專利名稱：一種自熱消除低噪聲前置放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱敏型紅外探測器件的自熱消除低噪聲前置放大電路，它可以用于熱敏型紅外探測器件的信號讀出，也可以用于探測器件的特性參數(shù)測試電路。
背景技術(shù)：
前置放大器設(shè)計(jì)在紅外探測中占有重要地位，探測器件將輻射信號轉(zhuǎn)化為微弱的電信號，只有通過低噪聲前置放大器才能驅(qū)動后續(xù)信號處理電路，實(shí)現(xiàn)信號探測。由于多元探測的需要，對前置放大器提出了很高的要求低噪聲，小型化是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。因此兩級前置放大電路不滿足小型化的要求，而跨阻型單級放大電路需要很大的反饋電阻才能達(dá)到足夠的放大倍數(shù),這就給電路引入較大的Johnson噪聲，同時熱敏型紅外探測器件，由于外加 偏置會造成溫度升高，從而影響探測精度。

發(fā)明內(nèi)容
針對這些問題，我們設(shè)計(jì)了一種用于熱敏型紅外探測器件的自熱消除低噪聲前置放大電路，可以一定程度上消除探測器溫升對探測精度造成的影響，同時引入T型反饋網(wǎng)絡(luò)代替跨導(dǎo)電阻，從而減小了電路熱噪聲。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的使用與探測器相同材料的熱敏電阻與探測器件構(gòu)成橋式電路，施加同樣的偏置電壓，并分別與前置放大器同相端，反相端連接，前置放大器引入電壓并聯(lián)反饋，使用T型反饋網(wǎng)絡(luò)代替反饋電阻，合理選擇T型網(wǎng)絡(luò)各電阻阻值即可用較小的電阻獲得較大的放大倍數(shù)，減小電路噪聲。如附圖I所示，該自熱消除低噪聲前置放大器，包括自熱消除橋式電路和以T型網(wǎng)絡(luò)作為反饋網(wǎng)絡(luò)的低噪聲運(yùn)放，兩個熱敏電阻與熱敏探測器件構(gòu)成橋式電路。探測器件如附圖2所示，器件探測元與盲元公共端與運(yùn)放反相端連接，兩個熱敏電阻公共端通過精密電位器連接，電位器滑動端與運(yùn)放同向端連接。運(yùn)放引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，反饋網(wǎng)絡(luò)由T型電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其中，橋式電路由熱敏電阻R1，R2，精密電位器Rw，探測器件探測元Rd，盲元Rb構(gòu)成，后端由集成運(yùn)放運(yùn)放A，電阻反饋網(wǎng)絡(luò)R3, R4, R5構(gòu)成；運(yùn)放同相端連接電位器Rw滑動端，Rw另外兩端分別與電阻R1, R2連接，R1另一端接電壓輸入V+，R2另一端接公共端GND。運(yùn)放同相端接信號輸入Vin，即熱敏探測器探測元與盲元的公共端。探測元的另一端接電源輸入V+，盲元的另一端接GND。運(yùn)放反相端與輸出之間跨接電阻R3, R4, R5構(gòu)成的T型電阻網(wǎng)路，其中R3連接運(yùn)放反相端，R4連接輸出端，R3, R4相互連接后其公共端通過R5接GND。在實(shí)際使用集成運(yùn)放A可以使用單電源高精度低噪聲運(yùn)放，如0PA705，若紅外探測器件為多元線列器件，則可以使用四運(yùn)放，如0PA4705，以便減小電路體積。電阻R3, R4, R5可以使用高精度的金屬膜電阻。Rw可使用高精度電位器。電阻R1, R2采用同探測器件相同材料和規(guī)格的熱敏電阻。
本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)I具有自熱消除能力，能消除外界溫度波動及偏置電壓引起的溫升對測量精度造成的影響。2引入T型網(wǎng)絡(luò)代替電阻跨導(dǎo)，減小電路噪聲。3結(jié)構(gòu)簡單，適合作為多元器件的前置放大器和實(shí)現(xiàn)電路系統(tǒng)小型化。


圖I是本發(fā)明的自熱消除低噪聲前置放大器電路原理示意圖。 圖2是自熱消除低噪聲前置放大器對應(yīng)的熱敏型紅外輻射探測器件示意圖。
權(quán)利要求
1.一種自熱消除低噪聲前置放大器，包括自熱消除橋式電路和以T型網(wǎng)絡(luò)作為反饋網(wǎng)絡(luò)的低噪聲運(yùn)放，其特征在于，兩個熱敏電阻Rp R2與探測器件構(gòu)成橋式電路，探測器件的探測元與盲元公共端同運(yùn)放反相端連接，兩個熱敏電阻公共端通過精密電位器連接，電位器滑動端與運(yùn)放同向端連接；運(yùn)放引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，反饋網(wǎng)絡(luò)由T型電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自熱消除低噪聲前置放大器，其特征在于，所述的自熱消除橋式電路由熱敏電阻R1, R2，精密電位器Rw，探測器件探測元Rd，盲元Rb構(gòu)成，后端由集成運(yùn)放運(yùn)放A，電阻反饋網(wǎng)絡(luò)R3, R4, R5構(gòu)成；其中，運(yùn)放同相端連接電位器Rw滑動端，Rw另外兩端分別與電阻R1, R2連接，R1另一端接至電壓輸入V+，R2另一端接公共端GND ;運(yùn)放同相端接信號輸入，即熱敏探測器件探測元與盲元的公共端。運(yùn)放反相端與輸出之間跨接電阻R3, R4, R5構(gòu)成的T型電阻網(wǎng)路，其中R3連接運(yùn)放反相端，R4連接運(yùn)放輸出端，R3, R4相互連接后其公共端通過R5接GND。
全文摘要
本發(fā)明提出一種自熱消除低噪聲前置放大器，可用于熱敏紅外探測器件信號檢測電路或特性參數(shù)測試電路。該電路使用一組熱敏電阻同探測器件組成橋式電路，兩個熱敏電阻通過精密電位器相連接，電位器滑動端接至運(yùn)放同向輸入端。運(yùn)放反相端接紅外探測器件探測元與盲元的公共端，橋式電路與后端的低噪聲運(yùn)放連接，低噪聲運(yùn)放使用T型網(wǎng)絡(luò)作為反饋回路。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)使用熱敏探測器的橋式電路實(shí)現(xiàn)自熱消除，同時精密電位器的引入可以消除探測元與盲元不匹配引起的電壓偏移；運(yùn)放使用T型網(wǎng)絡(luò)代替反饋電阻組成反饋回路，減小了電路噪聲；電路結(jié)構(gòu)簡化，便于電路系統(tǒng)的小型化和較大規(guī)模多元器件的集成。
文檔編號H03F1/30GK102931923SQ20121040547
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者黃志明, 張雷博, 侯云, 周煒, 童勁超 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所