低噪声前置放大器电路的设计方法
减小放大器噪音的几种途径和方法
减小放大器噪音的几种途径和方法做了这么多，说下心得了，是多年实践出来的。
后级放大器噪音的噪音引入，在设计合理的状况下，主要是电源和LAYOUT，把好这两关就基本问题不大。
但前级的放大器，也就是前置，就得考究了。
1、器件的挑选包括运放和三机管的挑选，都要尽量挑选低噪音的，包括输入噪音和偏置的噪音。
假如主要是运用于电压放大就偏重于电压噪音，电流放大的就是电流噪音了。
等器件，也是很考究的，电容尽量选用CBB材料，电解就用钽的，最好了。
电阻呢，频率低的最好就用法绕线电阻，那是最抱负的。
但假如频率高时，就必需用金属膜了。
2、考虑电路的环路噪音引入一个良好的布局和走线，要充分考虑电流的流向，尽量避开电流从信号输入端的地线流过。
普通的建议就是在敏感学号周围，用一个开个小天窗的地线铜环围上一圈。
电源电流以节点的形式，单独引到一个不敏感的参考点。
假如输入信号线比较长，也是用地线环抱至引出端。
3、一个良好的电源供给电路电源，在噪音方面的贡献，不行小视。
在高场合的应用时，普通都是用线性电源为多。
比如HP的可编程电源，都是用线性的，而不是用开关的电源。
它的噪音可以做到几个uV。
一个好的运放，是对电源有很好的抑制，但单靠它也不可的。
要想提高，就得额外加些辅助器件了。
它们普通对低频的抑制都十分好，所以主要就是考虑电源中的高频干扰的抑制了，假如加入LC,RC，共模滤波等等4、注重空间的电磁辐射一些敏感的器件，甚至会被空间的电荷和电磁所干扰。
应付这个，最好的方法就是加个屏蔽罩。
所以，看到有些电荷放大器不加罩，绝对会不稳定。
风吹一下值说不定就输出就开头漂了。
5、环境的影响假如有的工作温度变幻比较大的话，就得考虑环境温度了，有的工作场合会几十度的变幻，那就得考虑全部的器件的温度PPM值。
假如很难控制的话，就想方法恒温了。
比如做个恒温室加上恒温电路。
音频小信号前置放大电路
音频小信号前置放大电路1 选题背景在现在的时代我们的身边有着各种各样对于声音放大的需求，如麦克风，及一些音像设备中是最常见的，随着人们生活质量的提高对于音质的要求也越来越高，简单的音质已经无法满足大家的需求，恶劣的音质也对人们的日常生活有很大的影响，就如同噪音一样，在对音质进行调整中，对其放大是很重要的内容，音频放大电路就是在保持原声的基础上对声音进行放大，对声音中小信号的放大在音频放大电路中也有着很重要的应用，对小信号的放大可以让我们更好的获得对较弱的原声的放大，对较弱的音频进行放大后可以更好的去分析这个音频信号，对于科学研究和电子产品的开发很有帮助，也可以充分的满足人们的需求。
1．1指导思想“放大”的本质是实现能量的控制，即能量的转换：用能量比较小的输入信号来控制另一个能源，使输出端的负载上得到能量比较大的信号。
放大的对象是变化量，放大的前提是传输不失真。
通过NE5532对小信号进行放大，对相应的电阻进行合理的选择以达到对放大倍数的要求，对输出部分串电阻来达到对输出电阻的要求。
1．2 方案论证方案一：采用NE5532两级电路放大方法，用运算放大器作音频前置放大电路。
其优点是体积小、噪音低、功耗小、一致性较好。
利用运算放大器可取得很深的负反馈，同时提高不失真输出，使信号失真度在1%以下。
方案二：采用NE5532一级放大方法，优点是所用资源少，更加的简便，缺点是不稳定，电流过大，故予以否定综合考虑，采用方案一1．3 基本设计任务设计并制作音频小信号前置放大电路。
具体要求如下：≥1000；（40分）（１）放大倍数AV（２）通频带20Hz~20KHz；（40分）≥１MΩ;输出电阻R O＝600Ω；（10分）（３）放大电路的输入电阻RI说明：设计方案和器件根据题目要求自行选择，但要求在通用器件范围内。
测试条件：技术指标在输入正弦波信号峰值Vpp=10mv的条件进行测试（输入输出电阻通过设计方案预以保证），设计报告中应有含有详细的测试数据说明设计结果。
低频低噪声高增益放大器讲解
低频低噪声高增益放大器一、基本要求（1）放大器a．电压放大倍数200~2000倍，放大倍数可预置步进（间隔不大于200倍），有数字显示额外加分。
b．通频带3kHz~5kHz。
c．放大倍数为2000倍时，测得输出噪声电压峰—峰值等效到输入端小于800nV。
d．最大不失真输出幅度不小于8V。
e．输入电阻不小于1kΩ，输出电阻不大于20Ω。
（2）自制供电电源。
单相交流220伏电压供电，电源波动±10%时可正常工作。
（3）自制适合于本放大器测试用的信号源。
发挥部分（1）电压放大倍数更高、步长更小（2）等效输入噪声不大于200nV。
（3）等效输入电阻大于10kΩ。
（4）数字显示精度进一步改善二、方案设计2.1方案流程图2.2 信号源制作模块信号源原理图信号源效果图说明：单片机制作4.5KHZ的信号源，为电路提高信号源。
2.3 π网络衰减射随器带通滤波器模块制作衰减网络说明：由于单片机制作的信号源输出幅度很大，4V左右，而题目的要求知，信号源提供的电压幅度在10mV左右，因此通过衰减网络达到目的。
射随器说明：射随器提高输入阻抗，以达到题目指定的要求。
带通滤波器说明：带通滤波器的范围为3kHz~5kHz，因此可以满足通频带3kHz~5kHz的要求。
2.4 DAC0832程控网络说明：通过DAC0832实现电压放大倍数200~3000倍的控制，把放大3000倍后的信号作为DAC0832的参考电压，通过数字量实现步进100倍的增益控制。
2.5 后级放大说明：放大倍数进一步放大，固定放大1000倍。
2.6 电源制作模块电源电路图说明：制作电源给电路供电。
三、软件设计软件设计部分的程序流程框图程序流程框图键盘扫描有键按下keyflag=1Key=ox0e Key=ox0d Key=ox0b Key=ox0f 置倍数3000 倍减倍加置倍数200LED显示仿真效果图及原理图说明：通过键盘控制达到改变增益的目的。
低噪声放大器的原理
低噪声放大器的原理
低噪声放大器是一种电子设备，用于放大电信号，同时尽量减小噪声的干扰。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 输入电路设计：低噪声放大器的输入电路采用高阻抗、低噪声的元件和结构设计，以减小对输入信号的干扰。
常见的设计技巧包括使用高阻抗输入电路、采用薄膜电阻、陶瓷电容等元件，以及合理布局和屏蔽设计等。
2. 放大器结构：低噪声放大器通常采用共基极、共集极或共源极等结构，以提供高增益和低噪声。
其中，共源极结构被广泛应用于射频放大器，其工作原理是利用场效应管的高输入阻抗和低噪声系数。
3. 负反馈设计：通过引入负反馈，可以有效降低放大器的噪声系数。
负反馈可以利用输出与输入之间的比例关系来抵消放大器内部的噪声。
常见的负反馈设计技巧包括采用电阻网络、差分输入等。
4. 电源噪声抑制：低噪声放大器需要通过设计合理的电源滤波电路来减少电源噪声的影响。
这可以通过使用电源滤波电容、电感等元件来实现。
总体来说，低噪声放大器通过合理的电路设计和结构选择，以及负反馈和电源噪声抑制等技术手段，目的是尽量减小放大器本身引入的噪声，从而提供纯净的放大信号。
低噪声前置放大电路设计
低噪声前置放大电路设计谢丽娟【摘要】介绍了一种中、低频低噪声前置放大电路的设计方案.理论分析影响低噪声前置放大电路的因素；采用抑制噪声和直流漂移电路减小噪声干扰；并对设计电路进行测试和分析.以宽带前置放大电路为例,设计了低噪声的前置放大电路.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2012(036)012【总页数】3页(P30-32)【关键词】前置放大电路;低噪声;抑制直流漂移【作者】谢丽娟【作者单位】四川机电职业技术学院,四川攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】TN72目前，以包括场效应晶体管或者双极型晶体管在内的晶体管放大电路为基础的集成放大器被广为使用。
通常使用分立晶体管放大器对大功率进行放大，它同时也适用于微波、高频的低噪声进行放大。
速调管、磁控管、正交场放大管、行波管以及功率三极管或四极管等特殊类型的真空管适用于高频和微波的大功率放大［1］。
设计一个前置放大电路，使其在较宽的频带范围内具有良好的直流和交流特性，电路包括输入阻抗匹配、无源衰减网络、有源放大等环节，采用单端输入单端输出方式实现信号变换。
输入阻抗匹配单元有50 Ω和1 MΩ两种数值可选;无源衰减网络单元可以在输入阻抗不变的前提下实现对信号1倍或10倍衰减;有源放大单元可以实现1，2，5，10倍放大，电路输出电阻近似为0 Ω［2］。
系统框图如图1所示。
(1)技术指标高速数据采集要求其前端模拟通道频带宽、噪声低，进而保证高速数据采集的精度。
要求由宽带放大器为核心器件的前端模拟通道具有如下的技术指标:电路频带:0～50 MHz;放大器增益:3.84，7.68两种可选;量程:－50～+50 V;通道输出:－768～+768 mV;零点误差:≤10 mV;增益偏差:＜1%。
(2)数字部分对模拟通道的控制要求以待采集信号电压的绝对值进行讨论，将0～50 V划定几个较为常用的范围:0.1，0.2，0.5，1，2，5，10，20，50 V等9个量程挡位。
lna设计实例
以下是一个LNA（低噪声放大器）设计实例：
1. 确定设计要求：首先，确定LNA的设计要求，包括增益、噪声系数、稳定性、线性度等参数。
2. 选择合适的工艺和器件：根据设计要求，选择合适的工艺和器件。
例如，可以选择CMOS工艺或GaAs工艺，以及相应的晶体管器件。
3. 确定电路结构：根据设计要求和选择的工艺和器件，确定LNA的电路结构。
一般来说，LNA可以采用共源共栅结构或分布式结构等。
4. 进行阻抗匹配：在进行LNA设计时，需要进行阻抗匹配以减小反射和失配损耗。
可以使用Smith圆图或其他工具进行阻抗匹配。
5. 进行噪声和增益优化：在完成阻抗匹配后，需要进行噪声和增益优化。
可以通过调整电路参数、选择合适的器件、优化电源电压等方式来优化噪声和增益。
6. 进行稳定性分析：在进行LNA设计时，需要进行稳定性分析以避免振荡。
可以通过计算稳定性系数、观察仿真结果等方式进行稳定性分析。
7. 进行版图设计：在完成上述步骤后，可以进行版图设计。
可以使用专业软件进行版图设计，包括电路图绘制、元件封装、布线等。
8. 进行测试和验证：完成版图设计后，需要进行测试和验证以验证设计的正确性和性能。
可以使用测试设备进行测试，并记录测试结果进行分析和改进。
需要注意的是，LNA设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
因此，在进行LNA设计时，建议参考相关文献、资料和经验，并进行多次仿真和测试以验证设计的正确性和性能。
红外探测器的低噪声前置放大电路设计
红外探测器的低噪声前置放大电路设计江婷;李胜;高闽光;童晶晶;李妍【摘要】在红外探测器的工程应用中,前置放大电路是影响整个探测系统性能的重要组成部分.本文从制冷型碲镉汞光导红外探测器的工作特性出发,设计了一种恒流偏置的低噪声前置放大电路.对电路的工作原理以及噪声性能进行分析,并进行了电路仿真验证以及低噪声的性能测试.实验结果表明,基于窄带滤波法设计的前置放大电路信噪比达到80 dB,具有60～120 dB的可调增益,可以有效抑制噪声并检测到10-8A量级的微变交流信号,在信号检测方面达到了良好的检测效果.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2018(048)007【总页数】6页(P913-918)【关键词】光电导探测器;微弱信号;偏置电路;前置放大电路【作者】江婷;李胜;高闽光;童晶晶;李妍【作者单位】中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学技术大学,安徽合肥230026;中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽合肥230031;中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室,安徽合肥230031【正文语种】中文【中图分类】TN2161 引言随着红外光谱技术的飞速发展,红外光谱仪在大气环境监测、军事以及医学等领域得到更加广泛的应用。
在红外光谱仪的设计中,探测器的信号检测电路是光谱仪的重要组成部分,该部分电路包括前置放大电路,滤波电路以及信号采集电路。
其中,前置放大电路是对探测器输出信号的预处理,主要实现对干涉红外光后产生的微弱电信号的接收以及低噪声放大,该部分电路的性能直接关系着仪器的最小可测功率、信噪比、动态范围等重要参数。
因此,为了发挥红外探测器的最佳性能并将信号放大到易于处理的电平需要设计低噪声高增益的前置放大电路。
低噪话筒麦克风放大电路设计
低噪话筒麦克风放大电路设计摘要：麦克风是一种将声音转换成电信号的装置，常用于音频采集、语音识别、语音合成等应用中。
在麦克风电路中，放大电路是主要的一部分，其功能是将微弱的麦克风信号放大到适合输入到后续电路中的水平。
在本文中，我们将介绍一种低噪话筒麦克风放大电路的设计。
引言：目前市场上已经有很多种麦克风放大电路的设计方案，但是低噪声一直是一个难题。
在设计低噪话筒麦克风放大电路时，需要考虑音频信号的放大和噪声的抑制两个方面。
本文将针对这些问题提供一种解决方案。
主体：低噪声话筒麦克风放大电路的设计主要包括以下几个方面。
1.选择低噪声运放芯片：在麦克风放大电路中，运放是一个起到放大和滤波作用的关键部件。
为了保证低噪声的要求，合适的选择低噪声运放芯片是非常重要的。
常用的低噪声运放芯片有NE5532、TL072等。
在选择时，需要考虑其噪声系数和增益等参数。
2.适当选择放大倍数：放大倍数的选择应根据麦克风信号的输入水平和后续电路的输入要求来确定。
放大倍数过大会容易引入噪声，而放大倍数过小则可能导致信号过小无法满足后续处理电路的工作要求。
在设计中需要进行恰当的权衡。
3.电源滤波和消除地线杂散声：在麦克风放大电路中，电源滤波是非常重要的一环。
电源滤波电路能够滤除电源中的高频噪声。
此外，地线杂散声也是一个要考虑的问题。
在设计中，可以采取一些防护措施，如使用单点接地，尽量减少杂散产生的机会等。
4.使用差模输入方式：差模输入方式可以大大减少输入信号中的共模噪声。
常用的差模输入运放有INA103、INA128等，它们能够抑制共模噪声，提高信号质量。
5.使用低噪声电阻：电阻噪声在放大电路中占有重要地位。
使用低噪声电阻能够减少电路中的噪声，提高信号质量。
常用的低噪声电阻有金属膜电阻、金属箔电阻等。
结论：低噪声话筒麦克风放大电路的设计要点包括选择低噪声运放芯片、适当选择放大倍数、电源滤波和消除地线杂散声、使用差模输入方式以及使用低噪声电阻等。
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低噪声前置放大器电路的设计方法
低噪声前置放大器电路的设计方法
作者：程伟健
国家半导体公司
前置放大器在音频系统中的作用至关重要。本文首先讲解了在为家庭音响系统或
PDA
设计前置放大器时，工程师应如何恰当选取元件。随后，详尽分析了噪声
的来源，为设计低噪声前置放大器提供了指导方针。最后，以PDA麦克风的前
置放大器为例，列举了设计步骤及相关注意事项。
前置放大器是指置于信源与放大器级之间的电路或电子设备，例如置于光盘播放
机与高级音响系统功率放大器之间的音频前置放大器。前置放大器是专为接收来
自信源的微弱电压信号而设计的，已接收的信号先以较小的增益放大，有时甚至
在传送到功率放大器级之前便先行加以调节或修正，如音频前置放大器可先将信
号加以均衡及进行音调控制。无论为家庭音响系统还是PDA设计前置放大器，
都要面对一个十分头疼的问题，即究竟应该采用哪些元件才恰当？
元件选择原则
由于运算放大器集成电路体积小巧、性能卓越，因此目前许多前置放大器都采用
这类运算放大器芯片。我们为音响系统设计前置放大器电路时，必须清楚知道如
何为运算放大器选定适当的技术规格。在设计过程中，系统设计工程师经常会面
临以下问题。
1. 是否有必要采用高精度的运算放大器？
输入信号电平振幅可能会超过运算放大器的错误容限，这并非运算放大器
所能接受。若输入信号或共模电压太微弱，设计师应该采用补偿电压(Vo
s)极低而共模抑制比(CMRR)极高的高精度运算放大器。是否采用高精度
运算放大器取决于系统设计需要达到多少倍的放大增益，增益越大，便越
需要采用较高准确度的运算放大器。
2. 运算放大器需要什么样的供电电压？
这个问题要看输入信号的动态电压范围、系统整体供电电压大小以及输出
要求才可决定，但不同电源的不同电源抑制比(PSRR)会影响运算放大器
的准确性，其中以采用电池供电的系统所受影响最大。此外，功耗大小也
与内部电路的静态电流及供电电压有直接的关系。
3. 输出电压是否需要满摆幅？
低供电电压设计通常都需要满摆幅的输出，以便充分利用整个动态电压范
围，以扩大输出信号摆幅。至于满摆幅输入的问题，运算放大器电路的配
置会有自己的解决办法。由于前置放大器一般都采用反相或非反相放大器
配置，因此输入无需满摆幅，原因是共模电压(Vcm)永远小于输出范围或
等于零(只有极少例外，例如设有浮动接地的单供电电压运算放大器)。
4. 增益带宽的问题是否更令人忧虑？
是的，尤其是对于音频前置放大器来说，这是一个非常令人忧虑的问题。
由于人类听觉只能察觉大约由20Hz至20kHz频率范围的声音，因此部
分工程师设计音频系统时会忽略或轻视这个“范围较窄”的带宽。事实上，
体现音频器件性能的重要技术参数如低总谐波失真(THD)、快速转换率(sl
ew rate)以及低噪声等都是高增益带宽放大器所必须具备的条件。
深入了解噪声
在设计低噪声前置放大器之前，工程师必须仔细审视源自放大器的噪声，一般来
说，运算放大器的噪声主要来自四个方面：
1. 热噪声 (Johnson)：由于电导体内电流的电子能量不规则波动产生的具有
宽带特性的热噪声，其电压均方根值的正方与带宽、电导体电阻及绝对温
度有直接的关系。对于电阻及晶体管(例如双极及场效应晶体管)来说，由
于其电阻值并非为零，因此这类噪声影响不能忽视。
2. 闪烁噪声(低频)：由于晶体表面不断产生或整合载流子而产生的噪声。在
低频范围内，这类闪烁以低频噪声的形态出现，一旦进入高频范围，这些
噪声便会变成“白噪声”。闪烁噪声大多集中在低频范围，对电阻器及半导
体会造成干扰，而双极芯片所受的干扰比场效应晶体管大。
3. 射击噪声(肖特基)：肖特基噪声由半导体内具有粒子特性的电流载流子所
产生，其电流的均方根值正方与芯片的平均偏压电流及带宽有直接的关
系。这种噪声具有宽带的特性。
4. 爆玉米噪声(popcorn frequency)：半导体的表面若受到污染便会产生这
种噪声，其影响长达几毫秒至几秒，噪声产生的原因仍然未明，在正常情
况下，并无一定的模式。生产半导体时若采用较为洁净的工艺，会有助减
少这类噪声。
此外，由于不同运算放大器的输入级采用不同的结构，因此晶体管结构上的差异
令不同放大器的噪声量也大不相同。下面是两个具体例子。
双极输入运算放大器的噪声：噪声电压主要由电阻的热噪声以及输入基极电流的
高频区射击噪声所造成，低频噪声电平大小取决于流入电阻的输入晶体管基极电
流产生的低频噪声；噪声电流主要由输入基极电流的射击噪声及电阻的低频噪声
所产生。
CMOS 输入运算放大器的噪声：噪声电压主要由高频区通道电阻的热噪声及低
频区的低频噪声所造成，CMOS放大器的转角频率(corner frequency)比双极放
大器高，而宽带噪声也远比双极放大器高；噪声电流主要由输入门极漏电的射击
噪声所产生，CMOS放大器的噪声电流远比双极放大器低，但温度每升高10(C，
其噪声电流便会增加约40%。
工程师必须深入了解噪声问题及进行大量计算，才可将这些噪声化为数字准确表
达出来。为了避免将问题复杂化，这里只选用音频技术规格最关键的几个参数。
输入参照噪声总量()：
其中，指信源电阻；指放大器的噪声电压；指信源电阻的热噪声；
指放大器的噪声电流
噪声数字(NF)是指输入信噪比与输出信噪比之间的比率的对数，即：
上述方程式中的S及N均为功率。
PDA麦克风前置放大器电路
在这里我们讨论一下如何设计一款适合PDA采用的麦克风前置放大器，正如上
文所述，我们必须明白信源是输入前置放大器的信号。首先，我们必须知道以下
信息：
计划采用的麦克风类型
麦克风输出信号电平
麦克风阻抗及指定阻抗的频率
增益规定，有关增益可能受运算放大器的增益带宽积所限制
输入信号频率范围
噪声规定
例如某种陶瓷麦克风的技术规格如下：
阻抗：2.2k((以1kHz的频率操作)
输出信号：200(Vpp
音频输入频率范围：100Hz至4kHz
热噪声：2nV/(Hz
前置放大器的增益指标：500(非反相)，第一级可达5倍增益，第二级可
达100倍增益。
我们引用公式1：
等量输入噪声(EIN)＝输入参照噪声总量()×输入频率范围
输出噪声=等量输入噪声×增益=545.81nV×5=2.73uV(适用于1级增益)或545.8
1nV×100=54.58uV(适用于2级增益)。
两个放大级的输出噪声总量
1伏输出电压的信噪比电平=20×log(1V÷54.58uV)≈85.3dB
电路输出噪声总量大约是每一噪声源均方根的平均均方值总和的平方根，此外输
出噪声通常绝大部分来自噪声量最大的信源。实际电路如图1所示。
请注意，这款电路只适用于单电源供电的设计，其中输入及输出电容器(C1及C
4)只是选项，工程师可根据实际情况考虑选用。适用与否取决于用户系统的输入
与输出如何连接。若麦克风输出设有直流补偿，那么便需要增设C1输入电容器，
以便阻塞直流电信号。输出电容器也可发挥相同的作用。
目前市场上出售的麦克风大部分以2k(左右的高阻抗麦克风以及只有几百(的低
阻抗麦克风为主，这两类麦克风都可采用上述前置放大器设计。高阻抗高输出麦
克风前置放大器较为简单，可以采用非反相或反相放大器配置。由于其频率响应
较为平坦，因此无需特别加以均衡，而且输入电平较大，放大器对噪声的要求很
低，但高阻抗麦克风对来历不明的噪声及磁场极为敏感。低阻抗低输出麦克风前
置放大器也可采用非反相或反相放大器将输入信号放大，频率响应及均衡等方面
的要求都与高阻抗高输出的前置放大器大致相同。如果麦克风的输出电平较低，
工程师必须注意选用低噪声的运算放大器。如性能较好的低噪声运算放大器应该
产生较低的输入参照电压噪声，而且噪声不应超过10nV/((Hz)。
此文章源自《国际电子商情》网站。