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1uV信号模拟放大的直观经验

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楼主
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

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沙发
zjp8683463| | 2011-9-28 21:34 | 只看该作者
5hz的频率下,0.1uV~1uv分辨率应该不是非常复杂,拼运放性能.

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板凳
iC921| | 2011-9-28 22:28 | 只看该作者
显得挺复杂

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地板
youku| | 2011-9-29 00:32 | 只看该作者
睡前珍藏!:victory:

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5
hartcomm|  楼主 | 2011-9-29 12:50 | 只看该作者
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。

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6
hanzhenwei| | 2011-9-29 22:00 | 只看该作者
“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

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7
shajue| | 2011-10-3 16:47 | 只看该作者
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?

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8
ssy250| | 2011-10-4 14:14 | 只看该作者
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~~~

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9
hartcomm|  楼主 | 2011-10-11 21:37 | 只看该作者
“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。

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10
hartcomm|  楼主 | 2011-10-11 21:38 | 只看该作者
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。

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11
hartcomm|  楼主 | 2011-10-11 21:41 | 只看该作者
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。

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12
hartcomm|  楼主 | 2011-10-11 21:48 | 只看该作者
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

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13
token| | 2011-12-9 23:59 | 只看该作者
这样的帖怎么没人顶?

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14
yunqian09| | 2011-12-10 00:09 | 只看该作者
好贴

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15
xmar| | 2011-12-13 16:25 | 只看该作者
把具体电路贴出来。更好。

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16
鸟鸟| | 2011-12-13 20:21 | 只看该作者
Good!

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17
赤铸| | 2011-12-14 03:17 | 只看该作者
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

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18
klchang| | 2011-12-14 09:14 | 只看该作者
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!

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19
token| | 2011-12-25 13:03 | 只看该作者
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。

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20
hartcomm|  楼主 | 2016-5-26 18:56 | 只看该作者
老帖 自顶一下

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