摘要：为了适配闪烁体与硅光电倍增器(Silicon Photomultiplier,SiPM)耦合探测器的不同应用场景,设计了基于OPA855芯片的跨阻放大器(Transimpedance Amplifier,TIA)和电压反馈放大器(Voltage Feedback Amplifier,VFB)。理论设计上考虑了两类前置放大器的带宽和噪声问题,采用PSpice for TI软件仿真验证其可行性,并通过阶跃响应和噪声测量验证其性能参数。在室温条件下,采用SiPM耦合掺铈钆铝镓石榴石(Cerium-doped Gadolinium Aluminum Gallium Garnet,GAGG(Ce))探头对^(241)Am源进行系统测量。结果表明:跨阻放大器的带宽为101 MHz,低于电压反馈放大器的381 MHz,但其基线噪声σ_(noise)≈448.32μV优于电压反馈放大器的σ_(noise)≈680.96μV;电压反馈放大器和跨阻放大器分别满足GAGG(Ce)探头快输出脉冲上升沿时间(2 ns)和标准输出脉冲上升沿时间(20 ns)的带宽设计需求。两类前置放大器均可满足不同场景下对高带宽和低输入噪声的需求,并与SiPM不同的输出模式相匹配。受限于电路的固有噪声和SiPM的输入电容,设计的跨阻放大器适合于能量测量和小面积SiPM应用,而电压反馈放大器更适合时间测量和大面积SiPM阵列。

摘要：金属氧化物薄膜晶体管(MO-TFT)可以用来实现检测心率信号的柔性可穿戴系统,但MO-TFT缺少高性能互补器件,导致实现的前置放大器增益较小,而且MO-TFT器件的性能较差,给后级模块的设计带来了困难。为提升前置放大器的增益,降低后级电路对器件性能的要求,该文提出了一种共源共栅电容自举结构前置放大器。该前置放大器主要由外部耦合偏置模块和核心放大器模块构成;核心放大器模块使用稳定性好、输出电压摆幅大和功耗低的电容自举技术,并结合了共源共栅结构,以提升电路的整体增益;外部耦合偏置模块使用功耗较低、输入阻抗较大和工作点设置简单的交流耦合外部偏置结构,以满足心率信号检测前置放大器的带通要求。采用10μm IZO-TFT工艺对所提出的前置放大器进行设计和流片测试,结果表明:在20 V电源电压条件下,该放大器的增益为35 dB,带宽为2 Hz~2 kHz,噪声均方根值为118.2μV,功耗为0.1 mW,实现的前置放大器满足心率信号检测要求;与现有的MO-TFT心率信号检测前置放大器相比,所设计的前置放大器增益提升了约10 dB,降低了后级模块对器件性能的要求,有利于实现模拟信号的数字化,保持信号的完整性。

摘要：提出了基于耗尽型InAlAs InGaAsHEMT器件的光纤通信接收机中的单电源跨阻前置放大器电路 ,并给出了设计方法与实验结果 .该前置放大器采用单电源供电 ,单端输入 ,双端差动输出 ,由两级源级跟随器 ,一级输出级以及一个反馈电阻组成 .当前置放大器工作在 2 .5Gbit s时 ,跨阻可达 62 .5dBΩ .采用 + 5V电源供电 ,功耗为 2

摘要：基于0.18μm RF CMOS工艺设计一种应用于无源光网络光接收机的无电感型2.5 Gbit/s前置放大器。该前置放大器主要包括跨阻放大器、单端转差分运算放大器和输出级电路。跨阻放大器基于3级推挽反相器结构,具有高增益和低噪声的特点,提高前置放大器的灵敏度;分析零点补偿原理,设计位于反馈环路之中的虚零点,提高跨阻放大器的工作速率,增加稳定性。提出一种新的具有自适应功能的自动增益控制技术,使得跨阻放大器在不同光输入功率下保持带宽不变,环路稳定,具有宽动态范围特性。研究结果表明:在误码率为10-10,传输速率为2.5 Gbit/s时,该前置放大器的接收光灵敏度高达-29 d B·m,输入最大光功率为2 d B·m,动态范围达31 d B·m;在1.8 V的电源电压下,芯片功耗为30 m W,芯片总面积为1×0.7 mm2。

摘要：光纤通信在大数据时代得到广泛的应用,其速度快、带宽大、可靠性高的特点满足了对长距离、大容量信息传输的要求。前置放大器作为光接收器的前端,其性能高低直接影响到整个光接收系统的工作性能。基于SMIC 0.13μm CMOS工艺,设计完成了一款5 Gbps光接收前置放大器。首先,整体差分式结构可以消除共模噪声的干扰,降低放大器的等效输入噪声。其次,采用共源共栅的输入结构具有低输入阻抗的特点,能有效抑制光电管大电容带来的不利影响。最后,输出级采用电流模逻辑结构,解决了输出增益与带宽之间的矛盾。仿真结果表明,放大器增益达到62 d BΩ,带宽4.7 GHz;等效输入噪声30.1 p A/Hz,眼图迹线清晰,张开度较大,能够满足5 Gbps平衡光探测器通信要求。

摘要：基于扫描隧道显微镜的新型纳米阻抗显微镜(STM-NIM)能够测量材料表面的纳米微区阻抗性质并具有分辨率高的突出优点,但传统STM前置放大器的频率带宽不能满足STM-NIM测量模式的要求,因而需要设计新型前置放大器。STM-NIM前置放大器必须在噪声和频率带宽两方面同时具有非常优良的性能。本文利用STM及NIM信号的特点,通过将信号一分为二并对电路进行优化,研制出了满足STM-NIM测量要求的新型前置放大器。测试表明,该前置放大器能同时用于NIM阻抗测量和STM形貌扫描;其NIM信号的频率带宽达到300 kHz;其STM信号的噪声约为0．8 mV,能满足原子级分辨成像的要求。

摘要：设计并实现了用于光纤用户网和千兆以太网光接收机的CMOS前置放大器 .电路采用共栅结构取代常用的共源结构 ,大大降低了输入电阻 ,使得光检测器的寄生电容只影响非主极点 ,从而获得宽带 .提出了一种优于电阻反馈的有源反馈 ,可获得比普通共栅结构更宽的带宽 .测试结果表明 ,在输入 80 5 μA的光电流时 ,电路的单端输出电压摆幅大于 64mV(峰 峰值 ) ,均方根抖动在 36ps以下 ,可稳定工作在 1 2 5Gbit/s的速率上 .

摘要：采用华润上华的0.6μm标准CMOS工艺设计了一种应用于光纤通信系统STM-1速率级别的自动增益控制(AGC)跨阻前置放大器.为了扩展输入动态范围,采用自动增益控制技术监控输入电流中与电流幅度成正比的直流分量的变化.当输入信号过大时,降低电路的跨阻增益,从而避免输出波形出现严重失真.通过分析电路中几个主要元件对等效输入噪声电流的贡献,给出了噪声性能优化的方法.测试结果表明,在5V电源电压下,小信号时电路差分跨阻增益达到91.7dBΩ(38.5kΩ),-3dB带宽125MHz,最大输入光功率0dBm,平均等效输入噪声电流谱密度为4.8pA/Hz^(1/2).功耗为180mW.芯片面积为0.7×0.4mm^2.

摘要：研究分析了运用噪声系数ＮＦ及噪声模型Ｅｎ－Ｉｎ测量放大器噪声参数的问题，并阐述了具体方法的实现。通过对不同情况下放大器的低噪声设计，证明了此种方法的适用性与可靠性。

摘要：EH4系统的前置放大器接口在实际操作中容易出现故障,而且前置放大器不具备自检功能,给故障排除带来了很大的困难,为此以PIC16C57单片机和LM339电压比较器为核心设计了前置放大器的检测电路,通过软硬件的配合来实现实时操作时出现的故障排除,利用广泛应用的USB接口与前置放大器相连接可以方便地使用该检测系统。实践证明该系统可以及时、方便地检测出各个接口的状态,同时具有体积小、便于携带,运行速度快等特点。