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２０年０８６月龙岩学院学报Ｊｎｕｅ２００８第２卷第３６期Ｊ０ＵＲＮ０ＮＧＡＬＯＦＬＹＡＮＵＮＩＥＲＳＴＶＩＹＶｏ１Ｎｏ３．２６．用于功能陶瓷ＩＶ特性测试的放大电路—吴树荣陈环王颖，刚，，傅（．１广州大学物理与电子工程学院广东广州５００；１０６２龙岩学院物理与机电工程学院．福建龙岩３４０）６００摘要：用由Ａ采Ｄ公司生产的Ａ６０和Ａ７】设计了微弱电流信号放大电路．Ｄ２Ｄ１并进行ＮＯ气ｉ敏元件的ＩＶ特性测量。

测量结果与Ｈ４４Ｂ皮安计的测量结果基本吻合．明该微弱信号检测—Ｐ１０说电路结构简单，定性好，确度高。

用于高电阻率功能陶瓷材料的电性能的测量，稳精可并且具有通过调整编程电阻很方便地改变测量量程的优点关键词：Ｄ２；Ｄ１；弱信号；—Ａ６０Ａ７１微ＩＶ曲线：气敏元件中图分类号：Ｎ２Ｔ７２文献标识码：Ａ文章编号：６３４２（０８０—０７０１７—６９２０）３０４—４微弱信号检测技术是一门新兴的技术学科。

是利用电子学、信息论和物理学的方法，分析噪声产生的原理和规律，研究被测信号的特点与相关性，检测被噪声背景淹没的微弱信号。

现代科学技术为和工农业生产提供了强有力的测试手段。

微弱信号检测仪器应用范围几乎遍及所有的科学领域．已成增益。

较快的转换速率．良的频率特性和建立时优间，各类放大器、冲器、波器中得到广泛运在缓滤用。

其输入失调电压为０１０３Ｖ、．～．ｍ失调电压温度漂移为２７Ｖ、输入噪声电压在０１１Ｈ～ｍ．～０ｚ时为２Ｖ、在１Ｈ１ｘＫＺ时为１ｎ／／，入噪声电流为８Ｖ、酉输００ｐ／／￣、入偏置电流为１～０Ａ动态响应．１ａｘ－输Ｈ５４Ｐ，为现代科技必备的常用仪器。

电子元器件材料性能的评价。

方法之一是测量器件的ＩＶ曲线。

例如在气敏元件性能的研制中。

—为了评估材料的特性。

判断材料是否为欧姆接触等，常测量器件的ＩＶ曲线，通—分析材料内部发生的物理过程。

ＮＯ气敏元件是一种Ｐ型功能陶瓷元ｉ时间为１，ｓ最小转换速率为１Ｖ【６／ｓ］Ｉ。

因此。

电路设计中采用Ａ７１为放大电路Ｄ１作的第一级。

主要功能是将传感器输出的微弱电流信号转换成电压信号。

作为电流电压转换器的典型其电路设计如图１所示。

图２为Ａ７１的８脚双列Ｄ１直插式封装及其引脚功能。

件，即在待测气体中。

电阻值随气体浓度增大而增大，室温下未掺杂的ＮＯ元件的电阻可以达到几在ｉ十甚至上百兆欧，电流在１－＿０ｇ的数量级。

—０１１－ｏＡＩＶ曲线的测量通常使用如Ｈ４４Ｂ皮安计等仪器。

Ｐ１０但这些仪器价格较昂贵，普通实验室难以配备。

本文设计一款采用ＡＤ公司生产的Ａ６０和Ａ７１Ｄ２Ｄ１的微弱信号放大电路．用于测量ＮＯ气敏元件的ｉＩＶ曲线，—并将结果与Ｈ４４Ｂ的测量结果相比较。

Ｐ１０１电路设计１１电流电压转换电路．１２放大电路．图１ＡＤ７１的典型运用电路１ＡＤ公司生产的Ａ７Ｄ１１是目前最优秀的通用电路的后级放大采用低价格、低功耗、精密高型运算放大器之一。

该器件具有较小的失调和噪声、功耗和温漂。

较高的输入阻抗、模抑制和开环共收稿日期：０７ｌ—０２０一２５度的仪器仪表用放大器Ａ６０Ｄ２。

由于其尺寸小、功耗低，特别适合于便捷式电池供电的场合ｆ２】。

作者简介：吴树荣（９２１８一）男，，福建漳州人，州大学在读硕士研究生，广主要研究方向：功能陶瓷与计算机辅助设计。

４７Ｒ＝＝４７Ｏ。

由吲定电阻Ｒ、可以调整Ｒ来Ｒ２．ＫＲ，ｇＯＦＳＴＮＬＦＥＵＬＮＣ调整放大的增益值，其关系式如（）１所示，需要注意的是避免每个放大器的饱和现象（大器最大输出放ＩＶＲＩＧＮＥＴＮＩＰＩＮＬＴｖＩＯＴＷｕＰＯＦ盯ＮＬＦ５ＵＬＮｅＨＥＨｏｅｖＣＩＰＴＮｕ—电压等于其工作电压￣Ｄ）ＶＣ。

Ｖ＝１２Ｒ）０（＋Ｒ／ｇＶＲ的选择可以由式（）ｇ２确定。

Ｒ＝９４／－）ｇ４．（１ＫＧ（）２（）１ｖｊ其增益为：＝ｄ＿２／ｇＩ４．￣／ｇＩＧＶＶ＝ＲＲ＋＝９４）Ｒ＋，因此ｍＫ图２Ａ７１８双列直插式封装及其引脚功能Ｄ１的脚图３为Ａ６０的内部结构原理图。

Ａ６０的Ｄ２Ｄ２单片结构和激光晶体调整，允许电路元件紧密匹配和跟踪，从而保证电路固有的高性能；同样Ａ６０Ｄ２采用绝对值的校准，用户仅用一个电阻就能对增益进行准确的设定。

Ａ１Ａ和２为超结构，成差分接下双极性输入方式，电路具备了较高的输入阻抗和使高精密性能。

输入三极管Ｑ和Ｑ１２提供了高精确度单差分对双极输入，通过Ｑ一１Ｒ１Ａ一１和Ｑ一２２Ａ一ｐＥＲＦＷＤＣＲ２回路的反馈电路使输人品体管Ｑ和Ｑ维持了１２固定的集电极电流，从而改进了外部增益设置电阻。

Ａ１Ａ，３似运放结构，Ａ消除所有的共，２Ａ类由３模信号，最大非线性失真为４ｐ最大失调电其０ｐｍ，压为５１最大失调漂移为０６Ｖｑ。

有低输入０Ｖ，ｘ．／具Ｃ一｛。

·偏置电流（最大值为１ｍＡ和低噪音，．）０同时Ａ６０Ｄ２的建立时间仅为１ｔ。

在低频使用时，５ｓｘ其噪声水平仅为０２￣ｐ，入阻抗可达１Ｇ，．８Ｖｐ输０共模抑制比可达１０ｂ很符合测量微弱信号的要求【４ｄ，。

１３电路设计原理．Ｖ图５Ａ６０的典型运用电路Ｄ２考虑到整个电路的失调电压和漂移与第一级放大电路有密切的关系，选择Ａ７１为电路的Ｄ１作前置端，主要作用是将电流信号放大并转换成电压信号。

Ｄ２为电路的后置放大，Ａ６０作因其电路构建简单，只需改变Ｒ的值即可调整放大增益，整个ｇ使电路在微电流测量中更加具有灵活性，从而提高了系统的实用性。

系统采用＿５电源供电，如图６＋Ｖ１。

前置放大－ｖ５Ａ７１Ｄ１的输出电压为ＶｌＩ·。

＝图３Ａ６０的内部结构原理图Ｄ２图４为Ａ６０的封装图，中１８脚之间要跨Ｄ２其、接电阻来调整放大倍数，、提供正负相等４７脚的工作电压。

由２３脚输人需要放大的电压，、６脚输出放大后的电压。

５脚为参考基准，果５脚接如地，么６脚的输出为与地之间的相对电压。

图５那是Ａ６０的典型应用电路。

Ｄ２图３中的Ｒ、：Ｒ为器件内部固定电阻，ｇ要Ｒ需在放大器的电阻使用范围内（Ｋ１Ｋ，Ｒ＝１Ｑ～０￣）且４８图６微弱电流信号放大电路该信号送到后置处理部分。

由于相对非常小，所分电压可以忽略．置增益倍数可以通过调节电后阻Ｒｇ的大小选择合适的档位，其增益倍数为：Ｇ：４．Ｋ／ｇ１９ｆＲ＋．所以该系统的输出电压为：ｏ＝４ｌＶｕｉ２扰。

别测试点与Ｈ４４Ｂ测试结果有偏差，些个Ｐ１０这偏差可以通过进一步改善电路制作：艺，蔽外界屏Ｖ＝Ｒ·Ｖ是一般仪器可以检测的大信号，。

Ｉ·Ｇ，最后可以得出ＩＶ关系：＝Ｖ（Ｇ）—Ｉ／Ｒ·。

信号等途径来解决。

因此，电路设计完全可以运该用于实验室。

进行高电阻率功能陶瓷材料的ＩＶ曲—２电路制作工艺线等电性能的测量。

４０Ｅ０８０＿０由于微弱信号极易受到外界的干扰，要精确稳定测量微弱信号，电路制作工艺也是一个关键的环节。

在实际电路设计时主要考虑以下几点：（）Ｄ１用于微弱电流／１Ａ７１电压变换器时，使应用保护技术。

制电路应尽量减小漏电流，防护印将环和输入的低阻抗点相连，印制电路板上的高阻接线不宜过长…（）Ｄ２２Ａ６０的增益是通过改变可变电阻Ｒ来实ｇ３５Ｅ０８０．０３０Ｅ０８０＿０２５ＥＯ８０．Ｏ≤２００８￣－０誊１０８５畦０１０Ｅ０８０＿０５０Ｅｏ９０＿０００Ｅ０００＋００Ｅ∞９０．现的，了使Ａ６０提供精确的增益，持增益的为Ｄ２保高稳定性，选用低温度系数０１１应．～％误差的电阻。

（）获得较高的共模抑制比（Ｍ，考端３要ＣＲ）参应连接于低阻抗点，因为Ａ６０的输出电压与参Ｄ２考端的电位有关。

能够通过简单地将参考端连接它到“局部地”来提高共模抑制比。

使两输入端的输并入电容与输入电阻差异为最小。

在大多数情况下。

输入信号以屏蔽电缆馈入，并提供专门驱动。

（）许多数据采集系统中，常有模拟地和４在通数字地的问题。

由于接地线和印刷电路板之间的电图７微弱放大电路和ＨＰ１Ｏ４４Ｂ对Ｎｉ气敏元件Ｏ的测量结果４结论采用ＡＤ公司生产的Ａ６０和Ａ７１计了Ｄ２Ｄ１设微弱信号放大电路，并用于测量ＮＯ气敏元件的ｉＩＶ曲线。

电路具有稳定性好精确度高等特点，—而且电路简单，价格低廉。

通过改变编程电阻№，可以很方便地改变测量量程。

电路同样也适用于其该流能产生１０Ｖ～０ｍ０ｍ４０Ｖ的误差，为了达到模拟与数字噪声的隔离，采用分立的接地回路，敏感应使点到系统接地之间流过电流最小。

而且这些接地回路必须将前后级放大器连接在一起，形成统一的基他检测微小电流信号的场合，电路设计具有较高本的实用性。

参考文献：准电位。

ｌ设计过程中，电路通过屏蔽线连接前后级放大【】宏杰．新一代通用型高速高阻运算放大器１孙Ａ７Ａ７３Ｊ．用无线电．９６６：—．Ｄ１－Ｄ１［实１］１９（）５２器和信号的输入输出，并且使用金属壳屏蔽外界干扰信号，同时尽量缩短电路板上的接线。

同一放大【】陈宪洲，赵晓玲，韩小．低功耗仪器用放大器２Ａ６０及其运用［］今日电子，９６８：１１０Ｄ２Ｊ．１９（）９，１．器的信号输入端地与信号输出端地不能接在一起，而应分开：级输出地与后级输入地相连。

这种连前【］３曹茂永，霞，王孙农亮．用放大器ＡＤ２仪６０及其运用【］电测与仪表，００１）４—２Ｊ．２０（０：９５．【］诗白，成英．拟电子技术（三版）Ｍ］北４童华模第【．京：高等教育出版社，０３４０４５２０：１—２．【］铁力，振海，继红，彦卿．传感器及其接５苏关孙孙口技术【．Ｍ】北京：中国石化出版社，９８２６２１１９：０—１．【］６曹军．器放大器Ａ６０性能及其运用［．仪Ｄ２Ｊ电子］器件，９７２（）６—６１９，０３：２６．［责任编辑：维敦］邱接方法可以防止信号通过地线形成反馈，引起信号的浮动。

３电路运用由该电路测量的ＮＯ气敏元件的ＩＶ曲线绘ｉ—于图７同时绘出采用Ｈ４４Ｂ皮安计的测试结果，Ｐ１０以便比较。

可以看出，该放大电路测量的结果和Ｈ４４Ｂ测试的结果基本吻合。

由于外界信号干Ｐ１０４９ＡｍｐｉｃｔｏＣｉｃｉｏｔｃｉｇＩｌｆａｉｎｒｕｔｆｒＤｅｅｔｎ—ＶｉＣｈａａｔｒｏｎｃｉｎａｒｍｉｓｒｃｅｆＦｕｔｏｌＣｅａｃＷＵｈｒｎＳｕ—ｏｇ，ＣＨＥＮｕｎ，ＷＡＮＧｎＨａＹｉｇ，ＦＧａｇＵｎＡｂｓｒｃ：ＡｎａｌｃｔｎｃｒｕｔｆｒｆｅｌｕｒｎｓｎｔａｔｍｐｉａｉｉｉｏｅｂｅｃｒｅｔｕｉｇＡＤ６０ａｄＡＤ７ａｅｎｄｓｇｅｉｈｓｉｆｏｃ２ｎ１１ｈｓｂｅｅｉｎｄｎｔｉｐｐｒ，ａｄｉｉｕｅｏｄｔｃｈ－ＶｈｒｃｅｆＮｉｇｓｓｎｏ．ＴｈａｕｅｎｅｕｔｆｔｅｃｒｕｔｆｔａｅｎｔｓｓｄｔｅｅｔｔｅＩｃａａｔｒｏＯａｅｓｒｅｍｅｓｒｍｅｔｒｓｌｓｏｈｉｃｉｉｗｅｌｗｉｈｅｕｔｂａｎｄｂｌｔｔｅｒｓｌｓｏｔｉｅｙＨＰ４４ＢＡＭＥＴｈ１０ＰＥＲ．Ｉｓｏｈｔｔｅｃｒｕｉｆａｕｅｉｌｔｕｔｒｔｈｗｓｔａｈｉｃｔｅｔｒｓｓｍｐｅｓｒｃｕｅ，ｈｇｉｈｓａｉｔｎｒｃｓｏｔｂｌｙａｄｐｅｉｉｎ．Ｉｃｎｂｓｄｔａｕｅｔｌｃｒｃｅｃｌｐｏｅｔｆｈｇｅｉｔｖｔｕｃｉｎｌｃ－ｉｔａｅｕｅｏｍｅｓｒｈｅｅｅｔｏｈｍｉａｒｐｒｙｏｉｈｒｓｓｉｉｆｎｔａｅｙｏｒｃ．ｙａｊｓｎｅｐｏｒｍｅｅｉａｃ，ｈａｇｆａｕｅｅｔａｅｅｓｙｃａｇｄａｓＢｄｕｔｇｔｒｇａｍｄｒｓｎｅｔｒｎｅｏｓｒｍｎｃｎｂａｉｈｎｅ．ｍｉｉｈｓｔｅｍｅｌＫｅｒｓ：ＡＤ６０；ＡＤ７１ｙｗｏｄ２ｌ；ｆｅｌｉｎａ；ａｐｉｃｔｏｉｃｉ；ＩＶｕｖｅｂｅｓｇｌｍｌａｉｎｃｒｕｔ－ｃｒｅ；ｇｓｓｎｏｉｆａｅｓｒ（上接第４６页）题及措施［．海第－＿业大学学报，０５３：０４．Ｊ上】７２２０（）４—３【］艳玲．下异形直纹面数控程序的编制［］林７郭上Ｊ．业机械与木工设备，０１３：７１．２０（）—８１【］５王华侨．数控线切割锥度加工与编程技术实例应用［］模具制造技术，０４８：８５．Ｊ＿２０（）５—９【］浩泉．切割机床加工上下异形零件的关键问６杨线［责任编辑：邱维敦］ＡｕｔｍａｉｏｒｍｍｉｎＷＥＤＭｆＵｐ－ＤｏｏｔｃＰｒｇａｎｇｉｏｗｎＡｂｎｏｍｉｙＰａｔｒｔｒＹＡＯＪａ－ｈｎｉｎｓｅｇＡｂｔａｔＭａｈｉｉｇｏｎｕ－ｄｗｎａｎｒｉｒｓａｄｆｃｌｐｏｌｍｎＮＣｌｎａｕｔｇｐｏｅｓｎ．ｓｒｃ：ｃｎｎｎａｐｏｂｏｍｔｐａｔｉｉｕｔｒｂｅｉｉｅｒｃｔｉｒｃｓｉｇｙｉｎＢａｅｎａｔｐｃｌｅａｐｅａｄｐｉｃｐｅｎｅｈｉａｒｃｓｒｐｒｓｍａｈｎｎｓｄｏｙｉａｘｍｌｎｒｎｉｌｓａｄｔｃｎｃｐｏｅｓｆａｃｉｉｇ，ｔｅｐｐｒｐｔｏｗａｄａｌｏｔｈａｅｕｓｆｒｒｍｅｈｄｂｐｌｉｇｔｅＭａｔｒｔｏｙａｐｙｎｈｓｅＣＡＭｏｔｒｏｄｓｇｎｕｏｔｒｇａｍｉｇ，ｔｒｕｈｗｈｉｈｔｅａｃｒｃｓｆｗａｅｔｅｉｎａｄａｔｍａｉｐｏｒｃｍｎｈｏｇｃｈｃｕａｙａｆｃｅｃｆｍａｈｉｉｇｕ—ｄｗｎａｎｒｔａｓｃｎｂｏｓｄｒｂｙｉｒｖｄｎｄｅｉｎｙｏｃｎｎｐｏｂｏｍｉｐｒａｅｃｎｉｅａｌｍｐｏｅ．ｉｙｔＫｅｒｓ：ｕ—ｄｗｎａｎｒｔａ；ＷＥＤＭ；ＭａｔｒＡＭ；ａｔｍａｉｒｇａｙｗｏｄｐｏｂｏｍｉｐｒｙｔｓｅＣｕｏｔｐｏｒｍｍｉｇｃｎ５０1。