一种基于电流信号的低噪音放大电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于电流信号的低噪音放大电路，包括依次连接的PD采样电路、一级运放电路和二级运放电路；PD采样电路用于采集输入的光信号，并转换为电流信号；一级运放电路，输入端连接至PD采样电路，用于将PD采样电路采集到的电流信号转换成电压信号并进行选频；二级运放电路，输入端连接至一级运放电路的输出端，用于将一级运放电路输出的电压信号进行电压跟随输出。本实用新型专利技术通过在一级运放电路中设计特定选频网络，能够有效减小高频噪声干扰，同时还能够减小运放输入偏置电流在电阻上形成的静态输入电压带来的误差；通过将二级运放电路设计为电压跟随电路，能够对一级运放电路的输出进行隔离缓冲，增强了后续负载驱动能力。驱动能力。驱动能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电流信号的低噪音放大电路


[0001]本技术涉及一种放大电路，具体的说，涉及了一种基于电流信号的低噪音放大电路。

技术介绍

[0002]光学雨量传感器采用光学感应原理测量降雨，以红外光作为测量媒介，内置多个光学探头进行探测。光学探头在进行信号处理过程中需要采用运算放大器进行信号放大处理。
[0003]普通运算放大器是一个内含多级放大电路的电子集成电路。其输入级是差分放大电路，具有高输入电阻和抑制零点漂移能力；中间级主要进行电压放大，具有高电压放大倍数，一般由共射极放大电路构成；输出极与负载相连，具有带载能力强、低输出电阻特点。但是，由于普通运放电路输入端一般并未进行电阻匹配，而且一般为了减小热噪声都会选择阻值较小的电阻，在选频方面存在一定的限制，这使得普通运放电路仍然普遍存在受运放本身偏置电流影响大、容易受高频干扰影响等问题。
[0004]为了解决上述问题，需要提供一种能够减小输入偏置电流带来的误差，减小输入高频噪声干扰，减小输出纹波和震荡，能够在输出端得到干扰更小，驱动能力更强的电流信号低噪音放大电路。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于电流信号的低噪音放大电路。
[0006]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种基于电流信号的低噪音放大电路，包括依次连接的PD采样电路、一级运放电路和二级运放电路；所述PD采样电路用于采集输入的光信号，并转换为电流信号；所述一级运放电路，输入端连接至所述PD采样电路，用于将PD采样电路采集到的电流信号转换成电压信号并进行选频；所述二级运放电路，输入端连接至所述一级运放电路的输出端，用于将所述一级运放电路输出的电压信号进行电压跟随输出。
[0007]基于上述，所述PD采样电路包括光电二极管PD1；所述一级运放电路包括电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运算放大器U1；所述二级运放电路包括电阻R3、电阻R4、运算放大器U2和电容C3；所述光电二极管PD1的负极接至所述运算放大器U1的负输入端，正极接地GND；所述电阻R1和所述电容C1并联后，一端接地GND，另一端接至所述运算放大器U1的正输入端；所述电阻R2和所述电容C2并联后，一端接所述运算放大器U1的输出端，另一端接至所述运算放大器U1的负输入端；所述运算放大器U1的输出端串联所述电阻R3后接至所述运算放大器U2的正输入端；所述运算放大器U2的负输入端与其输出端相连；所述电阻R4和所述电容C3接为RC滤波电路；所述运算放大器U2的输出端串联所述RC滤波电路后作为该基于电流信号的低噪音放大电路的输出端。
[0008]本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说：
[0009]1）本技术通过在一级运放电路中设计特定选频网络，能够有效减小高频噪声干扰，同时还能够减小运放输入偏置电流在电阻上形成的静态输入电压带来的误差；
[0010]2）本技术通过将二级运放电路设计为电压跟随电路，能够对一级运放电路的输出进行隔离缓冲，增强了后续负载驱动能力。
附图说明
[0011]图1是本技术的电路原理图。
[0012]图2是本技术的multisim软件仿真效果曲线图。
具体实施方式
[0013]下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0014]一种基于电流信号的低噪音放大电路，包括依次连接的PD采样电路、一级运放电路和二级运放电路；所述PD采样电路用于采集输入的光信号，并转换为电流信号；所述一级运放电路，输入端连接至所述PD采样电路，用于将PD采样电路采集到的电流信号转换成电压信号并进行选频；所述二级运放电路，输入端连接至所述一级运放电路的输出端，用于将所述一级运放电路输出的电压信号进行电压跟随输出。
[0015]具体的，如图1所示，所述PD采样电路包括光电二极管PD1；所述光电二极管PD1的负极接至所述运算放大器U1的负输入端，正极接地GND；
[0016]所述一级运放电路包括电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运算放大器U1；所述电阻R1和所述电容C1并联后，一端接地GND，另一端接至所述运算放大器U1的正输入端；所述电阻R2和所述电容C2并联后，一端接所述运算放大器U1的输出端，另一端接至所述运算放大器U1的负输入端；
[0017]所述二级运放电路包括电阻R3、电阻R4、运算放大器U2和电容C3；所述运算放大器U1的输出端串联所述电阻R3后接至所述运算放大器U2的正输入端；所述运算放大器U2的负输入端与其输出端相连；所述电阻R4和所述电容C3接为RC滤波电路；所述运算放大器U2的输出端串联所述RC滤波电路后作为该基于电流信号的低噪音放大电路的输出端。
[0018]本实施方式中，光电二极管PD1根据受到的不同光强输出不同电流信号，输入到运算放大器U1的负输入端，然后电流信号通过电阻R2输入到运算放大器U1的输出端，得到信号OUT1；信号OUT1通过电阻R3输入到运算放大器U2的正输入端，通过运算放大器U2输出到运算放大器U2的输出端，再通过电阻R4和电容C3，输出单端信号OUT2；
[0019]根据欧姆定律可知，流过电阻R2的电压为流过其本身的电流I2和自身阻值R2的乘积，即将微安级电流转换放大到伏级电压；通过虚短和虚断可知，运算放大器U1的负输入端电压为0，所以得出以下等式：
[0020]OUT1=I2
×
R2
[0021]再次通过虚短和虚断可知，OUT1=OUT2。
[0022]本实施方式中，通过一级运放电路（例如，R2=4.7K，C2=100nF），形成了特定选频网络，截止频率f=1/(2πRC)=1/（2*3.14*100nF*4.7K）≈338.8Hz，通过multisim软件仿真，通过噪声仿真，可发现噪声的大小和频率之间的响应曲线如图2所示，截止频率为338.8Hz，与
理论相吻合。
[0023]最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本技术技术方案的精神，其均应涵盖在本技术请求保护的技术方案范围当中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流信号的低噪音放大电路，其特征在于：包括依次连接的PD采样电路、一级运放电路和二级运放电路；所述PD采样电路用于采集输入的光信号，并转换为电流信号；所述一级运放电路，输入端连接至所述PD采样电路，用于将PD采样电路采集到的电流信号转换成电压信号并进行选频；所述二级运放电路，输入端连接至所述一级运放电路的输出端，用于将所述一级运放电路输出的电压信号进行电压跟随输出。2.根据权利要求1所述的基于电流信号的低噪音放大电路，其特征在于：所述PD采样电路包括光电二极管PD1；所述一级运放电路包括电阻R1、电容C1、电阻R2、电容C2和运算放大器U1；所述二级运放电路包括电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：古瑞琴，李帅，曾朝斌，李威，乔毓植，杨艺欣，从天齐，
申请(专利权)人：郑州炜盛电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：