設(shè)計制作并驗證hzhz超低頻微弱噪音檢測放大器(編輯修改稿)
2025-08-03 15:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 候還有點(diǎn)存貨，包括22uF和10uF的薄膜電容，這些個性能很好，漏電小于1nA甚至只有幾十pA，還有一個你吃糠的MUSE BP無極性電解電容，這個漏電情況也可以湊合。上面這幅是串了100K歐電阻測試22UF MMK薄膜電容的情況，而220uF/50V MUSE BP電解大約是幾十個nA水平，并且電解電容加上直流偏置后漏電逐漸降低要測數(shù)小時才穩(wěn)定。 我們知道運(yùn)放噪聲包括輸入噪聲電壓，輸入噪聲電流，并且這經(jīng)常是個矛盾，輸入噪聲電壓極低的運(yùn)放往往輸入噪聲電流比較大，比方說經(jīng)典的AD797，噪聲電壓僅50nVpp，但是噪聲電流達(dá)到2pA/rtHz，而通常噪聲電流小的運(yùn)放往往噪聲電壓在200nVpp以上，通常是250nVpp。我選擇的輸入電阻是8K到16K左右，因此要用作前級放大就選擇輸入噪聲電壓盡量小， pA/rtHz級別的，尤其是fA級別的更好，并且輸入偏移電壓盡量小，輸入偏置電流也要小，這樣才不至于在放大了1000甚至10000倍后運(yùn)放飽和。這里不得不提到的是零漂移運(yùn)放，超低頻1/F噪聲幾乎可以忽略，可以直接按照寬帶噪聲計算，而且超級精密，輸入電流極小，唯一不舒服的就是它們的頻譜在KHZ以上級別會有一個較大的斬波開關(guān)噪聲，不過這個可以通過簡單的低通來大大降低，而正好這個放大器是專門10Hz超低頻的，所以完全不用考慮斬波開關(guān)噪聲了。 根據(jù)手頭的零件有OPA2188和AD8629，顯然這地方用OPA2188了。 大致的運(yùn)放通過簡單的估算選擇好了，接下來就是進(jìn)一步針對OPA2188進(jìn)行分析了。通常前級采用一個運(yùn)放單元進(jìn)行放大，增益是1000倍，仿真可以看出在信號源內(nèi)阻為0的情況下，大約210uVpp的樣子。(OPA2188的SPICE仿真宏模型內(nèi)容還是比較準(zhǔn)確的，根據(jù)后面實(shí)測，仿真值跟真實(shí)測試是非常接近的)這個電路繼續(xù)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，增益很高，相位余量超過70度( KB, 下載次數(shù): 1)下載附件保存到相冊2015425 12:11 上傳 穩(wěn)定，妥妥地沒問題。 不過這個還不夠好，通常低噪聲電流的運(yùn)放，輸入噪聲電壓都在200nV以上，不過還有個辦法可以降低這個輸入電壓噪音，就是采用運(yùn)放并聯(lián)大法，呵呵。理論上輸入噪聲電壓可以降低為運(yùn)放單元個數(shù)的平方根倍，代價是噪聲電流也會相應(yīng)增大，消耗更多的單元和電力。繼續(xù)進(jìn)行采用2個運(yùn)放單元同相放大器并聯(lián)結(jié)構(gòu)輸入級的仿真，電路如下：正好是OPA2188雙運(yùn)放，兩個并聯(lián)起
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