[发明专利]一种高增益低噪音的微弱脉冲电流信号放大电路

权利要求书

1.一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，包括电容变换模块、反 馈补偿模块以及零点补偿模块；所述电容变换模块的输入端接收待检测装置输 出的微弱脉冲电流信号，输出端连接到反馈补偿模块的输入端，同时还连接到 零点补偿模块的输入端；所述的反馈补偿模块的输出连接到电容变换模块的输 入端，形成反馈结构；

所述电容变换模块采用电容积分的形式将所述微弱脉冲电流信号转换为电 压信号；

所述反馈补偿模块一方面将电容变换模块输出的电压信号中频率低于设定 频率f的部分进行信号放大后反馈到电容变换模块的输入端，用于将输入到电容 变换模块的微弱脉冲电流信号中的低频成分补偿掉；另一方面，抑制电压信号 中频率高于设定频率f的部分，用于避免电容变换模块的输出饱和；

所述零点补偿模块利用零点补偿的方式，扩宽从所述电容变换模块输出信 号的带宽；

所述电容变换模块包括运算放大器U1A和电容C1；所述运算放大器U1A 的反相输入端为微弱脉冲电流信号的输入端，同相输入端引脚3连接电源地， 信号输出端和反相输入端之间连接电容C1；

所述反馈补偿模块包括运算放大器U1B、电容C11、电阻R4、R5、R7以及 R8；算放大器U1A的输出端串接电阻R5后接运算放大器U1B的正相输入端， 反相输入端和电源地之间连接有电阻R7；反相输入端串接电容C11和电阻R8后 连接到输出端；输出端串接高阻值的电阻R4后接到运算放大器U1A的反向输 入端，形成电容变换模块的负反馈。

2.如权利要求1所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，所 述运算放大器U1B的正向输入端和电源地之间连接有电容C9；输出端与电源地 之间串接有电阻R6和电容C8组成的低通滤波电路。

3.如权利要求1所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，所 述电容转换模块与反馈补偿模块采用具有两路运算放大器的OPA2111芯片。

4.如权利要求1所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，运 算放大器U1A的电源正端和电源地之间并联电容C2和电容C3，电源负端和电 源地并联连接有电容C5和电容C6。

5.如权利要求1所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，所 述零点补偿模块采用运算放大器OP27，反向输入端通过电容C4接电容变换模 块的输出端，同相输入端连接电源地，输出端和反相输入端之间串联连接有电 阻R1，电源正端连接+9V，电源负端连接-9V，引脚1、5和8悬空。

6.如权利要求5所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，所 述设定频率f小于1Hz，电容C1的容值小于500pF，电阻R4的阻值大于10MΩ。

7.如权利要求1所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，电 容变换模块中的积分电容和零点补偿模块中的微分电容的比值大于1:10。

8.如权利要求1所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，所 述设定频率f为0.16Hz，电容C1容值小于10pF，电阻R4阻值高于5GΩ。

9.如权利要求8所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，电 容C1的容值为5Pf，电阻R4阻值为10GΩ；电阻R7的阻值为10MΩ，电容 C11的容值为1uF，电阻R8的阻值为200KΩ，电阻R5的阻值为10M。

10.如权利要求1所述的一种微弱脉冲电流信号放大电路，其特征在于，还 包括二阶低通滤波模块，采用运算放大器OP27，零点补偿模块的输出端串接电 阻R2和电阻R3后连接运算放大器OP27的输入端；输出端串接电容C10后接 到电阻R2和电阻R3之间，形成反馈；反相输入端和输出端短路连接，正向输 入端和电源地之间连接有电容C7，电源正端连接+9V，电源负端连接-9V。