RC前置放大电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种RC前置放大电路，包括信号源Ui、第一级级联三极管（1）、第二级级联放大器（2）、自举电路（3）、负载电组R5、米勒电容C2和级联负反馈通路（4），所述第一级级联三极管（1）的基极连接信号源Ui的正向端，所述第一级级联三极管（1）的发射极与所述级联负反馈电路（4）的输出端连接，所述级联负反馈电路（4）的输入端连接于所述第二级级联放大器（2）的输出端，所述第一级级联三极管（1）的集电极分别连接于所述负载电阻R5的一端及所述第二级级联放大器（2）的负输入端，所述负载电阻R5的另一端接地，所述第二级级联放大器（2）的输出端为信号输出端，所述米勒电容C2的两端分别连接于所述第二级级联放大器（2）的负输入端和输出端，所述自举电路（3）连接于所述第二级级联放大器（2）的正输入端与所述信号源Ui的正向端间。本实用新型专利技术使用三极管结构替代双运放放大电路中一个集成放大器，其结构简单，体积较小，成本低，稳定性方面与双运放放大电路相当。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传感接收电路，特别涉及一种高阻抗输入的RC前置放大电路。
技术介绍
在传感器接收电路中，压电式接收传感器是可以对动态力，机械冲击和振动进行测量，在声学、医学、力学、导航等方面都到广泛的运用。但此接收传感类型的内阻等效模型是由电阻、电容和电感组成，其阻抗都较大，且随频率变化而变化，此外，一般传感器接收到信号都是很微弱的，为将其微弱信号放大到能被检测的水平时，均需要使用前置放大电路。若将压电式接收传感器直接是使用现有Sallen-Key放大电路或多重反馈放大电路(Multiple Feedback)等作为其前置放大电路，均存在信号内阻与放大器内阻相当问题，这会降低整个放大电路信噪比，同时，这类接收传感器的内阻具有容抗或感抗特性，直接接入放大器，若无源器件(如反馈网络和相位补偿网络的电阻、电容)使用不当很有可能导致整个放大电路的不稳定性。目前对此类信号处理的前置放大有两种方案。一种是在接收传感的输出端接一个几kΩ电阻到地，这种接固定负载做法，在低频段时会有较高信噪比，但在中高频时，负载为电阻，接收信号为内阻是随频率的变化，极有可能导致接收信号内阻和负载电阻相当情况或小于负载情况的，从而降低整个电路的信噪比，另外，下拉到地的几kΩ电阻的负载，在中高频放大时，由于其负载电阻的热噪声很有可能和放大器噪声密度相当水平，这也会额外造成整个信号误差。另一种是用增加一级集成运放来替代上述的几kΩ接地负载，它虽能解决其高输入阻抗问题，但这需额外使用集成运放芯片，会增加整个设计成本。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出了一种新的低成本、宽带宽的RC前置放大电路，既能有效解决增加一级集成运放芯片成本问题，还能有效抑制噪声和实现微弱信号放大的目的。为实现上述目的，根据本技术的第一方面的实施例，提出了一种RC前置放大电路，包括信号源Ui、第一级级联三极管(1)、第二级级联放大器(2)、自举电路(3)、负载电组R5、米勒电容C2和级联负反馈通路(4)，所述第一级级联三极管(1)的基极连接信号源Ui的正向端，所述第一级级联三极管(1)的发射极与所述级联负反馈电路(4)的输出端连接，所述级联负反馈电路(4)的输入端连接于所述第二级级联放大器(2)的输出端，所述第一级级联三极管(1)的集电极分别连接于所述负载电阻R5的一端及所述第二级级联放大器(2)的负输入端，所述负载电阻R5的另一端接地，所述第二级级联放大器(2)的输出端为信号输出端，所述米勒电容C2的两端分别连接于所述第二级级联放大器(2)的负输入端和输出端，所述自举电路(3)连接于所述第二级级联放大器(2)的正输入端与所述信号源Ui的正向端间。根据本技术的RC前置放大电路，负载电阻R5既是作为第一级级联三极管(1)输出负载又是作为第二级级联的放大器(2)输入匹配噪声电阻，通过级联负反馈通路(4)可提高第二级级联放大器(2)的相位裕度、展宽频带，即实现大反馈量的宽通频带的稳定性，从而实现宽带宽的稳定放大增益，而米勒电容C2可提供高通通路和相位补偿，整个电路仅仅使用一个放大器，结构简单，体积较小，成本低。进一步的，根据本技术上述实施例的RC前置放大电路，所述负反馈电路(4)包括电容C1、电阻R1和电阻R2，其中电容C1的一端接地、另一端连接于电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别与所述的第一级级联三极管(1)的发射极和电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接于所述第二级级联放大器(2)的输出端连接。根据本技术的一个具体实施例，所述电阻R1值范围为100Ω～5kΩ，电阻R2值范围为1kΩ～20kΩ，C1值范围为10nF～470nF。进一步的，根据本技术上述实施例的RC前置放大电路，所述自举电路包括电容C3、电阻R3、电阻R4，其中电阻R3的一端连接信号源Ui的正向端、另一端与所述第二级级联放大器(2)的正向输入端连接，所述电阻R4的一端接地、另一端与所述第二级级联放大器(2)的正向输入端连接，所述电容C3的一端接地、另一端与所述第二级级联放大器(2)的正向输入端连接。根据本技术的一个具体实施例，电阻R3的阻值范围为6.8kΩ～100kΩ。根据本技术的一个具体实施例，所述电阻R4的阻值范围为200Ω～3.16kΩ，所述电容C3的电容值范围为3.3nF～4.7uF。进一步的，所述信号源Ui的频率介于1kHz～100kHz之间，幅值介于1mVpp～50mVpp之间。进一步的，所述第二级级联放大器2的增益带宽大于等于4.5MHz。进一步的，所述电阻R5值范围为200Ω～3.16kΩ。进一步的，所述米勒电容C2值范围为10pF～1nF。本技术与现有技术相比具有以下优点和有益效果：1、第一级级联采用三极管作为有源滤波器的核心输入器件，以集成运放作为第二级级联的通频带缓冲输出，同时，配以电阻和电容实现外围补充，使得通频带内增益的性稳定和输入阻抗都较高，而输出阻抗较低，这样，滤波器在实现稳定滤波的基础上，还兼有放大和缓冲作用；2、使用三极管结构替代现有前置放大电路中常使用的双运放放大电路中一个集成放大器，其结构简单，体积较小，成本低，稳定性方面与双运放放大电路相当；3、采用滤波电阻R4和滤波电容C3并联接入第二级级联的放大器(2)的正向端与地之间，进一步除去干扰信号，使滤波效果更理想；4、级联负反馈电路(4)的电阻R1与C1串联接电阻R2的连接关系，可提高级联放大器的相位裕度、展宽频带，从而可实现宽带宽的稳定放大增益。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1示出了根据本技术的一个实施例的RC前置放大电路的结构示意图；图2示出了根据本技术的前置放大路具体实施例的实现效果仿真结果示意图；具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RC前置放大电路，包括信号源Ui、第一级级联三极管（1）、第二级级联放大器（2）、自举电路（3）、负载电组R5、米勒电容C2和级联负反馈电路（4），所述第一级级联三极管（1）的基极连接信号源Ui的正向端，所述第一级级联三极管（1）的发射极与所述级联负反馈电路（4）的输出端连接，所述级联负反馈电路（4）的输入端连接于所述第二级级联放大器（2）的输出端，所述第一级级联三极管（1）的集电极分别连接于所述负载电阻R5的一端及所述第二级级联放大器（2）的负输入端，所述负载电阻R5的另一端接地，所述第二级级联放大器（2）的输出端为信号输出端，所述米勒电容C2的两端分别连接于所述第二级级联放大器（2）的负输入端和输出端，所述自举电路（3）连接于所述第二级级联放大器（2）的正输入端与所述信号源Ui的正向端间。

【技术特征摘要】
1.一种RC前置放大电路，包括信号源Ui、第一级级联三极管（1）、第二级级联放大器（2）、自举电路（3）、负载电组R5、米勒电容C2和级联负反馈电路（4），所述第一级级联三极管（1）的基极连接信号源Ui的正向端，所述第一级级联三极管（1）的发射极与所述级联负反馈电路（4）的输出端连接，所述级联负反馈电路（4）的输入端连接于所述第二级级联放大器（2）的输出端，所述第一级级联三极管（1）的集电极分别连接于所述负载电阻R5的一端及所述第二级级联放大器（2）的负输入端，所述负载电阻R5的另一端接地，所述第二级级联放大器（2）的输出端为信号输出端，所述米勒电容C2的两端分别连接于所述第二级级联放大器（2）的负输入端和输出端，所述自举电路（3）连接于所述第二级级联放大器（2）的正输入端与所述信号源Ui的正向端间。
2.根据权利要求1所述的RC前置放大电路，其特征在于所述负反馈电路（4）包括电容C1、电阻R1和电阻R2，其中电容C1的一端接地、另一端连接于电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别与所述的第一级级联三极管（1）的发射极和电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接于所述第二级级联放大器（2）的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的RC前置放大电路，其特征在于所述电阻R1值范围为100Ω~5kΩ，电阻R2值范围为1kΩ~20kΩ，C1值范围为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦运柏，宋树祥，雷晓平，丘森辉，唐荣江，谢军涛，蒋品群，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：新型
国别省市：广西;45