一種光傳感器高性能放大電路的設計研究
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NE5534A是一種高速、低噪聲運算放大器，它的等效輸入噪聲電壓較小，其典型值為3．5 nV／Hz，單位增益帶寬為10 MHz，典型共模抑制比為100 dB，電源電壓范圍為-3～-20 V，+3～+20 V，具有0．02％的增益偏差，消耗電流8 mV，具有良好的動態特性。根據理想運算放大器的特點和“虛短”、“虛斷”的概念，可知運放兩輸入端電壓相等，即：U+=U-，又Uin=U+，由此可得流過電阻R2的電流為IR2=U-／R2=U+ ／U2=Uin／R2，IR2=IRJ。
運算放大器的輸出為：
因一級放大倍數為8位，選擇電阻RJ=10R2，由此可得運放輸出為：
第2級放大器A2根據輸入電平在寬范圍改變增益，經過2級放大器把光電晶體管VT的入射光電平放大到足夠檢測到的電平，再經過同步檢波器與低通濾波器后加到A4比較器的同相輸入端，與加在反相輸入端通過RP2設定的電壓進行比較，若超過RP2設定的電壓，A4輸出高電平，最后經2級反相器整形輸出。
4 光傳感器放大電路的改進
近年來，數字電路呈主導應用，但是，信號的檢出、測量等還是模擬信號，因此，必須對此類放大器進行深入研究。采用運算放大器設計的傳感器放大電路其改進的措施主要有：
(1)負反饋特性
對于多級級聯的放大器電路，為防止巴克豪森振蕩，負反饋不可太深，同時引入相位補償電容。
(2)電源電壓選用
包含直流的低頻放大電路，其輸出電壓通常在5～10 V，因此，如果要求較高的輸出電平，運算放大器的直流電壓應選擇大于10 V以上，這樣可以避免放大器輸出峰值超過電源電壓而形成電源的波動。同時，物聯網的應用場合大部分是微弱信號，因此，必須充分考慮電源去耦，通常在直流電源進入運放之前加入100 Ω去耦電阻。
(3)輸入濾波器設計
對于高精度mV級的DC放大器，其各種交流干擾都將成為放大器寄生信號的重要信號源，因此，必須在運算放大器的輸入端加輸入濾波器，通常由一個大電阻(4．7 kΩD和一個小電容(3．3μF)構成RC濾波，如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/162238.htm
5 結語
物聯網產業的興起需要對多項技術進行進一步研究和改進及相互融合，為適應物聯網的應用，傳感器放大電路需要研究和改進的方面還有很多。本文給出的放大器的設計理論和方法主要適用光傳感器應用場合，以三級獨立和關聯設計為特點，通過驅動電路、阻抗設計、負反饋、濾波設計、電源低耗設計、整形輸出等技術的引入，使放大器具有低噪聲、靈敏度高、波動性好、低能耗、微型化、壽命長等特點。
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