极弱电流信号检测电路中前置放大器模拟测试方案

极弱准直流电流信号测量技术在精密仪器仪表研制过程中有着广泛地应用,其中前置放大器是核心，决定了系统的噪声水平和响应时间常数。在前置放大器的模拟研究中,通过建立电阻直接反馈法和“T”型电阻网络反馈法构成前置放大器的电噪声模型,获取了前置放大器在各种情况下的性能参数。模拟结果表明:系统的信噪比与传感器等效电容值成反比，与反馈电容值成正比，且不能笼统地认为电阻直接反馈法和“T”型电阻网络反馈法哪种方法更优,应根据具体的情况选用合适的反馈形式。该模拟结果可为极弱电流信号检测器中前置放大器设计提供参考。

在空间探测技术、核探测技术及其它仪器仪表研究领域,需要用到准确测量极微弱的准直流电流信号的检测电路,其中前置放大器是电路的核心，决定了系统的噪声水平和响应时间常数。据Fris公式可知，前置放大器的噪声系数对放大器的总噪声系数影响最大。故要求前置放大器必须噪声小、增益稳定、精确和抗干扰能力强。随着低噪声运放技术的不断发展，直接选用低噪声运放设计传感器前置放大器，成为一种重要的发展趋势”。高性能运放的应用大大简化了低噪声电路的设计和调校。设计前置放大器的任务，就是在给定的传感器.输出信号幅度、传感器内阻、传感器等效电容、放大器增益、阻抗和响应特性等条件下，使放大器的噪声特性最佳，即输出信号具有最佳的信噪比。

ATA-5620前置放大器有效减少了放大器中电容所占的面积，但与传统电路相比，噪声较大，在增益和输人噪声等方面有良好的表现。

带宽：带宽(-3dB)1kHz~100MHz

电压：最大输出电压2Vp-p

增益倍数：电压增益60dB

超低噪声电源

总之,基于高性能运算放大器的微弱信号测量用前置放大器的设计很复杂，涉及很多理论和技术问题，很多问题是相互关联和互相牵制的。在具体应用中，需要根据实际情况寻找到一个折中点，以平衡各方面的参数,使得设计方案达到最佳 。

运算放大器的极微弱直流电流信号测量用前置放大器的两种反馈方法的电噪声模型，模拟出前置放大器在各种情况下的性能参数。模拟结果表明，系统的信噪比与反馈电容成正比，与传感器等效电容值成反比，且不能笼统地认为电阻直接反馈法和“T”型电阻网络反馈法哪种方法更优，应根据具体的情况选用合适的反馈形式。该模拟结果可为基于高性能运算放大器的微弱信号测量中前置放大器的设计提供参考。

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审核编辑：汤梓红