一種微弱信號放大電路的製作方法

2023-06-16 09:18:46

專利名稱：一種微弱信號放大電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體集成電路，具體的說是一種能夠具有調節放大倍數和信號調整的微弱信號放大電路。
背景技術：
放大電路利用電路參數的對稱性和負反饋作用，有效地穩定靜態工作點，以放大差模信號抑制共模信號為顯著特徵，廣泛應用於直接耦合電路和測量電路的輸入級。但是放大電路結構複雜、分析繁瑣，特別是其對差模輸入和共模輸入信號有不同的分析方法，難以理解，因而一直是模擬電子技術中的難點。現有的放大電路暫時不能滿足以下優點:可檢測微弱的電流信號；信號的帶寬達到200MHZ，真實高速反應信號的放大；採用阻抗匹配，避免了信號的串擾和反射；採用雙電源穩定了信號；晶片都採用低噪低溫漂的放大器，使放大器更穩定；最後採用差分輸出放大器，減小了噪聲的輸出。

發明內容
本發明的目的是提供一種微弱信號放大電路，該結構可檢測微弱的差分信號；放大倍數可跟隨輸入的差分信號的大小自動變化；集成了低通濾波和電壓跟隨功能；有助於提高電路帶負載的能力；採用了微小電流保證了信號的帶寬和噪聲的減少，而且提高了電路帶負載能力；確保流入負載的電流不至於損壞負載；該差分放大電路受環境溫度影響較小，非常適用於環境溫度波動大的場合；同時採用了雙電源保證了信號的平衡性。根據本發明第一方面，提供了一種微弱信號放大電路，包括:單端放大模塊、電阻匹配模塊、其特徵在於該電路還包括電流/電壓轉換模塊和單端轉雙端放大模塊，各個電路之間的連接關係為:電流/電壓轉換模塊中的電流信號轉換為電壓信號後與單端放大模塊中的單端放大器的同向輸入端相連，單端放大器的輸出端與電阻匹配模塊中的電阻匹配後的一端相連，電阻匹配輸出端與單端轉雙端放大模塊中的同向輸入端相連。其中，所述電流/電壓轉換模塊，包括:光電模塊、濾波模塊1、放大模塊1、反饋電阻模塊；各個電子元件的連接關係為:電流信號經過光電模塊傳輸出光信號送入到放大模塊I中進行放大，放大後的光信號傳輸到反饋電阻模塊中進行處理轉為電壓信號，該電壓信號再經過放大模塊傳輸到濾波模塊中進行濾波後去除噪聲的電壓信號Ul。其中，所述單端放大模塊包括放大模塊2和電阻模塊1，其中各個電子元件的連接關係為:濾波後的電壓信號Ul傳輸到放大模塊2中進行電壓信號放大，再經過電阻模塊I進行二次放大後再次傳輸到放大模塊2中轉變為放大電壓信號U2。其中，所述電阻匹配模塊是由電阻模塊2和電阻模塊5構成，其各個電子元件的連接關係為:放大後的電壓信號U2經過電阻模塊2進行信號傳輸後再經過電阻模塊5進行阻抗匹配後形成穩定的的電壓信號U3。其中，所述單端轉雙端放大模塊是由電阻模塊3、放大模塊3和電阻模塊4構成，其各個電子元件的連接關係為:較好的電壓信號U3傳輸到轉換模塊中進行信號的再次轉換後傳輸到電阻模塊3中進行局部電壓放大,進行局部放大後的電壓信號傳輸到轉換模塊中，作為一路信號輸出端；其他未經過局部放大的電壓信號再通過轉換模塊傳輸到電阻模塊4中進行電壓信號放大後再傳輸到轉換模塊中，作為二路信號輸出端；轉換模塊將一路信號輸出端和二路信號輸出端進行電壓整合放大後的電壓信號U4輸出。與現有技術相比具有以下優點，可檢測微弱的幾個納安電流信號；信號的帶寬達到200MHZ，真實高速反應信號的放大；採用阻抗匹配，避免了信號的串擾和反射；採用雙電源穩定了信號；晶片都採用低噪低溫漂的放大器，使放大器更穩定；最後採用差分輸出放大器，減小了噪聲的輸出。


圖1是本發明一種微弱信號放大電路的模塊示意圖；圖2是本發明一種微弱信號放大電路中電流/電壓轉換模塊的模塊示意圖；圖3是本發明一種微弱信號放大電路中單端放大模塊的模塊示意圖；圖4是本發明一種微弱信號放大電路中電阻匹配模塊的模塊示意圖；圖5是本發明一種微弱信號放大電路中單端轉雙端放大模塊的模塊示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例1，圖1顯示了本發明的微弱信號放大電路的模塊示意圖；如圖1所示:一種微弱信號放大電路，包括:單端放大模塊、電阻匹配模塊、其特徵在於該電路還包括電流/電壓轉換模塊和單端轉雙端放大模塊，各個電路之間的連接關係為:電流/電壓轉換模塊中的電流信號轉換為電壓信號後與單端放大模塊中的單端放大器的同向輸入端相連，單端放大器的輸出端與電阻匹配模塊中的電阻匹配後的一端相連，電阻匹配輸出端與單端轉雙端放大模塊中的同向輸入端相連。如圖2所不:一種微弱信號放大電路，其中:所述電流/電壓轉換模塊，包括:光電模塊、濾波模塊1、放大模塊1、反饋電阻模塊；各個電子元件的連接關係為:電流信號經過光電模塊傳輸出光信號送入到放大模塊I中進行放大，放大後的光信號傳輸到反饋電阻模塊中進行處理轉為電壓信號，該電壓信號再經過放大模塊傳輸到濾波模塊中進行濾波後去除噪聲的電壓信號Ul。如圖3所示:一種微弱信號放大電路，其中:所述單端放大模塊包括放大模塊2和電阻模塊1，其中各個電子元件的連接關係為:濾波後的電壓信號Ul傳輸到放大模塊2中進行電壓信號放大，再經過電阻模塊I進行二次放大後再次傳輸到放大模塊2中轉變為放大電壓信號U2。如圖4所示:一種微弱信號放大電路，其中:所述電阻匹配模塊是由電阻模塊2和電阻模塊5構成，其各個電子元件的連接關係為:放大後的電壓信號U2經過電阻模塊2進行信號傳輸後再經過電阻模塊5進行阻抗匹配後形成穩定的的電壓信號U3。如圖5所示:一種微弱信號放大電路，其中:所述單端轉雙端放大模塊是由電阻模塊3、放大模塊3和電阻模塊4構成，其各個電子元件的連接關係為:較好的電壓信號U3傳輸到轉換模塊中進行信號的再次轉換後傳輸到電阻模塊3中進行局部電壓放大，進行局部放大後的電壓信號傳輸到轉換模塊中，作為一路信號輸出端；其他未經過局部放大的電壓信號再通過轉換模塊傳輸到電阻模塊4中進行電壓信號放大後再傳輸到轉換模塊中，作為二路信號輸出端；轉換模塊將一路信號輸出端和二路信號輸出端進行電壓整合放大後的電壓信號U4輸出。綜上所述，與現有技術相比具有以下優點，可檢測微弱的幾個納安電流信號；信號的帶寬達到200MHZ，真實高速反應信號的放大；採用阻抗匹配，避免了信號的串擾和反射；採用雙電源穩定了信號；晶片都採用低噪低溫漂的放大器，使放大器更穩定；最後採用差分輸出放大器，減小了噪聲的輸出。儘管上文對本發明進行了詳細說明，但是本發明不限於此，本技術領域技術人員可以根據本發明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發明原理所作的修改，都應當理解為落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種微弱信號放大電路，包括:單端放大模塊、電阻匹配模塊、其特徵在於該電路還包括電流/電壓轉換模塊和單端轉雙端放大模塊，各個電路之間的連接關係為:電流/電壓轉換模塊中的電流信號轉換為電壓信號後與單端放大模塊中的單端放大器的同向輸入端相連，單端放大器的輸出端與電阻匹配模塊中的電阻匹配後的一端相連，電阻匹配輸出端與單端轉雙端放大模塊中的同向輸入端相連。
2.根據權利要求1所述的一種微弱信號放大電路，其特徵在於:所述電流/電壓轉換模塊，包括:光電模塊、濾波模塊1、放大模塊1、反饋電阻模塊；各個電子元件的連接關係為:電流信號經過光電模塊傳輸出光信號送入到放大模塊I中進行放大，放大後的光信號傳輸到反饋電阻模塊中進行處理轉為電壓信號，該電壓信號再經過放大模塊傳輸到濾波模塊中進行濾波後去除噪聲的電壓信號Ul。
3.根據權利要求1所述的一種微弱信號放大電路，其特徵在於:所述單端放大模塊包括放大模塊2和電阻模塊1，其中各個電子元件的連接關係為:濾波後的電壓信號Ul傳輸到放大模塊2中進行電壓信號放大，再經過電阻模塊I進行二次放大後再次傳輸到放大模塊2中轉變為放大電壓信號U2。
4.根據權利要求1所述的一種微弱信號放大電路，其特徵在於:所述電阻匹配模塊是由電阻模塊2和電阻模塊5構成，其各個電子元件的連接關係為:放大後的電壓信號U2經過電阻模塊2進行信號傳輸後再經過電阻模塊5進行電阻匹配後形成穩定的電壓信號U3。
5.根據權利要求1所述的一種微弱信號放大電路，其特徵在於:所述單端轉雙端放大模塊是由電阻模塊3、放大模塊3和電阻模塊4構成，其各個電子元件的連接關係為:較好的電壓信號U3傳輸到轉換模塊中進行信號的再次轉換後傳輸到電阻模塊3中進行局部電壓放大，進行局部放大後的電壓信號傳輸到轉換模塊中，作為一路信號輸出端；其他未經過局部放大的電壓信號再通過轉換模塊傳輸到電阻模塊4中進行電壓信號放大後再傳輸到轉換模塊中，作為二路信號輸出端；轉換模塊將一路信號輸出端和二路信號輸出端進行電壓整合放大後的電壓信號U4輸出。
全文摘要
本發明公開了一種微弱信號放大電路，屬放大電路，包括單端放大模塊、電阻匹配模塊、其特徵在於該電路還包括電流/電壓轉換模塊和單端轉雙端放大模塊，連接關係電流/電壓轉換模塊中的電流信號轉換為電壓信號後與單端放大模塊中的單端放大器的同向輸入端相連，單端放大器的輸出端與電阻匹配模塊中的電阻匹配後的一端相連，電阻匹配輸出端與單端轉雙端放大模塊中的同向輸入端相連。優點，可檢測微弱的電流信號；信號的帶寬達到200MHZ，真實高速反應信號的放大；採用阻抗匹配，避免了信號的串擾和反射；採用雙電源穩定了信號；晶片都採用低噪低溫漂的放大器，使放大器更穩定；採用差分輸出放大器，減小了噪聲。
文檔編號H03F3/45GK103187941SQ201110449068
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者黃正宇, 王明陶 申請人:崑山藍嶺科技有限公司