5。2  差分放大电路 13

6  实验仿真 16

6。1  提出的电路 16

6。2  具体电路的例子 17

6。3  电路仿真及结果 18

结  论 20

致  谢 21

参 考 文 献 22

1  引言

微弱信号是我们日常生产中十分常见的，但是很多情况下我们不能经处理就直接利用它们。实际中我们需要对这些微弱信号加以处理才能有效对它们进行利用，而其中一个很常见的手段就是设计微弱信号放大电路。运算放大器在微弱信号放大电路中发挥着举足轻重的作用，近年来伴随着电子科技的快速发展，运算放大器取得了长足的进步，其性能大为增强。这也使得我们能够设计出性能更优异的微弱信号放大电路。   

1。1  课题研究的背景

微弱信号，主要是一些强度很低，非常微弱，因而不容易被设备探测和接收到的光信号[1]、声信号[2]、电信号等。微弱信号常常混在在背景噪声之中，它非常微弱但却又很有用处。随着科学技术的不断发展与突破，我们能够对各种不同情形下的微弱信号进行相关处理并加以利用。在很多情况下，我们需要通过设计微弱信号放大电路的方式对这些微弱信号进行放大处理。而微弱信号放大电路的一大主要部件为运算放大器。自从上世纪60年代中期，第一块集成运算放大器诞生以后，电子工程师们开始大量使用集成运算放大器，由于用户对于运放性能的要求越来越高，各大厂商都努力提高运放的品质，在很短的时间里，各种性能好且价格低的集成运放相继问世。集成运放的应用非常广泛，它可用于设计对信号进行放大、测量、变换等的一系列电路。运算放大器是一种非常基础的电子元器件，在各种实用电路的设计中我们常常能见到它的踪影。集成运算放大器的发展和成熟使得我们能够设计出性能优异的放大电路。

1。2  国内外研究现状及未来展望

1。2。1  微弱信号放大电路研究现状

1。2。2  运算放大器发展的未来展望

1。3  本文的主要研究内容

本文主要研究微弱信号放大电路的具体设计以及提升实际电路性能的一些措施，另外还做了全差分放大器的仿真实验。首先介绍了微弱信号放大电路的工作原理、组成以及其中各部分的工作原理，其次简要地介绍了设计电路时所用的具体运算放大器元器件。随后展示了

所设计的几种差分转单端输出的弱信号放大电路，并画出了各自对应的电路图和PCB图。除此之外，也阐明了实际电路连接中影响电路性能的一些原因以及提升实际电路性能所采取的

措施，还说明了微弱信号处理中对弱信号进行处理的一些常用的方法。最后，做了一个全差分放大器（FDA）的仿真实验，得到了仿真结果。

2  微弱信号放大电路

   设计微弱信号放大电路在微弱信号处理中是一种常见的手段，通过微弱信号放大电路来对弱信号进行处理。在具体设计实际的电路时，我们可以把电路分为前置放大电路、带通滤波电路以及输出级放大电路三部分。

2。1  前置放大电路

位于信号源与各放大级之间的电路通常称为前置放大电路，其作用是接收信号源中的低电压微弱信号。换句话说，通过电阻、电容以及运算放大器芯片三者之间的耦合作用来处理信号是前置放大电路的简要工作原理。不过由于有用信号中往往夹杂着噪声，噪声也伴随着有用信号通过前置放大电路被处理而放大。因此在微弱信号检测的相关仪器设备中，引入噪声的来源之一便是前置放大电路。前置放大电路的噪声系数往往会影响整个系统的噪声系数。仪器可检测的最小信号也主要由前置放大电路的噪声所决定。通常情况下检测信号的仪器直接连接在前置放大电路上，当信号源的输出电阻阻值与放大器最佳源电阻的阻值相等时，电路有最小的噪声系数。除了提高系统的信噪比以外，前置放大电路的作用还包括降低外界对于信号的干扰作用以及便于我们选择合适的电阻电容等器件以提高电路的的性能。