[实用新型]一种弱电流放大模块

说明书

微弱电流测量技术广泛应用于现代科学研究的多种测量领域。例如光电器件、传感器、光电倍增管的输出信号测量。弱电流放大模块的基本功能是将输入弱电流信号放大并转换为正比于输入的输出电压信号。本实用新型设计的弱电流放大模块包括壳体和电路，电路包括档位控制单元、由跨阻放大器和增益放大器构成的放大单元和电源单元，电源单元为电路供电，档位控制单元用于调节放大单元的放大倍数。本实用新型电路设计独特，在测量灵敏度、精度、稳定性及频率响应范围等参数方面都达到了较高水准。本弱电流放大模块可以做为独立功能的电子设备用于弱电流测量场合，也可以做为核心器件构成仪器设备或数据采集系统。

技术领域

本实用新型涉及电流放大电路领域，尤其是一种弱电流放大模块。

背景技术

微弱电流测量技术广泛应用于现代科学研究的多种测量领域。例如光电器件，传感器，光电倍增管，的输出信号测量，在色谱仪，CT扫描仪，粒子与波束监控等科研应用中，在半导体，电缆等工业生产领域都涉及nA，pA量级的微弱电流信号检测，在模拟电子学学科中形成了一个专门的技术领域。

弱电流放大模块的基本功能是将输入弱电流信号放大并转换为正比于输入的输出电压信号，以便后续设备对信号的进一步处理。弱电流放大器测量nA，pA量级的微弱电流信号，外界的电磁干扰及内部电子学的噪音会干扰测量的信号，为此对于放大器的测量灵敏度，精度，稳定性，及频率响应范围等参数都有严苛的要求。

实用新型内容

基于此设计一种弱电流放大模块，采用的技术方案如下：

一种弱电流放大模块，包括壳体和电路，电路包括档位控制单元、电源单元和包括跨阻放大器和增益放大器的放大单元，电源单元为电路供电，档位控制单元用于调节放大单元的放大倍数。

进一步的，跨阻放大器中使用高精密运算放大器AD549，跨阻放大器将输入端输入的弱电流信号放大并转变为电压信号。

进一步的，跨阻放大器外部连接的器件和结构包括阻容网络，所述阻容网络结构为：电阻R1和继电器开关J1串联，继电器开关J1一侧连接AD549的比较输出端，电阻R1一端连接一个电阻R2后再连接AD549的反向输入端，电阻R1并联一个电容C1，电阻R1和继电器开关J1串联后还并联有阻容结构，阻容结构包括6个阻容单元和一个继电器开关J2，每个阻容单元包括一个电阻、一个电容、一个继电器开关，电阻与继电器开关串联，电阻与电容并联，6个阻容单元并联后，电阻一端再串联一个继电器开关J2，进而构成阻容结构。

进一步的，跨阻放大器置于全封闭的铝壳体。

进一步的，增益放大器中使用运算放大器OP27，增益放大器用于将跨阻放大器输出的电压信号再放大，在输出端形成输出电压信号。

进一步的，增益放大器外部连接的器件和结构包括电阻网络，所述电阻网络具体结构为，8个电阻单元并联形成一个电阻结构，每个电阻单元由一个继电器开关和滑动变阻器串联形成，特殊的，其中一个电阻单元的继电器开关和滑动变阻器之间还串联一个电阻，电阻结构继电器开关一侧连接一个电阻R1后再连接OP27P的反向输入端，另一侧与OP27P的比较输出端相连，电阻结构还并联一个电容C，电容C的一端连接一个电阻R2。

进一步的，增益放大器置于全封闭的铝壳体。

进一步的，跨阻放大器的放大倍数可以通过可切换的阻容网络调整。该网络使用的器件包括电阻，电容及继电器的开关。

进一步的，增益放大器的放大倍数可以通过可切换的电阻网络调整。该网络使用的器件包括电阻及继电器的开关。

进一步的，档位控制单元使用CD4501编码器。

进一步的，CD4501编码器连接的器件和结构包括8421编码开关、外部控制输入接口和继电器单元。