高靈敏度直流放大器中的斬波器的製作方法

2024-03-06 22:29:15 1

專利名稱:高靈敏度直流放大器中的斬波器的製作方法
本發明是用於靈敏度在10nV以上相應精度在萬分之五以上的直流放大器中的斬波器。
現有的靈敏度在10nV以上的斬波器通常採用光電阻斬波器和雙觸點機械斬波器例如法國TEKELEC-AIRTRONIC製造的TE925nV數字電壓表。上述兩種斬波器結構複雜。目前雖出現了場效應管斬波器，但人們認為用場效應管作斬波器的直流放大器要達到10nV以上的靈敏度是不可能的。
本發明就是用場效應管做斬波器製造直流放大器，使之達到10nV以上的高靈敏度。
10nV直流放大器要求靈敏度高，穩定度高，漂移低。本放大器採用單通道斬波調製型，帶有深負反饋的電路方案。圖1繪出了放大器的電路原理框圖，在這種電路中輸入直流信號Ui首先經斬波器①調製成交流信號，再通過升壓輸入變壓器②輸入到交流放大器③再經有源帶通濾波器④進入解調器⑤這時解調器輸出直流U2，U1到U2直流增益K1為2.5×104左右，解調器輸出後再經過直流放大器⑥得輸出電壓U0。放大器總開環增益K約為1010左右。反饋網絡⑦β＝10-4，10-3。這樣其高穩定度閉環增增益可為K104，103倍。電路中加入快速電路⑧以改善放大器器的瞬態特性。
在這樣的方案中斬波器是進行DC/AC變換的器件，它處在整個放大器系統的最前級，斬波器性能的優劣直接影響放大器的性能(噪聲和漂移特性)，對斬波器的電路設計是高靈敏度放大器最為重要的問題。
本放大器採用場效應管斬波，其電路為雙管串聯斬波形式(圖2)通過長時間的實驗和理論推導發現只要場效應滿足一定條件，高靈敏度10nV以上的直流放大器就可以實現。
下面就是本放大器的最佳實施方案場放應管採用耗盡型MOSFET斬波管，測試指標為夾斷電壓 ｜VP｜＜2V導通電阻 ROn ＜200Ω關態漏電流Ioff＜10-12A極間電容CP＜0.8Pf單管挑選好後，嚴格配對，並在雙管測試電路。作4小時以上長時期考察其穩定及漂移。
本發明成功地將場效應管斬波器用在靈敏度為10nV以上，精度在萬分之五以上的放大器上，克服了人們長期以來認為場效應管斬波器無法用在10nV以上高靈敏度放大器中的偏見，開闢了場效應管的新的應用範圍。降低了直流放大器成本，簡化了高精度高靈敏度直流放大器中的斬波器的結構。
權利要求
1.靈敏度在10nV以上的直流放大器，它是由斬波器，輸入變壓器，帶通濾波器，解調器，直流放大器，反饋網絡，加速電路所構成，其特徵在於斬波器採用場效應管斬波。
2.根據權利要求
1所述的斬波器其特徵在於場效應管用耗盡型MOSFET斬波管指標為夾斷電壓 V ＜2V導通電阻ROn＜ 200Ω關態漏電流I ＜10-12A極間電容C ＜0.8Pf
專利摘要
本發明是用於靈敏度在10nV以上相應精度在萬分之五以上的直流放大器中的斬波器。它採用場效應管斬波，其電路為雙管串聯斬波形式，本發明成功地將場效應管斬波器用在靈敏度為10nV以上精度在萬分之五以上的放大器上，克服了人們長時期以來認為場效應管無法用在10nV以上高靈敏度放大器中的偏見，降低了直流放大器成本。
文檔編號H03F3/393GK85103441SQ85103441
公開日1986年10月1日 申請日期1985年4月2日
發明者高紀澤, 郭鯉 申請人:山東大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan