1uV信号模拟放大的直观经验

登录 · 发表于 2011-9-28 19:31

测试电路时，试了下峰峰值约800nV的正弦信号的放大。信号由800mV两级分压，两次100k-100欧分压，即800mV*1ppm=800nV。信号最终输出约50mV，频率5Hz，放大了约50,000倍。信号原非5Hz，经过斩波调制到了5Hz，斩波之前没有前置放大滤波，而是斩波之后，先一片仪表运放+一片运放构成带通滤波+后级一片仪表运放，共三片运放。
供电用的是稳定单电源 + DC-DC产生正负电源。没用电池供电。
电路没有特殊的屏蔽，如图所示。但也没有额外施加干扰。主要是工频、DCDC噪声、器件自身噪声等。
最后输出的波形如图。
以前没有具体记录过。论坛上经常讨论弱信号放大，就贴个图，作为一个直观的经验，说明这样的器件、电路、方法能达到什么程度弱信号的放大。当然，如有需要或许可以做得更好些。但模拟部分我感觉这么够了，我习惯模拟和数字相结合的方法，剩下的将如图所示的信号送到ADC，进行数字信号处理，经过数字处理至少能达到0.1uV的稳定的分辨率，好的情况下可以到0.01uV的分辨率。

输出波形

发表于 2011-9-28 21:34

5hz的频率下,0.1uV~1uv分辨率应该不是非常复杂,拼运放性能.

发表于 2011-9-28 22:28

显得挺复杂

发表于 2011-9-29 00:32

睡前珍藏!:victory:

发表于 2011-9-29 12:50

显得挺复杂
iC921 发表于 2011-9-28 22:28

其实挺简单的，我的想说的是三片运放能达到什么样的效果。

发表于 2011-9-29 22:00

“信号原非5Hz，经过斩波调制到了5Hz，斩波之前没有前置放大滤波，而是斩波之后，先一片仪表运放+一片运放构成带通滤波+后级一片仪表运放，共三片运放。”
这什么意思？
电路输入信号不是5hz，输出变成了5hz ？那输入是多少频率

发表于 2011-10-3 16:47

1# hartcomm
我觉得能得到这个性能，很大情况下PCB的走线有很大的影响。能把你画的PCB给大家学习一下吗？

发表于 2011-10-4 14:14

频率只有5HZ实际上就是已经接近直流了，我想知道的事在多少频率段可以适用用这种方法，什么运放~~~

发表于 2011-10-11 21:37

“信号原非5Hz，经过斩波调制到了5Hz，斩波之前没有前置放大滤波，而是斩波之后，先一片仪表运放+一片运放构成带通滤波+后级一片仪表运放，共三片运放。”
这什么意思？
电路输入信号不是5hz，输出变成了5hz ？那输 ...
hanzhenwei 发表于 2011-9-29 22:00

输入频率可以是任意的频率，都可以调制到5Hz上。

发表于 2011-10-11 21:38

1# hartcomm
我觉得能得到这个性能，很大情况下PCB的走线有很大的影响。能把你画的PCB给大家学习一下吗？
shajue 发表于 2011-10-3 16:47

走线一般，贴的图上可以看到，几块板子之间还是用线连接的。

发表于 2011-10-11 21:41

频率只有5HZ实际上就是已经接近直流了，我想知道的事在多少频率段可以适用用这种方法，什么运放~~~
ssy250 发表于 2011-10-4 14:14

比较宽的频率内应该都可以，Hz到MHz。

发表于 2011-10-11 21:48

把1楼图中的信号经ADC采集，数字处理之后：
实验了一下，6秒一次的测量中，800nV的信号，分辨率约 100nV。
2分钟测量的数据处理后，分辨率大概为13nV
5分钟测量的数据处理后，，分辨率大概为6nV

发表于 2011-12-9 23:59

这样的帖怎么没人顶？

发表于 2011-12-10 00:09

好贴

发表于 2011-12-13 16:25

把具体电路贴出来。更好。

发表于 2011-12-13 20:21

Good!

发表于 2011-12-14 03:17

1uV信号，直流难，1kHz以上不很难
低噪声运放的1/f噪声到100Hz以上就基本不变了
调制-解调的方法，根本就是：在噪声混入革命队伍前调制，调制后放大滤波，抑制噪声，再解调

发表于 2011-12-14 09:14

回楼主：
楼主只说设计思路，参考价值不大，算不上好帖！不过谢谢楼主分享！

发表于 2011-12-25 13:03

18# klchang

楼主给出了微弱信号处理的一种极致，其方法的从容让人敬佩。

有没有价值看对谁喽。

发表于 2016-5-26 18:56

老帖自顶一下

1uV信号模拟放大的直观经验

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