专利名称：一种微弱电流电压转换电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微弱电流电压转换电路。
背景技术：
在光电探测系统中，光电转换元件一般采用光电二极管，通过对光电二极管光电流 的检测，实现对光信息或其它信息(如温度、压力、张力等)的检测。由于光电二极管 输出的光电流十分微弱(只有pA到nA级别)，且由于电路噪声、元件噪声、暗电流以 及非线性等的影响，要做到精确测量有比较大的难度。
如附图1所述，现有的光电探测系统中用到电流电压转换电路， 一般将电流信号输
入端与运算放大器的负极输入端相连，运算放大器的负极输入端通过反馈电阻Rf与运 算放大器的输出端相连，而运算放大器的正极输入端则与一电阻R，相连，运算放大器的 输出端即为电压信号输出端。在理想运放条件下，输入电阻为零，因而iF=is，故输出 电压V^-』Rf，但实际上，输入电阻不可能为零，并且反馈电阻i^的噪声比较大，导 致整个电流电压转换电路的噪声增益带宽过高，电路的灵敏度不高，精度不够。
考虑传感器(光电二极管结电容)分布电容以及印刷电路板的寄生电容的影响，在 电流信号输入端进入电流电压转换电路后，电路容易产生振荡。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种噪声增益带宽小的 微弱电流电压转换电路。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该微弱电流电压转换电路，其 包括有微弱电流信号输入端，运算放大器，运算放大器的负极信号输入端通过一反馈电 阻与运算放大器的信号输出端相连，其特征在于微弱电流信号输入端通过一低噪放前 置处理电路与所述运算放大器的正极信号输入端相连。
本实用新型提供的低噪放的前置处理电路主要由一低噪放场效应管、放大电阻及前 置电阻组成，其中微弱电流信号输入端连接放大电阻的第一端，放大电阻的第二端与所 述场效应管的栅极相连，所述场效应管的漏极连接前置电阻后与所述运算放大器的正极 信号输入端相连，所述场效应管的漏极同时连接正极电源，所述所述场效应管的源极则 连接负极电源。
为了消除电路中反馈电阻产生的振荡，所述反馈电阻的两端并联有一补偿电容。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过在运算放大器的整机信号输入端串 接低噪放前置处理电路，可以有效增加正整个电路的带宽，减小电路的噪声增益带宽。
图1为现有的电流电压转换电路；
图2为本实用新型实施例中微弱电流电压转换电路。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图2所述的微弱电流电压转换电路，其包括有微弱电流信号输入端in,运算放大 器A,运算放大器A的负极信号输入端通过一反馈电阻Rf与运算放大器A的信号输出
端out相连，微弱电流信号输入端通过一低噪放前置处理电路与所述运算放大器A的正 极信号输入端相连。其中，低噪放的前置处理电路主要由一低噪放场效应管TR,放大 电阻R1及前置电阻R2组成，微弱电流信号输入端in连接放大电阻R1的第一端，放大 电阻R1的第二端与所述场效应管TR的栅极相连，所述场效应管TR的漏极连接前置电 阻R2后与所述运算放大器A的正极信号输入端相连，所述场效应管TR的漏极同时连 接正极电源，所述所述场效应管TR的源极则连接负极电源。
反馈电阻Rf的两端并联有一补偿电容C。
一般电流电压转换电路的带宽可用如下公式计算
<formula>formula see original document page 4</formula>
式中GPB为运算放大器的单位增益带宽积，RF为反馈电阻阻值，Cin为电流电压转
换电路的的等效输入电容，现有技术中，电流电压转换电路的的等效输入电容即为运算 放大器的等效输入电容C。。
当采用本实用新型所采用的技术方案后，本实用新型提供的微弱电流电压转换电路 此时放大电路的等效输入电容
<formula>formula see original document page 4</formula>
式中，C。为运算放大器的等效输入电容，Cgs为低噪放场效应管TR的等效电容，
选用的运算放大器的C。一般为2 4pF， Cgs—般为10~12pF，由式(3)可知，由于采用 了低噪放场效应管TR，放大电路的实际等效输入电容减小，再根据式(1)，可知采用
式
低噪放场效应管Ti 的微弱电流电压转换电路可以有效地增加电路的带宽。
另外， 一般电流电压转换电路的噪声增益带宽A^可由下式直接计算得出<formula>formula see original document page 5</formula>, 式(4)
式中，Cw为运算放大电路的等效输入电容，Cp为反馈电阻补偿电容和电路板分布 电容及寄生电容之和，由式(3)，通过串接低噪放场效应管Ti 可以有效降低电路的输 入电容，通过式(4)可以知道，减小C,"，即减小的噪声增益带宽~。
权利要求1、一种微弱电流电压转换电路，其包括有微弱电流信号输入端(in)，运算放大器(A)，运算放大器(A)的负极信号输入端通过一反馈电阻(Rf)与运算放大器(A)的信号输出端(out)相连，其特征在于微弱电流信号输入端通过一低噪放前置处理电路与所述运算放大器(A)的正极信号输入端相连。
2、 根据权利要求1所述的微弱电流电压转换电路，其特征在于所述低噪放的前置处理电路主要由一低噪放场效应管(Ti )、放大电阻(i 7)及前置电阻(i 2)组成，其中微 弱电流信号输入端O0连接放大电阻(i /)的第一端，放大电阻(i 7)的第二端与所述场效应管(Ti )的栅极相连，所述场效应管cn )的漏极连接前置电阻(i 2)后与所述运算放大器G4)的正极信号输入端相连，所述场效应管(Ti )的漏极同时连接正极电源，所述所述场效应 管(Ti )的源极则连接负极电源。
3、 根据权利要求1或2所述的微弱电流电压转换电路，其特征在于所述反馈电 阻(^)的两端并联有一补偿电容(C)。
专利摘要本实用新型涉及一种微弱电流电压转换电路，其包括有微弱电流信号输入端(in)，运算放大器(A)，运算放大器(A)的负极信号输入端通过一反馈电阻(R<sub>f</sub>)与运算放大器(A)的信号输出端(out)相连，其特征在于微弱电流信号输入端通过一低噪放前置处理电路与所述运算放大器(A)的正极信号输入端相连，与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过在运算放大器的整机信号输入端串接低噪放前置处理电路，可以有效增加整个电路的带宽，减小电路的噪声增益带宽。
文档编号G01D5/12GK201210058SQ200820088588
公开日2009年3月18日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者杨如祥, 飞 赵 申请人:秦一涛