Schema di test di simulazione del preamplificatore in un circuito di rilevamento del segnale di corrente estremamente debole

La tecnologia di misurazione del segnale di corrente quasi-CC molto debole è ampiamente utilizzata nello sviluppo di strumentazione di precisione.

Il preamplificatore è il core, che determina il livello di rumore e la costante del tempo di risposta del sistema. Nello studio di simulazione del preamplificatore, il modello di rumore elettrico del preamplificatore è stato costruito con il metodo di feedback diretto della resistenza e il metodo di feedback della rete di resistori di tipo "T" e sono stati ottenuti i parametri di prestazione del preamplificatore in varie condizioni. I risultati della simulazione mostrano che il rapporto segnale/rumore del sistema è inversamente proporzionale al valore della capacità equivalente del sensore, e proporzionale al valore della capacità di retroazione, e non si può generalmente considerare quale metodo sia migliore del diretto metodo di feedback della resistenza o il metodo di feedback della rete di resistenza di tipo "T". Scegli il modulo di feedback appropriato in base alla situazione specifica. I risultati della simulazione possono fornire un riferimento per la progettazione del preamplificatore nel rivelatore di segnale di corrente estremamente debole.

Nel campo della tecnologia di esplorazione spaziale, della tecnologia di rilevamento nucleare e di altri campi di ricerca sulla strumentazione, è necessario utilizzare un circuito di rilevamento che misuri con precisione segnali di corrente quasi-CC estremamente deboli. Il preamplificatore è il cuore del circuito e determina il livello di rumore e la costante del tempo di risposta del sistema. . Secondo la formula di Fris, la cifra di rumore del preamplificatore ha la maggiore influenza sulla cifra di rumore totale dell'amplificatore. Pertanto, il preamplificatore deve avere basso rumore, guadagno stabile, precisione e una forte capacità anti-interferenza. Con il continuo sviluppo della tecnologia degli amplificatori operazionali a basso rumore, è diventata un'importante tendenza di sviluppo selezionare direttamente amplificatori operazionali a basso rumore per progettare preamplificatori di sensori. L'applicazione di amplificatori operazionali ad alte prestazioni semplifica notevolmente la progettazione e la regolazione di circuiti a basso rumore. Il compito di progettare un preamplificatore è ottimizzare le caratteristiche di rumore dell'amplificatore nelle condizioni di un dato sensore, ampiezza del segnale di uscita, resistenza interna del sensore, capacità equivalente del sensore, guadagno dell'amplificatore, impedenza e caratteristiche di risposta, ovvero il segnale di uscita ha Il miglior rapporto segnale/rumore.

Il preamplificatore ATA-5620 riduce efficacemente l'area occupata dal condensatore nell'amplificatore, ma rispetto al circuito tradizionale il rumore è maggiore e ha buone prestazioni in termini di guadagno e rumore di ingresso.

Larghezza di banda: larghezza di banda (-3dB) 1kHz~100MHz

Tensione: Tensione di uscita massima 2Vp-p

Guadagno multiplo: guadagno di tensione 60dB

Alimentazione a bassissimo rumore

In breve, la progettazione di preamplificatori per la misurazione del segnale debole basati su amplificatori operazionali ad alte prestazioni è molto complicata, coinvolge molti problemi teorici e tecnici e molti problemi sono correlati e vincolati. In applicazioni specifiche, è necessario trovare un punto di compromesso in base alla situazione reale per bilanciare vari parametri e rendere il piano di progettazione il migliore.

Il modello di rumore elettrico dei due metodi di feedback del preamplificatore per la misura del segnale di corrente continua estremamente debole dell'amplificatore operazionale simula i parametri prestazionali del preamplificatore in varie situazioni. I risultati della simulazione mostrano che il rapporto segnale/rumore del sistema è direttamente proporzionale alla capacità di retroazione e inversamente proporzionale al valore di capacità equivalente del sensore, e non è generalmente possibile considerare quale metodo sia migliore per il metodo di retroazione a resistenza diretta e il metodo di feedback della rete di resistenza di tipo "T". Scegli la forma di feedback appropriata per la situazione specifica. I risultati della simulazione possono fornire un riferimento per la progettazione di preamplificatori nella misurazione del segnale debole basati su amplificatori operazionali ad alte prestazioni.