一种低功耗微弱信号放大电路的优化设计与研究.pdfVIP

维普资讯 第31卷 第4期 电 子 器 件 Vo1．31 No．4 2008年 8月 ChineseJournaIOfElectronDevices Aug．2008 OptimalDesignandResem~hofSmallSignalAmplifierwithLow PowerConsumption jlDa—xiong ’¨，CHEN Xiao-zhen。，LIUJian ，FENGXi—sheng r1．StateKeyLaboratoryofRobotics，ShenyangInstituteofAutomationChineseAcademyofScience，Shenyang110016，China； l2．DeptofElectronicScience，NJU，Na ing210093，Ghina； l3．GraduateSchooloftheChineseAcadmeyofSciences，Beijing100049，China Abstract：Fortheproblemsofthesmallsignalwhichtravelsfrom thedistanceandthelimitedpowerofa— cousticreceiverunderwater．akindofdesignforacousticgeneralamplifierispresentedwithlOW power consumption，highgainamplificationandlow sensitivitytotheerrorsofpassiveelements．Theelectro-cir— cuitsystem ismadeupofpreamplifierandband-passfilterwhichcomprisesfouroperationalamplifiersin seriesinsteadofRC low-passnet．Thisdesignisappliedtopossesscapabilitiesthatthehighgainamplifi— cationofsmallsignalandpre-whiteningprocessofseanoisebackground．Thecomputationofpolesofthe transferfunctionshowsthatthedesignedamplifierisstable．Seatestprovesthatthesystem hasmeritsof highprecision，goodadaptability，stableperformanceandlOW powerconsumption． Keywords：highgain；pre-whitening；preamplifier；stability；lOW powerconsumption EEAGC：7220 一 种低功耗微弱信号放大电路的优化设计与研究 冀大雄 。 ，陈孝桢 ，刘 健 ，封锡盛 r1．中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，沈阳 110016； I2．南京大学电子科学与工程系，南京210093； f3．中国科学院研究生院，北京 100049 摘 要 ：针对远距离声源发射的水声信号微弱、水声接收设备电源能量有限的特点，提出一种功耗小、对无源元件误差灵敏度 低、高增益放大的微弱水声信号通用放大电路。系统采用场效应管共源单调谐放大器为前置放大级，由四级级联低功耗运放构 成带通滤波放大电路，省去传统的R、C低通网络，实现了对微弱水声信号的高增益放大和海洋背景噪声的归一化处理。通过计 算电路网络传递函数极点证明了电路系统的稳定性。海上使用表明系统具有精度高、适应性强、电路稳定性好、功耗小等优点。 关键词 ：高增益；预白化；前置放大；稳定；低功耗 中图分类号：TB52．4 文献标识码 ：A 文章编号：1005-9490(2008)04-1303-04 对于由电池供 电的水下声学设备，要求 电路功 时常把运放假设为理想运放而不考