| （低噪声红外热释电前置放大电路的设计 80页 35258字 包括开题报告 文献综述 任务书 外文翻译 程序 电路图 答辩记录等） 摘要 热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的传感器。它能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出。近年来，伴随着集成电路技术的飞速发展，以及对该传感器的特性的深入研究，相关的专用集成电路处理技术也迅速增长。但其读出电路的发展却滞后，如何降低电路噪声是读出电路研究的热点之一。 为了有效读出热释电探测器的热响应信号,需要利用前置放大器进行阻抗变换或者信号放大以及预处理,以便满足后续信号处理的要求。 本文以热释电探测器的前置放大电路为例, 主要根据最佳源电阻匹配的原则选择低噪声晶体管，作为前置放大器，以得到最大的输出信噪比。低噪声放大器除了放大自身噪声外，还需要电阻、电容的噪声也很低。因此，还应选择优质的电阻、电容等元器件以减少固有的热噪声。另外还需要考虑耦合网络、反馈电路和偏置电路的噪声影响，选择合适的耦合网络、反馈电路和偏置电路，尽可能地实现探测器与前置放大器之间的噪声匹配。此外，还需适地调试电路，选择前置放大器的工作点，采用屏蔽和接地等防干扰措施以达到低噪声高信噪比的最终目的。 通过这次毕业设计，使我对光电器件的原理，结构，工作状态的转换有了深刻的了解。同时也加强了对电子电工学、红外辐射理论和光电探测技术知识的掌握以及对元器件的特性参数有了了解。 关键字：红外探测器；热释电；低噪声；信噪比；前置放大器 Low-noise infrared pyroelectric preamp circuit design Abstract : Pyroelectric infrared sensor is a great application potential of the sensor. Or it can detect the infrared emission of certain animals and converted into electrical signals output. In recent years, accompanied by the rapid development of integrated circuit technology, as well as the characteristics of the sensor in-depth study, the relevant application-specific integrated circuit processing technology is also growing rapidly.But its reading circuit development actually lags, how to reduce the noise of the circuit becomes one of hot spots in the reading circuit studies. To read out the thermal responses from the pyroelectric detectors effectively and meet the needs of signal processing, preamplifiers must be used for the impedance conversion amplification and preconditioning of the signals. In this paper, common preamplifiers were introduced. To obtain the biggest output signal of the noise ration, we choose the low noise tube as the pre-amplifier according to best source resistance match principle. Low noise amplifier can amplify own noise, but its resistance and electric capacity noise should be low. so choosing high quality of resistance and electric capacity is important to reduce the inherent thermal noise.Beside,we need to consider the influence of the coupling network, the feedback circuit and the bias electric circuit noise, and elect them to match the noise between the detector and the pre-amplifier. it is also need to adjust the electric circuit. Choose the pre-amplifier operating point, use the shield and the earth, etc against the jamming to achieve the goal of low noise and high signal. This graduation project enables me to have a deep understanding of the photoelectric apparatus principle, the structure, the operating state transformation. At the same time, it also strengthens the knowledge on electronic engineering, the infrared radiation theory and photoelectric detection technical. This project makes me have a further understanding of the usage of each kind of electronic device. Keywords : Infrared Detectors； Pyroelectric； Low Noise； Signal-to-noise Ratio；Preamplifier Classification: TN722 目次 摘要 I 目次 III 1 引言 1 2 热释电红外探测器 2 2.1 热释电效应 2 2.2 探测器的前置放大电路 4 2.3 低噪声前置放大器 5 3 噪声分析 7 3.2 噪声系数 9 3.3 最佳源电阻 10 3.4 阻抗匹配 11 3.5 低噪声放大管的选择原则 14 3.6 等效噪声带宽 14 4 偏置电路的噪声影响及低噪声条件 16 5 场效应管放大器 18 5.1 场效应管的性能特征 18 5.2场效应管放大电路 25 6 RC 有源滤波器 27 6.1 一阶低通滤波器 27 6.2 二阶低通滤波器 28 7 热释电探测器阻抗变换与前放的设计 30 7.1 电路设计 30 7.2 阻抗变换 30 7.3 电荷放大器 30 7.4 结论 31 结束语 33 参考文献 34 作者简介 35 学位论文数据集示例 36 1 引言 1956年贝尔实验室Chynoweth用动态法研究BaTiO3热释电效应。为实用红外探测器的研制打开局面。热释电探测器是目前探测器的佼佼者。与其他探测器相比具有灵敏度高，响应快的特点，其次热释电的光谱响应宽和室温的工作优点，使它广泛应用与各类的光谱仪，激光脉冲显示和红外激光功率测量，此外热电材料的热导小，而电阻高，能在相当长的时间内保存电荷，因而近年来在火灾探测、远距高温测试、入侵防盗安全监测、红外光谱测试等民用应用领域应用的扩大，推动了非致冷型热释电红外传感器的发展。[3]器件的发展又反过来进一步促进了热释电材料的研究与发展。 我国于七十年代初期，开展了对热释电探测器的研制，目前取得了很大发展，其中LA-TGS和LiTaO2探测器以达到国外先进水平，然而热释电探测器的应用在国内尚处在初始阶段，落后于探测器的发展水平，其主要原因是与其他探测器相比，它具有高阻抗和低噪声的特点，要求前置放大器具有相应特性，因而给应用中提出了一些新问题。本论文主要介绍了根据最佳源电阻匹配的原则选择低噪声管，作为前置放大器，以得到最大的输出信噪比。低噪声放大器除了放大自身噪声外，还需要电阻、电容的噪声也很低。因此，还应选择优质的电阻、电容等元器件以减少固有的热噪声。另外还需要考虑耦合网络、反馈电路和偏置电路的噪声影响，选择合适的耦合网络、反馈电路和偏置电路，尽可能地实现探测器与前置放大器之间的噪声匹配。此外，还需适地调试电路，选择前置放大器的工作点，采用屏蔽和接地等防干扰措施以达到低噪声高信噪比的最终目的。 |
热释电前置放大电路的毕业设计
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