一种低噪高阻型复合前置放大电路的制作方法

本技术涉及低噪放大领域，具体涉及一种低噪高阻型复合前置放大电路。

背景技术：

1、现有的低噪放大电路，如cn114584079a公开的一种低噪声放大电路，该低噪声放大电路信号输入端、信号输出端、射频放大电路、负载电路和低频滤波电路；射频放大电路，一端与信号输入端相连，另一端与信号输出端相连，被配置为接收射频输入信号，对射频输入信

2、号进行放大，输出射频放大信号；负载电路，一端射频放大电路的输出端相连，另一端与供电电源端相连；低频滤波电路，一端与供电电源端相连，另一端与接地端相连，被配置为对低噪声放大电路的工作频段外的低频段信号进行滤波处理。该方案能够对低噪声放大电路的工作频段外的低频段信号进行滤波处理，将低频段信号释放到地，以保证低噪声放大电路在处于稳定的情况下，其增益也能满足要求。

3、但在超级精密的应力应变测量和温度测量领域，该方案的噪声和输入偏置电流无法满足要求，同时该方案无法对输入失调电压修正，也无法对低噪放大后的共模信号进行消除。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种低噪高阻型复合前置放大电路，具有耐极高的共输入模电压，超低的输入噪声电压，超低的输入偏置电流，同时创新的输入失调电压修正，能够使复合放大应用于小量程的微弱信号放大。

2、本实用新型采取如下技术方案实现上述目的，本实用新型提供一种低噪高阻型复合前置放大电路，包括输入失调调偏模块、初级复合放大模块以及共模消除模块，所述输入失调调偏模块输出偏置电压至初级复合放大模块，所述初级复合放大模块主要由差分对管、电阻及运放构成，所述初级复合放大模块仅放大差模信号，初级复合放大模块输出两路信号至共模消除模块，共模消除模块对两路信号的电压进行做差，消除其共模。

3、进一步的是，所述初级复合放大模块具体包括差分对管u6、第一场效应管q1、第二场效应管q2、第三场效应管q3、第四场效应管q4、第三运算放大器u3、第四运算放大器u4、第一匹配电阻网络芯片、第二匹配电阻网络芯片以及第三匹配电阻网络芯片，所述第一匹配电阻网络芯片包括第一匹配电阻r12a、第二匹配电阻r12b、第三匹配电阻r12c、第四匹配电阻r12d，所述第二匹配电阻网络芯片包括第五匹配电阻r2a、第六匹配电阻r2b、第七匹配电阻r2c、第八匹配电阻r2d，所述第三匹配电阻网络芯片包括第九匹配电阻r3a、第十匹配电阻r3b、第十一匹配电阻r3c、第十二匹配电阻r3d，差分对管u6的第四脚分别与第一场效应管q1的漏极以及第三场效应管q3的源级连接，第一场效应管q1的栅极与第一场效应管q1的源级连接，第一场效应管q1的栅极还与第三场效应管q3的栅极连接，第三场效应管q3的漏极与第一输入vin+连接，差分对管u6的第八脚分别与第二场效应管q2的漏极以及第四场效应管q4的源级连接，第二场效应管q2的栅极与第二场效应管q2的源级连接，第二场效应管q2的栅极还与第四场效应管q4的栅极连接，第四场效应管q4的漏极与第二输入vin-连接，差分对管u6的第二脚连接在第一匹配电阻r12a与第三匹配电阻r12c之间，差分对管u6的第六脚连接在第二匹配电阻r12b与第四匹配电阻r12d之间，第三匹配电阻r12c与第三运算放大器u3的输出端连接，第四匹配电阻r12d与第四运算放大器u4的输出端连接，差分对管u6的第五脚与第三运算放大器u3的同相输入端连接，第三运算放大器u3的反相输入端连接在第五匹配电阻r2a与第七匹配电阻r2c之间，第三运算放大器u3的反相输入端还通过第七匹配电阻r2c、第九匹配电阻r3a以及第十匹配电阻r3b与第三运算放大器u3的同相输入端连接，差分对管u6的第七脚与第四运算放大器u4的同相输入端连接，第四运算放大器u4的反相输入端连接在第八匹配电阻r2d与第六匹配电阻r2b之间，第四运算放大器u4的反相输入端还通过第八匹配电阻r2d、第十一匹配电阻r3c以及第十二匹配电阻r3d与第四运算放大器u4的同相输入端连接，第三运算放大器u3与第四运算放大器u4的输出端输出初级复合放大后的信号。

4、进一步的是，为了防止初级对管增益过大，第三运算放大器u3与第四运算放大器u4 的开环相位余量偏小，使反馈回路震荡，所述初级复合放大模块具体还包括第一电容c1、第二电容c2、第五电阻r5以及第六电阻r6，第三运算放大器u3的同相输入端通过第五电阻r5以及第二电容c2与第三运算放大器u3的输出端连接，第四运算放大器u4的同相输入端通过第六电阻r6以及第一电容c1与第四运算放大器u4的输出端连接。

5、进一步的是，为了防止输入信号快速变化时的电流过大，所述初级复合放大模块具体还包括第七电阻r7与第八电阻r8，差分对管u6的第四脚通过第七电阻r7分别与第一场效应管q1的漏极以及第三场效应管q3的源级连接，差分对管u6的第八脚通过第八电阻r8分别与第二场效应管q2的漏极以及第四场效应管q4的源级连接。

6、进一步的是，为了提高电路稳定性，所述初级复合放大模块具体还包括第十电阻r10与第十一电阻r11，差分对管u6的第四脚通过第七电阻r7与第十电阻r10接地，差分对管u6的第八脚通过第八电阻r8与第十一电阻r11接地。

7、进一步的是，所述共模消除模块具体包括共模消除芯片u2、第五运算放大器u5、第三电容c3、第四电阻r4以及第九电阻r9，共模消除芯片u2的第二脚与第四运算放大器u4的输出端连接，共模消除芯片u2的第三脚与第三运算放大器u3的输出端连接，共模消除芯片u2的第六脚为输出端，共模消除芯片u2的第一脚与第五运算放大器u5的输出端连接，第五运算放大器u5的反相输入端通过第九电阻r9与共模电压端vcom_adc连接，第五运算放大器u5的反相输入端还通过第三电容c3接地，第五运算放大器u5的同相输入端通过第四电阻r4与第五运算放大器u5的输出端连接。

8、进一步的是，所述输入失调调偏模块具体包括失调调偏芯片u1与第一电阻r1，所述失调调偏芯片u1的第八脚输出正偏置电压vbia+至第九匹配电阻r3a与第十匹配电阻r3b之间，失调调偏芯片u1的第七脚输出负偏置电压vbia-至第十一匹配电阻r3c与第十二匹配电阻r3d之间，失调调偏芯片u1的第一脚通过第一电阻r1与电源电压avcc连接，失调调偏芯片u1的第四脚以及第五脚与外部控制器连接。

9、本实用新型的有益效果：

10、本实用新型采用低噪声的场效应对管配合运放等搭建的一种复合放大电路，其具有耐极高的共输入模电压，超低的输入噪声电压，超低的输入偏置电流，同时创新的输入失调电压修正，可使复合放大应用于仅仅1mv量程的微弱信号放大。

技术特征：

1.一种低噪高阻型复合前置放大电路，其特征在于，包括输入失调调偏模块、初级复合放大模块以及共模消除模块，所述输入失调调偏模块输出偏置电压至初级复合放大模块，所述初级复合放大模块由差分对管、电阻及运放构成，所述初级复合放大模块仅放大差模信号，初级复合放大模块输出两路信号至共模消除模块，共模消除模块对两路信号的电压进行做差，消除其共模。

2.根据权利要求1所述的低噪高阻型复合前置放大电路，其特征在于，所述初级复合放大模块具体包括差分对管(u6)、第一场效应管(q1)、第二场效应管(q2)、第三场效应管(q3)、第四场效应管(q4)、第三运算放大器(u3)、第四运算放大器(u4)、第一匹配电阻网络芯片、第二匹配电阻网络芯片以及第三匹配电阻网络芯片，所述第一匹配电阻网络芯片包括第一匹配电阻(r12a)、第二匹配电阻(r12b)、第三匹配电阻(r12c)、第四匹配电阻(r12d)，所述第二匹配电阻网络芯片包括第五匹配电阻(r2a)、第六匹配电阻(r2b)、第七匹配电阻(r2c)、第八匹配电阻(r2d)，所述第三匹配电阻网络芯片包括第九匹配电阻(r3a)、第十匹配电阻(r3b)、第十一匹配电阻(r3c)、第十二匹配电阻(r3d)，差分对管(u6)的第四脚分别与第一场效应管(q1)的漏极以及第三场效应管(q3)的源级连接，第一场效应管(q1)的栅极与第一场效应管(q1)的源级连接，第一场效应管(q1)的栅极还与第三场效应管(q3)的栅极连接，第三场效应管(q3)的漏极与第一输入(vin+)连接，差分对管(u6)的第八脚分别与第二场效应管(q2)的漏极以及第四场效应管(q4)的源级连接，第二场效应管(q2)的栅极与第二场效应管(q2)的源级连接，第二场效应管(q2)的栅极还与第四场效应管(q4)的栅极连接，第四场效应管(q4)的漏极与第二输入(vin-)连接，差分对管(u6)的第二脚连接在第一匹配电阻(r12a)与第三匹配电阻(r12c)之间，差分对管(u6)的第六脚连接在第二匹配电阻(r12b)与第四匹配电阻(r12d)之间，第三匹配电阻(r12c)与第三运算放大器(u3)的输出端连接，第四匹配电阻(r12d)与第四运算放大器(u4)的输出端连接，差分对管(u6)的第五脚与第三运算放大器(u3)的同相输入端连接，第三运算放大器(u3)的反相输入端连接在第五匹配电阻(r2a)与第七匹配电阻(r2c)之间，第三运算放大器(u3)的反相输入端还通过第七匹配电阻(r2c)、第九匹配电阻(r3a)以及第十匹配电阻(r3b)与第三运算放大器(u3)的同相输入端连接，差分对管(u6)的第七脚与第四运算放大器(u4)的同相输入端连接，第四运算放大器(u4)的反相输入端连接在第八匹配电阻(r2d)与第六匹配电阻(r2b)之间，第四运算放大器(u4)的反相输入端还通过第八匹配电阻(r2d)、第十一匹配电阻(r3c)以及第十二匹配电阻(r3d)与第四运算放大器(u4)的同相输入端连接，第三运算放大器(u3)与第四运算放大器(u4)的输出端输出初级复合放大后的信号。

3.根据权利要求2所述的低噪高阻型复合前置放大电路，其特征在于，所述初级复合放大模块具体还包括第一电容(c1)、第二电容(c2)、第五电阻(r5)以及第六电阻(r6)，第三运算放大器(u3)的同相输入端通过第五电阻(r5)以及第二电容(c2)与第三运算放大器(u3)的输出端连接，第四运算放大器(u4)的同相输入端通过第六电阻(r6)以及第一电容(c1)与第四运算放大器(u4)的输出端连接。

4.根据权利要求2所述的低噪高阻型复合前置放大电路，其特征在于，所述初级复合放大模块具体还包括第七电阻(r7)与第八电阻(r8)，差分对管(u6)的第四脚通过第七电阻(r7)分别与第一场效应管(q1)的漏极以及第三场效应管(q3)的源级连接，差分对管(u6)的第八脚通过第八电阻(r8)分别与第二场效应管(q2)的漏极以及第四场效应管(q4)的源级连接。

5.根据权利要求4所述的低噪高阻型复合前置放大电路，其特征在于，所述初级复合放大模块具体还包括第十电阻(r10)与第十一电阻(r11)，差分对管(u6)的第四脚通过第七电阻(r7)与第十电阻(r10)接地，差分对管(u6)的第八脚通过第八电阻(r8)与第十一电阻(r11)接地。

6.根据权利要求2所述的低噪高阻型复合前置放大电路，其特征在于，所述共模消除模块具体包括共模消除芯片(u2)、第五运算放大器(u5)、第三电容(c3)、第四电阻(r4)以及第九电阻(r9)，共模消除芯片(u2)的第二脚与第四运算放大器(u4)的输出端连接，共模消除芯片(u2)的第三脚与第三运算放大器(u3)的输出端连接，共模消除芯片(u2)的第六脚为输出端，共模消除芯片(u2)的第一脚与第五运算放大器(u5)的输出端连接，第五运算放大器(u5)的反相输入端通过第九电阻(r9)与共模电压端(vcom_adc)连接，第五运算放大器(u5)的反相输入端还通过第三电容(c3)接地，第五运算放大器(u5)的同相输入端通过第四电阻(r4)与第五运算放大器(u5)的输出端连接。

7.根据权利要求2所述的低噪高阻型复合前置放大电路，其特征在于，所述输入失调调偏模块具体包括失调调偏芯片(u1)与第一电阻(r1)，所述失调调偏芯片(u1)的第八脚输出正偏置电压(vbia+)至第九匹配电阻(r3a)与第十匹配电阻(r3b)之间，失调调偏芯片(u1)的第七脚输出负偏置电压(vbia-)至第十一匹配电阻(r3c)与第十二匹配电阻(r3d)之间，失调调偏芯片(u1)的第一脚通过第一电阻(r1)与电源电压(avcc)连接，失调调偏芯片(u1)的第四脚以及第五脚与外部控制器连接。

技术总结本技术涉及低噪放大领域，具体涉及一种低噪高阻型复合前置放大电路，具有耐极高的共输入模电压，超低的输入噪声电压，超低的输入偏置电流，同时创新的输入失调电压修正，能够使复合放大应用于小量程的微弱信号放大。技术方案包括输入失调调偏模块、初级复合放大模块以及共模消除模块，所述输入失调调偏模块输出偏置电压至初级复合放大模块，所述初级复合放大模块主要由差分对管、电阻及运放构成，所述初级复合放大模块仅放大差模信号，初级复合放大模块输出两路信号至共模消除模块，共模消除模块对两路信号的电压进行做差，消除其共模。本技术适用于对微弱信号的低噪高阻型复合放大。技术研发人员：赖涛受保护的技术使用者：赖涛技术研发日：20240417技术公布日：2024/12/23