器，成为电子... 详细信息

随着无线通信技术的发展，便携式产品如手机、PDA、无线音频设备、DSC、笔记本电脑等朝着低功耗，小型化超薄的方面发展。而这些产品选用的MEMS硅微传声器由于其传声器的体积小、成本低等优势，逐渐取代了驻极体电容式传声器，成为电子工程师的首选。　　本文的设计是基于微机电硅传声器，为其设计偏置电路和前置放大器电路，从而可与硅传声器等共同组成无线传声器系统。先研究MEMS硅微传声器系统结构，进而提出电路设计的参数指标，设计并优化电荷泵系统和前置放大器。偏置电路即电荷泵系统：包括电荷泵电路、振荡器、带隙基准电路、比较器、两相交叠时钟等。在电源电压为1.5V-2.1V情况下，电荷泵系统为微机电传声器提供恒定的9V直流偏置电压，即对MEMS硅传声器件加以充电来保证硅传声器的正常转换工作。微机电传声器的电容接收外界的声压，利用传感器原理转换成 nA级的声压电信号。该信号较为微弱，且具有噪声，因此需要经过前置放大器进行放大减噪处理之后才能送给后级功率放大器。通过参考大量的文献资料，设计新型的轨对轨前置放大器，该前置放大器增益达到61dB以上，等效噪声小于30 pV@1 kHz。最终设计的硅传声器系统芯片的偏置电压纹波系数小于20mV，系统功耗低至0.4mW，基本满足低功耗，低噪声的要求。　　本文采用中芯国际公司(SMIC)的0.18umCMOS混合信号工艺，完成无线硅微传声器的偏置电路的各子模块及低功耗前置放大器电路的设计，然后进行功能仿真及参数性能仿真，进而对整体电路进行仿真。经过反复测试，各模块仿真性能基本都可满足设计要求。最后在cadence系统软件环境，使用 Virtuoso Layout软件进行版图的设计，利用 Assura工具从单元电路到系统实现 DRC和 LVS的验证以及 RCX功能，完成版图及后仿真工作，为下一步流片做好准备。

关键词：无线硅微传声器偏置电路低噪声前置放大器优化设计功能仿真

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HgCdTe、InSb红外光生伏特探测器的低噪声前置放大器的设计与分析

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红外技术 1979年第1期 14-23页

作者：顾伯奇

前置放大器的设计不单是一个纯电子学的问题,而是光敏元件如何正确使用的问题,要求前置放大器对探测器提供的噪声降到最小。本文的目的在于介绍红外光生伏特探测器HgCdTe、InSb的噪声机理与工作点的偏置方法,并介绍了前置放大器的噪声... 详细信息

前置放大器的设计不单是一个纯电子学的问题,而是光敏元件如何正确使用的问题,要求前置放大器对探测器提供的噪声降到最小。本文的目的在于介绍红外光生伏特探测器HgCdTe、InSb的噪声机理与工作点的偏置方法,并介绍了前置放大器的噪声机理以及测量参数,讨论了放大器对不同性能的探测器提供的噪声系数F,文章也给出了低噪声变压器的设计。

关键词：探测器噪声系数 InSb HgCdTe 低噪声前置放大器红外光

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用于低温致冷光导红外探测器的直接耦合低噪声前置放大器

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国外红外与激光技术 1975年第2期 1-11页

转移阻抗前置放大器（TIA）是一种直接耦合的负反馈工作电路,它已成功地应用到超高阻抗低温致冷光导探测器电路中。前置放大器的开环增益可简化有关这电路的全部时间常数。这样的放大器,有9×1010Ω的转移阻抗电阻,产生均匀的频率... 详细信息

转移阻抗前置放大器（TIA）是一种直接耦合的负反馈工作电路,它已成功地应用到超高阻抗低温致冷光导探测器电路中。前置放大器的开环增益可简化有关这电路的全部时间常数。这样的放大器,有9×1010Ω的转移阻抗电阻,产生均匀的频率响应达700Hz,是无补偿探测器-前置放大器响应频率0.184Hz的3800倍。TIA放大器较之一般的电路有很大的优点。由于它的实际接地,使探测器偏压保持常数,而改善了直线性;使前置放大器的开环增益降低前置放大器的输入阻抗和输入信号电压,因而降低了微音器的灵敏度和减少了多元件探测器阵列中的相互串音。TIA电路中前置放大器噪声,如同别的均衡电路的噪声一样,会减低探测器的探测度,所以,一定要减到最小。本文研究其关系,得出TIA前置放大器的热噪声和前置放大器的噪声极限。这个前置放大器的设计电路,已在LWIR频谱仪中成功地使用。1973年3月22日,在阿拉斯加Poker低地,用黑雁VC火箭发射了这个LWIR频谱仪,在45-185km的高度范围内,取得了6.72-23.2μm的极光发射光谱,在9.6和15μm处其主要的特性受到臭氧和二氧化碳的影响。

关键词：低噪声前置放大器探测器阵列红外探测器 IR 探测器实验设备致冷制冷直接耦合低温

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