输出端（c)相连，同时接入可调电阻（Rraf)的一端，集 成运放（AOP 1)输入端正极与可调电阻（Rraf)的另一端（d)相连；其中，第一固定电阻（Ria) 的另一端连接于第二固定电容（C 2)与电感（L1)的公共端，该公共端为前置恒定输出电压电 路的输出电压端（Va)。
[0032] 其中，可调电阻（Rraf)的数值决定了整个直流电源电路的电流输出值1_。
[0033] 根据集成运放计算，节点b的相应对地电压Vb可以表示为：
[0034]
[0035] 其中Vd为可调电阻（Rraf)右端⑷节点的对地电压。
[0036] 可调电阻Rraf左端（c)节点对地电压V。可以表示为：
[0037]
[0038] 如果四个电阻Ria = Rm = R3a = R4a = Rna,则流过可调电阻（Rraf)的输出电流Iqut 可表不为：
[0039]
[0040] 因此，我们可以得出Ii3ut的数值由Va和可调电阻（Rraf)的大小决定，而集成运放 AOP2电压饱和（Va = 15V)，则起参考作用的可调电阻（Rraf)为IkQ时，Iqut最大值为7. 5mA。
[0041] 但是，在实际应用中考虑到四个固定电阻不能完全相等，相互之间满足相应的关 系式为：R 1A = δ XR2A，R3a = ( S + ε )XR4a，则直流电源系统输出电阻Zs表示为：
[0042]
[0043] 假设其中δ~1，ε~0.0003, Rref = IkQ，集成运放放大系数AD = 106,则 ZS ~3Μ Ω。
[0044] 另外，直流电源系统的电流噪声功率谱密度表示为：
[0045]
[0046] 其中，Rna(N = 1，2,3,4)为四个固定电阻的阻值，集成运放选取型号为AD743， 其电压噪声功率谱密度分别为^aqpi和^a0p2，从AD743的技术手册，可以得到集成运放在 30Hz~IOkHz频率范围内电阻热噪声的功率谱密度为8.4X10 lsV2/Hz，其低频Ι/f噪声 的截止频率为30Hz。在IHz处，Ι/f噪声的电压功率谱密度为7. 5 X 10 16V2Ak。根据公式
直流电源电路在IHz处的Ι/f噪声功率谱密度等于 两个集成运放在IHz处的Ι/f噪声功率谱密度之和除以艮丨
在30Hz~IOkHz频率范围内，如果Rna = 465Ω，直流电源系统的热噪声功率谱密度为 匕=4」X丨(T23A2^za如果直流电源系统在上述以外的频率范围内工作，应该先进行集成 运放AD743的工作手册的查询，确定其噪声水平，再利用上式进行相对应频率的噪声水平 的计算。
[0047] 采用上述电路图进行的低噪声直流电源电路，在起参考作用的可调电阻（Rraf)= IkQ的条件下，最大输出电流可达7mA，输出电阻可达3ΜΩ。热噪声功率谱密度为工作频 率较宽范围为〇. OlHz~10kHz，其内部电子热噪声功率谱密度为
在 IHz时，直流电源系统Ι/f噪声功率谱密度为：
[0048] 综上所述，本发明公开了一种用于微弱信号检测的直流电源电路，包括一个前置 恒定输出电压电路，一个对称电路，一个可调电阻，前置输出恒定电压电路由凌力尔特低功 耗DC/DC电压开关转换器LT3470、两个可变电阻R1和R2、四个固定电容和一个电感构成，对 称电路由两个放大器、四个固定电阻构成，可调电阻R raf的变化，实现了整个电路的输出电 流的调节。本发明实现了微小直流电流在低噪声、宽频率带宽范围内的调节，通过调节 可调电阻，实现与被测元器件的匹配。
[0049] 本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以 实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘 述。
[0050] 以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实 施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示 的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等 效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据 本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明 技术方案保护的范围内。
【主权项】
1. 一种用于微弱信号检测的直流电源电路，其特征在于，包括： 前置恒定输出电压电路、对称电路、可调电阻； 所述前置恒定输出电压电路包括， 控制电压源恒定输出电压的凌力尔特DC/DC电压开关转换器LT3470,其输入电压端 (Vin)与第一固定电容（C1)的一端连接并接入可调电压源（Ve)，第一固定电容（C1)另一端 接入LT3470的接地端（GND)，构成对LT3470输入电压端（Vin)恒定电压输入；第二固定电 容（C2) -端与接地端（GND)相连，另一端与电感（L1)串联接入LT3470的内在功率选择端 (SW)且与第三固定电容（C3)的一端相连，第三固定电容（C3)另一端接入LT3470的驱动电 压端（BOOST);可变电阻（R1) -端接入电感（L1)和第二固定电容（C2)中间的一节点，另一 端与第四固定电容（C4)相连并接入LT3470的内部供电电流端（BIAS);可变电阻（R2)的两 端与第四固定电容（C4)两端相连，分别接入LT3470的内部供电电流端（BIAS)和开关频率 控制端（FB); 所述对称电路包括， 第一固定电阻（Ria)的一端与第二固定电阻（R2a) -端相连，共同接入集成运放（AOP1) 输入端负极，集成运放（AOP1)输出端（b)与第二固定电阻（R2a)另一端连接，共同接入第三 固定电阻（R3a)的一端，第三固定电阻（R3a)的另一端与第四固定电阻（R4a)的一端相连，共 同接入集成运放（AOP2)输入端正极，第四固定电阻（R4a)的另一端接地；集成运放（AOP2)输 入端负极与其输出端（c)相连，同时接入可调电阻（Rraf)的一端，集成运放（AOP1)输入端正 极与可调电阻（Rraf)的另一端（d)相连； 其中，所述第一固定电阻（Ria)的另一端连接于所述第二固定电容（C2)与电感（L1)的 公共端，所述公共端为所述前置恒定输出电压电路的输出电压端（Va)。2. 如权利要求1所述的直流电源电路，其特征在于，所述前置恒定输出电压电路的输 出电压Va表示为：其中，所述输出电SVa的取值范围为1.25V~16V。3. 如权利要求1所述的直流电源电路，其特征在于，所述前置恒定输出电压电路的输 出电压Va表示为： 集成运放（AOP1)输出端（b)的对地电压Vb表示为：
【专利摘要】本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种用于微弱信号检测的直流电源电路，包括一个前置恒定输出电压电路，一个对称电路，一个可调电阻，前置输出恒定电压电路由凌力尔特低功耗DC/DC电压开关转换器LT3470、两个可变电阻R1和R2、四个固定电容和一个电感构成，对称电路由两个放大器、四个固定电阻构成，可调电阻Rref的变化，实现了整个电路的输出电流IOUT的调节。本发明实现了微小直流电流在低噪声、宽频率带宽范围内的调节，通过调节可调电阻，实现与被测元器件的匹配。
【IPC分类】H02M3/155
【公开号】CN105048803
【申请号】CN201410611922
【发明人】关淼淼
【申请人】长沙绿智电子科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年11月4日