設計制作并驗證hzhz超低頻微弱噪音檢測放大器(已修改)
2025-07-19 15:52 本頁面
【正文】 ~10Hz超低頻微弱噪音檢測放大器STEP BY STEPJackFrost~10Hz的超低頻噪聲，人越來越懶得動手，前幾周才開始慢慢準備斷斷續(xù)續(xù)制作測試，今天才鼓起勇氣把手頭的資料整理起來。超低頻噪聲的意義什么的就不說了，但凡玩基準高精密測量的人都了解，這里能夠寫的篇幅實在太大了，就略去各種前戲相關知識了。 因為人懶，所以比較多理論的準備工作，以盡量減少動手拿烙鐵的勞累了。好聽的說就是強調(diào)理論指導實踐，事半功倍，嘿嘿。于是有了這篇STEP BY STEP，記錄下這段時間試驗的過程，本著分享和共同學習進步的網(wǎng)絡精神發(fā)到網(wǎng)絡上，碼字很辛苦，大家喜歡的話就點個贊多點鼓勵，我也有動力有理由不再懶下去。文章的篇幅會很大，斷斷續(xù)續(xù)下來記錄下來的筆記內(nèi)容很多，發(fā)到網(wǎng)上盡量縮減了首先籠統(tǒng)地講放大器包括2個大部分，一個是前級，將微弱信號（通常是uVpp級別）放大1000或者更高；~10Hz的帶通濾波器。 先來帶通濾波器部分，這部分直接用的TI官方出的SLAU522文章中的帶寬濾波器，作者是Arthur Kay。 HPF和一個增益為10的10Hz 四階低通LPF，總的增益是100倍。并且在輸出部分加了一個22uF的大薄膜電容通過BNC連接到示波器1M歐輸入阻抗，以徹底隔離直流，這樣示波器上就可以直接讀取峰峰值來了解噪聲情況了。由于放大器的噪聲主要是由前級來決定，所以這部分可以使用大電阻，運放選擇條件也寬松，我用的是手頭拆機的OPA2277。電容用的是薄膜電容，電阻值是用手頭多個0805串聯(lián)出來的。下面是這部分電路的實測根據(jù)以上測試可見，LPF 3DB點比設計值稍偏低了一點，這主要原因還是電容容量誤差，手頭沒有高精度的零件，也沒有可以準確測容量的儀器，只能保證電阻誤差不大于1%。帶通濾波這部分內(nèi)容就不多講了，并不是本篇超低頻微弱噪音檢測的重點接下來前級放大部分是要考慮比較多的，做了比較多的工作，放大器的噪聲水平主要取決于這部分。一、運放的選擇： 低噪聲的運放有一些可供選擇，我選擇了一些典型的型號，并截下他們噪聲指標以對比根據(jù)這些型號DATASHEET給出的噪聲指標，進行了挨個大致的計算并粗略地匯總了下。~10Hz頻段，因此主要就是1/F閃爍噪聲，噪聲計算簡化后的模型包括1/F的運放輸入噪聲電壓、運放輸入噪聲電流在信號源內(nèi)阻上產(chǎn)生的電壓、信號源內(nèi)阻的熱噪聲，由于反饋電阻用的是51//51K因此這部分就可以忽略了。10HZ總的輸出噪聲單位uVrms運放型號
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