硬件十万个为什么——运放篇(四)微弱信号放大技巧

硬件十万个为什么——运放篇(四)微弱信号放大技巧

如何实现微弱信号放大? 传感器+运算放大器+ADC+处理器是运算放大器的典型应用电路,在这种应用中,一个典型的问题是传感器提供的电流非常低,在这种情况下,如何完成信号放大?

大多数检测固定频率信号(调制信号),可以通过信号的相干性进行检测。但是大多数场景传感器的信号是非调制信号,无法通过相干性进行算法检测。

通过电路设计如何提高信号的信噪比

另有工程师朋友建议,在运放、电容、电阻的选择和布板时,要特别注意选择高阻抗、低噪声运算和低噪声电阻。设计注意事项如下:

要点一、防止干扰: 1)电路设计时注意平衡的处理,尽量平衡,对于抑制干扰有效,这些在美国国家半导体、BB(已被TI收购)、ADI等公司关于运放的设计手册中均可以查到。

2)推荐加金属屏蔽罩,将微弱信号部分罩起来(开个小模具),金属体接电路地,可以大大改善电路抗干扰能力。如果是大阻抗的传感器,放大电路的输入阻抗也是大阻抗,电路本身就极其容易受到干扰,

要点二、提高器件本底噪声:

1)对于传感器输出的nA级,选择输入电流pA级的运放即可。如果对速度没有多大的要求,运放也不贵。仪表放大器当然最好了,就是成本高些。 2)若选用非仪表运放,反馈电阻就不要太大了,M欧级好一些。否则对电阻要求比较高。后级再进行2级放大,中间加入简单的高通电路,抑制50Hz干扰。

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