用双晶体管实现低噪声化的测量用高速前置放大器

用双晶体管实现低噪声化的测量用高速前置放大器

电路的功能

差动放大器的噪声特性由输入级决定，在本电路中，该级采用PMI公司生产的低噪声双晶体管，使噪声特性得以改善。这是一种较完善的差动输入前置放大器。

因为本电路采用双极晶体管，所以宜用作信号源电阻低的传感器（测力传感器、半导体桥式传感器等）的前置放大器。

电路工作原理

本电路与普通差动放大电路的差异之处在于它有一个由T+2构成的电压-电流转换电路，用R9和R10对OP放大器输出的电压进行分压，再将其转换成电流，进行反馈。

本电路的电压增益可按

进行计算。如果R1=VR1约为400欧，根据R3=33欧~33千欧放大倍数A则可在1~1000的范围之内。

因为双晶体管TR2基极接-VCO所以被3.9V的齐钠二极管置偏，这样共模输入电压就会降低，按通用OP放大器的特性是不能使用的，应予注意。VR2与差动放大晶体管的集电极电阻R1和R2串联，来进行失调调整。如果电路后级有零点漂移，则可不用VR2。

在多级放大器电路中如果降低放大倍数，就必然会产生振荡，因此需加相位补偿电路（C1、R11）元件以最小增益决定。

元件的选择

双晶体管TV1决定该电路的性能，可使用MAT02或NS公司的LM394。如果对漂移或噪声要求不十分严格，也可以选用普通双晶体管，低噪声电路中，如果不降低电路电阻，就会受到电阻热噪声的限制。

关于对称电路，应使用相对误差（匹配性能好）小于绝对误差的电阻。

因为输出级用OP放大器来决定电路的高频特性，所以可以根据使用的带宽加以改变，但对相位补偿应加以考虑。

在低噪声电路中应注意电源的噪声。采用普通串联稳压器时，电源会有100~200UV的宽带噪声，应根据需要在电源线路中增加RC去耦滤波器，以减少噪声。

调整

输入端分别通过一个1K的电阻接地，然后用VR2调节DC平衡。对于DC放大器来说，输出的DC漂移是一个很重要的因素。

虽然可用增益电阻R3校准电路增益，但本电路是采用与R4串联的可变电阻VR1进行校准的。因为有偏压，用直流校准容易产生误差。可以在输入端输入一个电平已知的频率为1KHZ的信号，然后用电平测量输出信号的电平。输出、输入的电平比即为电路增益。