专利名称：用于弱信号的前置放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及前置放大器，更具体地，涉及用于弱信号的前置放大器。
背景技术：
前置放大器广泛地应用于弱信号的预放大，例如对中子探测器输出信号的预放大。在放射性物质检测领域，使用中子探测器探测放射性物质发射出的中子射线，将其强度转换为相应的电信号并输出，以指示放射性物质的存在和放射性的大小。中子探测器的输出信号一般较弱，为了方便处理，需要使用前置放大器对其进行预放大。在进行预放大时，需要对中子探测器的输出信号施加高压偏置。由于输出信号的幅度比偏置电压的幅度小得多，其极易被偏置电压上的噪声淹没，从而无法获得精确的放大结果。另外，周围环境中温度和湿度的变化、电磁干扰以及震动都有可能使前置放大器
产生噪声。现有技术的前置放大器存在以下问题1、基线噪声大；2、环境适应能力差，特别是在高温高湿下容易产生噪声；3、抗干扰能力差，特别是抗电磁噪声和抗震动噪声的能力差；4、工艺水平达不到小型化的要求。因此，希望提供一种能够对弱信号进行精确放大、具有良好的环境适应能力和抗干扰能力，且结构紧凑的前置放大器。
发明内容
为解决上述的一个或多个问题提出本发明。根据本发明的一个方面，提供了一种前置放大器，包括电压滤波电路，对电压进行滤波以产生偏置电压；放大电路，对通过所述偏置电压偏置的输入信号进行放大以产生放大信号，其中所述电压滤波电路和所述放大电路集成在一块电路板上。该前置放大器可以用于中子探测器输出信号的放大。根据本发明的另一方面，所述前置放大器还包括信号放大电路，对所述放大信号进行进一步放大。优选地，所述信号放大电路集成在所述电路板上。根据本发明的又一方面，所述前置放大器还包括信号整形电路，对所述放大信号进行整形以产生整形信号；以及信号放大电路，对所述整形信号进行进一步放大。优选地，所述信号整形电路和所述信号放大电路集成在所述电路板上。优选地，所述前置放大器还包括信号输入接口，耦合到放大电路，用于接收所述输入信号；电压输入接口，耦合到电压滤波电路，用于接收所述电压；信号输出接口，耦合到放大电路，用于输出所述放大信号。所述信号输入接口、电压输入接口和信号输出接口集成在所述电路板上，并且是带屏蔽的耐高压接口。
优选地，所述放大电路是低噪声放大电路。优选地，所述电路板经过敷形涂覆工艺处理。优选地，所述电路板封装在包括上下壳体的外壳中。优选地，对所述电路板和所述外壳之间的连接线路执行敷形涂覆工艺处理。根据本发明的前置放大器将各个元件集成在一块电路板上，缩短了元件之间的距离，从而显著减小了偏置电压传输过程中引入的干扰，获得良好的抗噪声性能。同时，根据本发明的前置放大器的元件之间的位置相对固定，避免操作和运输过程中由于震动导致元件之间相互牵拉而造成的损坏，获得良好的抗震动性能。此外，根据本发明的前置放大器实现了器件的小型化，可以提高生产率、降低器件成本、减少运输和存储成本，并且使用起来更加方便。另外，根据本发明的前置放大器可以以一体的方式对整块电路板执行敷形涂覆工艺，并且优选地对电路板与封装电路板的外壳之间的连接执行敷形涂覆工艺处理，从而进一步提高其环境适应性能。
结合附图，根据对示例性实施例的以下说明，本发明的总体构思的上述和/或其他方面将变得显而易见并更易于理解，在附图中，类似的附图标记指代类似的组成部分。其中图1是示出了根据本发明一个实施例的前置放大器的电路示意图。图2是示出了根据本发明另一个实施例的前置放大器的电路示意图。图3是示出了根据本发明又一个实施例的前置放大器的电路示意图。
具体实施例方式下文的公开提供了许多不同的实施例或例子以实现本发明提供的技术方案。虽然下文中对特定例子的部件和设置进行了描述，但是，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。图1示出了根据本发明实施例的用于弱信号的前置放大器100的电路示意图。如图1所示，前置放大器100包括放大电路101、信号输入接口 102、电压输入接口 103、电压滤波电路104、信号输出接口 105。信号输入接口 102接收待放大的弱信号作为输入信号。电压输入接口 103接收高电压，经由电压滤波电路滤波之后，作为偏置电压施加到输入信号。放大电路101对偏置的输入信号进行放大，经由信号输出接口 105输出放大信号。放大电路101、信号输入接口 102、电压输入接口 103、电压滤波电路104、信号输出接口 105集成在一块电路板上。优选地，放大电路101是低噪声放大电路，其使用低噪声运算放大器和低噪声外围元器件，以实现高增益和高信噪比。优选地，信号输入接口 102、电压输入接口 103和信号输出接口 105是带屏蔽的耐高压接口，以有效地屏蔽电磁干扰和提供良好的耐高压性能。优选地，对设置有前置放大器100的电路板执行敷形涂覆工艺。优选地，将设置有前置放大器100的电路板封装在包括上下壳体的外壳中，使其与相关的接插件有良好的电接触性能和电磁屏蔽效果。其中，所述电路板固定在下壳体上， 并且被上壳体覆盖。所述电路板经由适当的连接线路与外壳上的接口相连，从而提供经由外壳上的接口对电路板的输入输出操作。优选地，对所述电路板和外壳之间的连接线路执行敷形涂覆工艺处理。根据本发明实施例的前置放大器100将放大电路101、信号输入接口 102、电压输入接口 103、电压滤波电路104、信号输出接口 105集成在一块电路板上，缩短了元件之间的距离，从而显著减小了偏置电压传输过程中所引入的干扰，获得良好的抗噪声性能。同时，根据本发明实施例的前置放大器通过将各元件集成在一块电路板上，使得它们之间的位置相对固定，避免操作和运输过程中由于震动导致元件之间相互牵拉而造成的损坏，获得良好的抗震动性能。此外，根据本发明实施例的前置放大器通过将各元件集成在一块电路板上，实现了器件的小型化，可以提高生产率、降低器件成本、减少运输和存储成本，并且使用起来更加方便。另外，根据本发明实施例的前置放大器通过将各元件集成在一块电路板上，可以以一体的方式对整块电路板执行敷形涂覆工艺，进一步提高其环境适应性能。图2示出了根据本发明另一实施例的前置放大器200的电路示意图。如图2所示，前置放大器200包括放大电路201、信号输入接口 202、电压输入接口 203、电压滤波电路204、信号输出接口 205、信号放大电路206。信号输入接口 202接收待放大的弱信号作为输入信号。电压输入接口 203接收高电压，经由电压滤波电路滤波之后，作为偏置电压施加到输入信号。放大电路201对偏置的输入信号进行放大。信号放大电路206对放大电路201的输出进行进一步放大，然后经由信号输出接口 205输出进一步放大的信号。放大电路201、信号输入接口 202、电压输入接口 203、电压滤波电路204、信号输出接口 205、信号放大电路206集成在一块电路板上。图2所示的前置放大器200在图1的前置放大器100的基础上增加了信号放大电路206，对放大电路201的输出进一步放大，以增大输入信号的幅度，并提供更好的电气隔离。优选地，信号放大电路206与其他元件一起集成在电路板上。图3示出了根据本发明另一实施例的前置放大器300的电路示意图。如图3所示，前置放大器300包括放大电路301、信号输入接口 302、电压输入接口 303、电压滤波电路304、信号输出接口 305、信号放大电路306、信号整形电路307。信号输入接口 302接收待放大的弱信号作为输入信号。电压输入接口 303接收高电压，经由电压滤波电路滤波之后，作为偏置电压施加到输入信号。放大电路301对偏置的输入信号进行放大。信号整形电路307对放大电路301的输出进行整形以产生整形信号。 信号放大电路306对整形信号进行进一步放大，然后经由信号输出接口 205输出进一步放大的信号。放大电路301、信号输入接口 302、电压输入接口 303、电压滤波电路304、信号输出接口 305、信号放大电路306和信号整形电路307集成在一块电路板上。图3所示的前置放大器300在图2的前置放大器200的基础上增加了信号整形电路307，从而改善信号波形，减少失真。优选地，信号整形电路307与其他元件一起集成在电路板上。
5
本发明的前置放大器适用于放大中子探测器的探测器信号，其中将探测器信号作为输入信号输入前置放大器。但是本领域技术人员可以理解，本发明的前置放大器也适用于其他弱信号的放大。上面的描述仅用于说明本发明的实施方式，而并非要限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理的任何修改或局部替换，均应落入本发明的范围之内。
权利要求
1.一种前置放大器，包括电压滤波电路，对电压进行滤波以产生偏置电压；放大电路，对通过所述偏置电压偏置的输入信号进行放大以产生放大信号，其中 所述电压滤波电路和所述放大电路集成在一块电路板上。
2.根据权利要求1所述的前置放大器，还包括 信号放大电路，对所述放大信号进行进一步放大。
3.根据权利要求2所述的前置放大器，其中所述信号放大电路集成在所述电路板上。
4.根据权利要求1所述的前置放大器，还包括信号整形电路，对所述放大信号进行整形以产生整形信号；以及信号放大电路，对所述整形信号进行进一步放大。
5.根据权利要求4所述的前置放大器，其中所述信号整形电路和所述信号放大电路集成在所述电路板上。
6.根据权利要求1所述的前置放大器，还包括信号输入接口，耦合到放大电路，用于接收所述输入信号； 电压输入接口，耦合到电压滤波电路，用于接收所述电压； 信号输出接口，耦合到放大电路，用于输出所述放大信号。
7.根据权利要求6所述的前置放大器，其中所述信号输入接口、所述电压输入接口、所述信号输出接口集成在所述电路板上。
8.根据权利要求7所述的前置放大器，其中所述信号输入接口、所述电压输入接口和所述信号输出接口是带屏蔽的耐高压接口。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的前置放大器，其中所述放大电路是低噪声放大电路。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的前置放大器，其中所述电路板经过敷形涂覆工艺处理。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的前置放大器，用于放大中子探测器的输出信号。
12.根据权利要求1-8中任一项所述的前置放大器，其中所述电路板封装在包括上下壳体的外壳中。
13.根据权利要求12所述的前置放大器，其中对所述电路板和所述外壳之间的连接线路执行敷形涂覆工艺处理。
全文摘要
本发明提供了一种用于弱信号的前置放大器，包括电压滤波电路，对电压进行滤波以产生偏置电压；放大电路，对通过所述偏置电压偏置的输入信号进行放大以产生放大信号，其中所述电压滤波电路和所述放大电路集成在一块电路板上。该前置放大器可以用于中子探测器输出信号的放大。
文档编号H03F1/26GK102545789SQ20101062082
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者包云肽, 彭华, 李元景, 李悦, 杨小辉, 林津, 王珍华, 苗高峰, 蒲中奇, 薛昕, 钟庆霞 申请人:同方威视技术股份有限公司