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放大器和比较器型号选择

huaichang xing
Prodigy 230 points

Other Parts Discussed in Thread: TIDA-00066

请问：

         我想做一个可以放大500nV信号的放大器，后面接比较器，最后接到计数器上。信号的频率在1MHZ-10MHZ的范围，要求电路中的噪声尽量低。

请问我该选择哪些型号的放大器和比较器？

  • 0
    TI__Genius 12445 points

    这个有点难，根据信号的带宽和需要放大的倍数，必须选个非常高带宽的运放，但是这种运放一般offset都不会太小。

    如果你后端直接比较器来处理，引入的offset又会带来非常大的误差。你这是一个脉冲信号吗？

  • 0 回复 Wanda WANG
    Prodigy 230 points

    是脉冲信号，100nA的脉冲电流，流经特定的50欧姆的电阻，有5uV左右的电压！就是要放大这个电压，并且给频率计数！

  • 0 回复 huaichang xing
    TI__Genius 12445 points

    通过50Ω电阻出来的电压太小了，运放的offset的影响比你信号还大，如果不能消除它的影响，会导致你后端比较器的判决门限不好控制。

  • 0 回复 Wanda WANG
    Prodigy 230 points

    你好：

           首先感谢您的耐心回答

           我是刚开始接触这些东西不太了解，有不对的地方还请指正啊，万分感谢。

           我设计的东西是一个淬灭电路，要求引出电压的电阻不能大于100欧姆，否则对淬灭时间有影响。这样算的话，我引出的电压就是5微伏左右，交流信号，频率在1MHZ到10MHZ。

           如果放大这种高频小信号，可不可以通过滑动变阻器来控制输入偏置？我看TI提供的DATAsheet上把输入偏置归结到直流特性中，对交流信号有大的影响吗？如果我想放大这个信号有什么放大器或者比较器可以推荐，并且有什么更有效的方法消除输入偏置的影响？

           麻烦您了，万分感谢！！

  • 0 回复 huaichang xing
    Guru 18466 points

    可以考虑多级AC放大+D类触发的方式实现弱信号到计数数字脉冲输出。

    正如 提到的，这么小的信号offset包括噪声都是需要考虑的问题，尝试采用多级低噪放大，每级需要对带宽加以限制。

    offset的话可以通过在闭环上采用AC通路把交流信号在输出端提炼出来（offset不经过放大）。

  • 0 回复 Andy Tan
    Guru 18466 points

    下面有个这样的参考设计，不过带宽只有4M，可以在上面加以优化：

    http://www.ti.com.cn/tool/cn/TIDA-00066?keyMatch=%E5%A4%9A%E7%BA%A7%E6%94%BE%E5%A4%A7&tisearch=Search-CN-Everything

  • 0 回复 Andy Tan
    Prodigy 230 points

    非常感谢您的回答！！对我有很大的帮助，非常感谢！！

    关于您给提供的思路我还有两个问题，麻烦您帮忙解答下，再次感谢！

    1.请问D类触发方式是否就是接D类触发器？该触发器不是需要方波触发吗？

    2.有D类触发方式是否就可以不再使用比较器？

  • 0 回复 huaichang xing
    Guru 18466 points

    采用比较器会比较合适，通过多级放大让其饱和输出后经过高速比较器，实现电平的调整获得漂亮的脉冲波形：

  • 0 回复 huaichang xing
    Guru 18466 points

    1.请问D类触发方式是否就是接D类触发器？该触发器不是需要方波触发吗？

    2.有D类触发方式是否就可以不再使用比较器？

    很抱歉，D类触发器主要是用来数字信号的积存，需要一个时钟信号，这应该是不太适用。

    上面的电路是5M的，5uV，2.5DC offset的条件下获得的，仅供参考。

    在你实际的应用中需要改些东西，比如电源的选择，offset,运放的选择。

  • 0
    Intellectual 985 points

    你需要双栅极的场效应管输入，微弱信号不是运放能解决的，先把它放到毫伏级再给运放

    给G2适当的偏置让场效应管介于导通和关之间的状态，G1注入极小的信号也可以引起雪崩；这是指导思想

  • 0 回复 Di Yang1
    Intellectual 985 points

    我问了几个微弱信号的人；他们认为纳伏级的需要电子倍增结构放大

    是有的，但是不买；有点像电子管那样的“光电倍增管”一样的结构

  • 0 回复 Di Yang1
    Prodigy 230 points

    您好：

            首先谢谢您的建议！

            但是我要做的淬灭电路就是用在盖革模式的雪崩光电二极管上的，它就是用来取代光电倍增管的。

    我要测的信号就是从雪崩光电二极管中流出的信号，它有两个要素要测，一是死时间而是单光子探测效率。

    若果再流经倍增管的话，就不能测这两个要素了！！

           所以必须得把5—50uV的电压放大到能进入比较器的级别，如果您有其他的建议，还请您不吝赐教，因为

    我是新手对很多东西不太了解，正在学习中！

        

  • 0 回复 Di Yang1
    Guru 18466 points

    Hi Diyang1，

    你觉得是什么限制了运放不能处理uV级信号的放大，想听听的想法。

  • 0 回复 Andy Tan
    Prodigy 50 points

    您好，Tan，

    我想请教一下，光电倍增管在检测到微弱光的同时会对微弱光的信号放大吗？就是说一个强度为a的微弱光，经过光电倍增管被检测到，检测到的信号会是2a或者更高10a吗？再或者说检测到的信号会有数量级的提高吗，还是就是a？

  • 0 回复 Wanda WANG
    Prodigy 50 points

    您好，wang，

    我想请教一下，光电倍增管在检测到微弱光的同时会对微弱光的信号放大吗？就是说一个强度为a的微弱光，经过光电倍增管被检测到，检测到的信号会是2a或者更高10a吗？再或者说检测到的信号会有数量级的提高吗，还是就是a？