专利名称：低噪声信号检测变换放大器电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号检测变换放大电路，具体涉及一种体积小、工作温度范围宽的低噪声信号检测变换放大电路。
背景技术：
低噪声信号检测变换放大器用于对分系统的单片机或CPU送来的数据进行处理，将微弱的直流电平转换为1250倍以上的可控信号，对控制对象进行调整。和同类型的信号检测变换放大器相比，低噪声信号检测变换放大器具有噪声低、精度高的特点，其研究是我国在信号处理方面的重要课题。而常见的低噪声信号检测变换放大器电路多采用PCB版生产，集成电路多为塑封产品或陶瓷封装的产品，电阻、电容、集成电路多为直插或贴片器件，不仅体积较大，并且工作温度范围窄，很多都达不到要求。在某些特殊场合下，这种常规的低噪声信号检测变换放大器电路模块根本无法满足用户的使用要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种体积小、工作温度范围宽的低噪声信号检测变换放大电路，以解决现有低噪声信号检测变换放大电路体积较大、工作温度范围窄的问题。为此，本实用新型采用如下技术方案一种低噪声信号检测变换放大器电路，包括依次相连接的前置放大器、带通滤波器和功率放大电路，其中，所述前置放大器用于输入信号的增益放大；所述带通滤波器用于输入信号的整形输出；所述功率放大电路用于输出信号的放大。所述前置放大器由第一集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第二电容组成；第一电阻的一端接信号输入端、另一端接第一集成电路的第2管脚，第二电阻的一端接第一集成电路的第3管脚、另一端接公共地；第一集成电路的第7管脚接正电源、第4管脚接负电源；第三电阻、第一电容和第二电容的一端接第一集成电路的第2管脚，第三电阻和第二电容的另一端接第一集成电路的第6管脚，第一电容的另一端接公共地；所述带通滤波器由第三电容、第四电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第二集成电路组成；第四电阻的一端接所述前置放大器的第一集成电路的第6管脚、另一端接第二集成电路的第2管脚，第五电阻的一端接第二集成电路的第3管脚、另一端接公共地；第二集成电路的第7管脚接正电源、第4管脚接负电源；第六电阻、第七电阻和第八电阻的一端接第二集成电路的第2管脚，第六电阻的另一端接第三电容的一端，第七电阻的另一端接第四电容的一端，第八电阻的另一端接第九电阻和第十电阻的一端；第三电容的另一端接所述第一集成电路的第6管脚，第九电阻的另一端接第四电容的另外一端和信号输出端，第十电阻的另一端接公共地；所述功率放大电路由第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第五电容、第六电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成；第一三极管的基极接第二三极管的基极和所述带通滤波器的第二集成电路的第6管脚，第一三极管的集电极接第十一电阻的一端和第三三极管的基极，第一三极管的发射极接第二三极管的发射极、第十五电阻和第十六电阻的一端；第十一电阻的另一端接正电源，第十五电阻的另一端接信号输出端，第十六电阻的另一端接公共地；第二三极管的集电极接第十二电阻的一端和第四三极管的基极，第十二电阻的另一端接负电源；第三三极管的发射极接第十三电阻的一端，第十三电阻的 另一端接正电源，第三三极管的集电极接第四三极管的集电极和信号输出端；第四三极管的发射极接第十四电阻的一端，第十四电阻的另一端接负电源；第一二极管的正极接信号输出端、负极接正电源；第二二极管的正极接负电源、负极接信号输出端；第三二极管的正极接公共地、负极接正电源；第四二极管的正极接公共地、负极接负电源；第五电容的一端接公共地、另一端接正电源；第六电容的一端接公共地、另一端接负电源。所述第一集成电路和第二集成电路为单运算放大器。本实用新型电路的输入信号为IOmV 15mV的微弱直流电平,该输入信号首先经过前置放大器输出，达到1250倍以上的增益放大，再经过带通滤波器进行整形输出，然后经过功率放大电路使该电路的输出信号放大进而具有一定的输出能力。本实用新型在前置放大器、带通滤波器部分都采用低噪声高精度运算放大器0P07，特别适用于放大传感器的微弱信号；在功率放大电路部分采用CMOS对管作为驱动，与常规的数字变换器相比，具有输出驱动能力强的特点；该电路易于厚膜化设计，具有体积小、噪声小、稳定性高、工作温度范围宽、抗干扰能力和防腐蚀性强、精度高等优点。大大提高了产品的可靠性。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图I所示，一种低噪声信号检测变换放大器电路，包括依次相连接的前置放大器I、带通滤波器2和功率放大电路3。如图2所示，其中，前置放大器I用于输入信号的增益放大，它由第一集成电路NI、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容Cl和第二电容C2组成；第一电阻Rl的一端接信号输入端IN、另一端接第一集成电路NI的第2管脚，第二电阻R2的一端接第一集成电路NI的第3管脚、另一端接公共地GND ;第一集成电路NI的第7管脚接正电源VCC、第4管脚接负电源VEE ;第三电阻R3、第一电容Cl和第二电容C2的一端接第一集成电路NI的第2管脚，第三电阻R3和第二电容C2的另一端接第一集成电路NI的第6管脚，第一电容Cl的另一端接公共地GND ；带通滤波器2用于输入信号的整形输出，它由第三电容C3、第四电容C4、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻RlO和第二集成电路N2组成；第四电阻R4的一端接所述前置放大器I的第一集成电路NI的第6管脚、另一端接第二集成电路N2的第2管脚，第五电阻R5的一端接第二集成电路N2的第3管脚、另一端接公共地GND ;第二集成电路N2的第7管脚接正电源VCC、第4管脚接负电源VEE ;第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8的一端接第二集成电路N2的第2管脚，第六电阻R6的另一端接第三电容C3的一端，第七电阻R7的另一端接第四电容C4的一端，第八电阻R8的另一端接第九电阻R9和第十电阻RlO的一端；第三电容C3的另一端接所述第一集成电路NI的第6管脚,第九电阻R9的另一端接第四电容C4的另外一端和信号输出端OUT，第十电阻RlO的另一端接公共地GND ；功率放大电路3用于输出信号的放大,它由第一三极管Ql、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第五电容C5、第六电容C6、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成；第一三极管Ql的基极接第二三极管Q2的基极和所述带通滤波器2的第二集成电路N2的第6管脚，第一三极管Ql的集电极接第十一电阻Rll的一端和第三三极管Q3的基极，第一三极管Ql的发射极接第二三极管Q2的发射极、第十五电阻R15和第十六电阻R16的一端；第^^一电阻Rll的另一端接正电源VCC，第 十五电阻R15的另一端接信号输出端0UT，第十六电阻R16的另一端接公共地GND ;第二三极管Q2的集电极接第十二电阻R12的一端和第四三极管Q4的基极，第十二电阻R12的另一端接负电源VEE ;第三三极管Q3的发射极接第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端接正电源VCC，第三三极管Q3的集电极接第四三极管Q4的集电极和信号输出端OUT ；第四三极管Q4的发射极接第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端接负电源VEE ；第一二极管Dl的正极接信号输出端OUT、负极接正电源VCC ;第二二极管D2的正极接负电源VEE、负极接信号输出端OUT ;第三二极管D3的正极接公共地GND、负极接正电源VCC ;第四二极管D4的正极接公共地GND、负极接负电源VEE ;第五电容C5的一端接公共地GND、另一端接正电源VCC ;第六电容C6的一端接公共地GND、另一端接负电源VEE。其中，第一集成电路NI和第二集成电路N2为单运算放大器。本实用新型的工作原理该电路的输入信号为微弱的直流电平，该输入信号首先经过前置放大器I输出，达到1250倍以上的增益放大，再经过带通滤波器2进行整形输出，然后经过功率放大电路3使该电路的输出信号具有一定的输出能力。本实用新型电路采用多芯片集成电路设计、热设计及可靠性设计。具体如下该产品外壳选用由外引脚、壳体和盖板构成的双列直插全密封金属结构，其中外引脚镀金、壳体镀镍，采用平行缝焊密封，并在壳内充氮气保护。内部贴片元件包括裸芯片和其他片式元件，内部裸芯片采用金丝球焊键合，瓷片为Al2O3陶瓷基板、导带和电阻采用厚膜丝网印刷工艺。本实用新型元件器件的选择图2中集成电路NI、N2均为低噪声高精度单运算放大器，其型号均为0P07 ;三极管Ql、Q3为NPN型，其型号为3DG130D，三极管Q2、Q4为PNP型，其型号为3CG130C，其放大倍数均为80 120 ;二极管Dl、D2、D3、D4均为普通整流二极管，其型号为謂4148;电容(1、02、03、(4、05、06均为贴片电容，Cl=150pF, C2=2200pF,C3=8200pF, C4=0. 22 μ F,介质为 C0G，温漂彡 30ppm/°C，C5=C6=0. I μ F,介质为 X7R,精度(15% ；电阻 Rl=IkQ, R2=9. 5k Ω, R3=23k Ω，R4=43. 5k Ω，R5=30k Ω，R6=5. 3k Ω，R7=43kQ , R8=93k Ω , R9=52kQ , RlO=L 9k Ω , Rll=R12=lkQ , R13=R14=20 Ω , R15=2k Ω ,R16=lkQ,所有电阻均为印刷电阻，精度彡1% ；VCC=+12V +15V, Vee=-12V -15V。
权利要求1.一种低噪声信号检测变换放大器电路，其特征在于，包括依次相连接的前置放大器(I)、带通滤波器(2)和功率放大电路(3)，其中， 所述前置放大器(I)用于输入信号的增益放大； 所述带通滤波器(2)用于输入信号的整形输出； 所述功率放大电路(3)用于输出信号的放大。
2.根据权利要求I所述的一种低噪声信号检测变换放大器电路，其特征在于，所述前置放大器(I)由第一集成电路(NI)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容(Cl)和第二电容(C2)组成；第一电阻(Rl)的一端接信号输入端(IN)、另一端接第一集成电路(NI)的第2管脚，第二电阻(R2)的一端接第一集成电路(NI)的第3管脚、另一端接公共地(GND);第一集成电路(NI)的第7管脚接正电源(VCC)、第4管脚接负电源(VEE);第三电阻(R3)、第一电容(Cl)和第二电容(C2)的一端接第一集成电路(NI)的第2管脚，第三电阻(R3)和第二电容(C2)的另一端接第一集成电路(NI)的第6管脚，第一电容(Cl)的另一端接公共地(GND)； 所述带通滤波器(2)由第三电容(C3)、第四电容(C4)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(RlO)和第二集成电路(N2)组成；第四电阻(R4)的一端接所述前置放大器(I)的第一集成电路(NI)的第6管脚、另一端接第二集成电路(N2)的第2管脚，第五电阻(R5)的一端接第二集成电路(N2)的第3管脚、另一端接公共地(GND);第二集成电路(N2)的第7管脚接正电源(VCC)、第4管脚接负电源(VEE);第六电阻(R6)、第七电阻(R7)和第八电阻(R8)的一端接第二集成电路(N2)的第2管脚，第六电阻(R6)的另一端接第三电容(C3)的一端，第七电阻(R7)的另一端接第四电容(C4)的一端，第八电阻(R8)的另一端接第九电阻(R9)和第十电阻(RlO)的一端；第三电容(C3)的另一端接所述第一集成电路(NI)的第6管脚，第九电阻(R9)的另一端接第四电容(C4)的另外一端和信号输出端(OUT)，第十电阻(RlO)的另一端接公共地(GND)； 所述功率放大电路(3)由第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)、第i^一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)和第四二极管(D4)组成；第一三极管(Ql)的基极接第二三极管(Q2 )的基极和所述带通滤波器(2 )的第二集成电路(N2 )的第6管脚，第一三极管(Ql)的集电极接第十一电阻(Rll)的一端和第三三极管(Q3)的基极，第一三极管(Ql)的发射极接第二三极管(Q2)的发射极、第十五电阻(R15)和第十六电阻(R16)的一端；第十一电阻(Rll)的另一端接正电源(VCC)，第十五电阻(R15)的另一端接信号输出端(OUT)，第十六电阻(R16)的另一端接公共地(GND);第二三极管(Q2)的集电极接第十二电阻(R12)的一端和第四三极管(Q4)的基极，第十二电阻(R12)的另一端接负电源(VEE);第三三极管(Q3)的发射极接第十三电阻(R13)的一端，第十三电阻(R13)的另一端接正电源(VCC)，第三三极管(Q3)的集电极接第四三极管(Q4)的集电极和信号输出端(OUT);第四三极管(Q4)的发射极接第十四电阻(R14)的一端，第十四电阻(R14)的另一端接负电源(VEE);第一二极管(Dl)的正极接信号输出端(OUT)、负极接正电源(VCC);第二二极管(D2)的正极接负电源(VEE )、负极接信号输出端(OUT );第三二极管(D3 )的正极接公共地(GND )、负极接正电源(VCC);第四二极管(D4)的正极接公共地(GND)、负极接负电源(VEE);第五电容(C5)的一端接公共地(GND)、另一端接正电源(VCC);第六电容(C6)的一端接公共地(GND)、另一端接负电源(VEE)。
3.根据权利要求2所述的一种低噪声信号检测变换放大器电路，其特征在于，所述第一集成电路(NI)和第二集成电路(N2)为单运算放大器。
专利摘要本实用新型涉及一种低噪声信号检测变换放大器电路，包括依次相连接的前置放大器、带通滤波器和功率放大电路，其中，所述前置放大器用于输入信号的增益放大；所述带通滤波器用于输入信号的整形输出；所述功率放大电路用于输出信号的放大。本实用新型电路的输入信号为微弱的直流电平，该输入信号首先经过前置放大器输出，达到1250倍以上的增益放大，再经过带通滤波器进行整形输出，然后经过功率放大电路使该电路的输出信号具有一定的输出能力。本实用新型电路易于厚膜化设计，具有体积小、噪声小、稳定性高、工作温度范围宽、抗干扰能力和防腐蚀性强、精度高等优点，大大提高了产品的可靠性。
文档编号H03F3/45GK202737816SQ201220377480
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者曹萍萍, 李晓敏 申请人:天水七四九电子有限公司, 天水华天微电子股份有限公司