适用于深海噪声数据采集的低噪前置放大器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于深海噪声数据采集的低噪前置放大器，包括运算放大器N1、JFET管、运放偏置、反馈网络，所述运算放大器N1的正向输入端连接运放偏置，所述运算放大器N1的反向输入端连接依次连接JFET管和反馈网络到运算放大器N1的输出端。本实用新型的有益效果是：本方案的前置放大器主体电路仍然保留运算放大器电路的简洁、低功耗等优点，同时避开因运放的广泛性带来的性能上的妥协，使噪声性能不能达到极致这一不利因素，通过低噪声JFET管作为运算放大器输入端的一个缓冲放大，将运算放大器的输出反馈回输入端，利用运算放大器的无限大开环增益，引入负反馈后将晶体管的一致性差异自动补偿，达到降低噪声的目的。
【专利说明】适用于深海噪声数据采集的低噪前置放大器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种低噪前置放大器，更具体说，它涉及一种适用于深海噪声数据采集的低噪前置放大器。
【背景技术】
[0002]压电陶瓷片构成的水听器具有输出阻抗高、信号微弱等特点，其阻抗呈现容性特征，等效输出阻抗随着工作频率降低而提高。因而与水听器接口的前置放大器需要完成两个功能——阻抗转换和低噪声微弱信号放大。
[0003]当前业内包括我所各项装备大多数水听器前置放大器电路由低噪声运算放大器构成，因其结构小巧、低功耗、调试简单等优点，广泛应用于各种水声工程和产品中。然而在某些海洋环境监测等领域的仪器开发中，随着频率降低和频带扩展，特别是单个水听器应用的场合，得不到空间增益加权，单通道信噪比直接决定了整个设备的信噪比，这就要求水听器前置放大器具有更低的噪声性能，由运算放大器构成的前置放大器其噪声已经不能满足这一类需求。
[0004]目前为止，国外各主要芯片厂商上市产品中噪声性能指标最好的几款低噪声运算放大器型号，其组成的前置放大器与水听器阻抗匹配以后，在IOHz?20kHz频率范围内的宽带噪声指标均远远大于I U Vrms0
[0005]而多个海洋环境监测课题的指标论证表明，前置放大器在IOHz?20kHz频率范围内特别是深海环境下的宽带噪声指标小于I U Vrms才能满足使用需求。
[0006]为了使通常的运算放大器具有广泛的应用性，芯片厂商需要将一定程度上标准化的电路集成，因此，使用运算放大器时，在性能上必然会有一定的妥协，所以噪声性能也不能达到极致，因而即使上述这些市场上最低噪声的运算放大器，其噪声性能指标仍然比低噪声晶体管的噪声大得多，设计更低噪声的前置放大器仍然首先考虑低噪声晶体管来构成分立放大器电路。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理，电路简洁，功耗低，噪声低的适用于深海噪声数据采集的低噪前置放大器。
[0008]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。这种适用于深海噪声数据采集的低噪前置放大器，包括运算放大器N1、JFET管、运放偏置、反馈网络，所述运算放大器NI的正向输入端连接运放偏置，所述运算放大器NI的反向输入端连接依次连接JFET管和反馈网络到运算放大器NI的输出端。
[0009]作为优选:所述JFET管还连接有JFET偏置。
[0010]本实用新型的有益效果是:本方案的前置放大器主体电路仍然保留运算放大器电路的简洁、低功耗等优点，同时避开因运放的广泛性带来的性能上的妥协，使噪声性能不能达到极致这一不利因素，通过低噪声JFET管作为运算放大器输入端的一个缓冲放大，将运算放大器的输出反馈回输入端，利用运算放大器的无限大开环增益，引入负反馈后将晶体管的一致性差异自动补偿，达到降低噪声的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为低噪声前置放大器电路框图；
[0012]图2为幅频特性测量结果图；
[0013]图3为噪声测量系统框图；
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。虽然本实用新型将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本实用新型限制在所述实施例中。相反，本实用新型将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本实用新型的范围内的替换物、改进型和等同物。
[0015]主器件NI构成主体放大电路，与传统的运放前置放大器电路类似。低噪声JFET管及其偏置电路构成运放反相输入端的缓冲放大环节，利用JFET管的低噪声优势，对输入信号预先作一级低噪声缓冲放大，可以大大降低运算放大器NI输入端噪声对电路整体噪声的影响，电路噪声基本取决于JFET的噪声性能。
[0016]NI本身具有很大的开环增益，引入JFET缓冲放大环节以后，进一步增加了电路的开环增益，使电路性能更加接近于理想运算放大器。通过引入深度负反馈，电路增益由反馈网络的比例决定，而JFET工作点的温度稳定性通过负反馈实现。
[0017]实际电路在输入阻抗20MQ、水听器等效电容6200pF时，IOHz~20kHz频带内幅频特性测量结果如图2所示。在频率20Hz~20kHz范围内，低频20Hz存在_3dB以内的衰减，中频段幅频特性趋于平坦。
[0018]当水听器等效电容6200pF时测得噪声结果如表1所示，噪声测量系统框图如图3所示。
[0019]表1前置放大器输入等效噪声测量结果
[0020]
【权利要求】
1.一种适用于深海噪声数据采集的低噪前置放大器，其特征在于:包括运算放大器N1、JFET管、运放偏置和反馈网络，所述运算放大器NI的正向输入端连接运放偏置，所述运算放大器NI的反向输入端连接依次连接JFET管和反馈网络到运算放大器NI的输出端。
2.根据权利要求1所述的适用于深海噪声数据采集的低噪前置放大器，其特征在于:所述JFET管还连接有JFET偏置。
【文档编号】H03F1/26GK203563005SQ201320627275
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】施彤云 申请人:中国船舶重工集团公司第七一五研究所