[发明专利]一种飞安级微弱电流信号测量电路

摘要

本发明公开了一种飞安级微弱电流信号测量电路，包括有结型场效应管Q1，取样电阻器R1，前级电压跟随器，同相跟随电路，反向跟随电路，反相加法电路和自偏置电源供电电路。本发明采用CMOS输入型运算放大器作为前置放大器，具有较高的输入阻抗和极低的输入偏压电流、偏移电压,有效地提高了电路对微弱电流信号的测量能力；本发明的自偏置电源供电电路，能生成一组与输入信号相关的电源电压，使电源跟踪输入信号的变化来改变偏置，使输入电压一直处于正负电源的中点电位，进而运算放大器工作于零输入偏置状态，从而获得更高的输入阻抗和更低的输入偏置电流，实现微弱电流信号的精确测量。

主权项

1.一种飞安级微弱电流信号测量电路，其特征在于：包括有结型场效应管Q1，取样电阻器R1，前级电压跟随器，输出缓冲器，同相跟随电路，反向跟随电路，反相加法电路和自偏置电源供电电路；所述的前级电压跟随器包括有CMOS输入型运算放大器N1A，所述的结型场效应管Q1的漏极与公共端F‑COM连接，结型场效应管Q1的栅极与控制信号输出端连接，结型场效应管Q1的源极通过取样电阻器R1与CMOS输入型运算放大器N1A的引脚3正极输入端连接，CMOS输入型运算放大器N1A的引脚4与负电源连接，CMOS输入型运算放大器N1A的引脚8与正电源连接；所述的同相跟随电路包括有CMOS输入型运算放大器N1B，CMOS输入型运算放大器N1B的引脚7输出端与CMOS输入型运算放大器N1B的引脚6负极输入端连接；所述的输出缓冲器包括有二极管V2A、二极管V2B、三极管Q3、三极管Q4、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，三极管Q4的基极通过二极管V2A与CMOS输入型运算放大器N1A的引脚1输出端连接，CMOS输入型运算放大器N1A的引脚1输出端通过二极管V2B与三极管Q3的基极连接，三极管Q4的基极通过电阻R3与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的集电极连接正电源+15VF,三极管Q3的基极通过电阻R2与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的集电极连接负电源‑15VF，三极管Q4的发射极通过电阻R5后、三极管Q3的发射极通过电阻R4后均与CMOS输入型运算放大器N1B的引脚5正极输入端连接，且三极管Q4的发射极通过电阻R5后、三极管Q3的发射极通过电阻R4后均与CMOS输入型运算放大器N1A的引脚2负极输入端连接；所述的反向跟随电路包括有CMOS输入型运算放大器N2A和CMOS输入型运算放大器N2B，CMOS输入型运算放大器N2A的引脚3正极输入端与公共端F‑COM连接，CMOS输入型运算放大器N2A的引脚1输出端与CMOS输入型运算放大器N2A的引脚2负极输入端连接，CMOS输入型运算放大器N2B的引脚5正极输入端与公共端F‑COM连接，CMOS输入型运算放大器N2A的引脚1输出端通过电阻R6与CMOS输入型运算放大器N2B的引脚6负极输入端连接，CMOS输入型运算放大器N2B的引脚7输出端通过电阻R7与CMOS输入型运算放大器N2B的引脚6负极输入端连接；所述的反相加法电路包括有CMOS输入型运算放大器N3B，CMOS输入型运算放大器N3B的引脚5正极输入端与公共端F‑COM连接，所述的CMOS输入型运算放大器N1B的引脚7输出端通过电阻R9与CMOS输入型运算放大器N3B的引脚6负极输入端连接，所述的CMOS输入型运算放大器N2B的引脚7输出端通过电阻R8与CMOS输入型运算放大器N3B的引脚6负极输入端连接，CMOS输入型运算放大器N3B的引脚7输出端通过并联的电阻R10、电容C1后与CMOS输入型运算放大器N3B的引脚6负极输入端连接；所述的自偏置电源供电电路包括有CMOS输入型运算放大器N3A、三极管Q8、三极管Q7、三极管Q11、三极管Q12、二极管V7A、二极管V7B、二极管V8A、二极管V8B、稳压管V9、稳压管V10、电容C2和多个电阻，CMOS输入型运算放大器N3A的引脚3正极输入端与所述的CMOS输入型运算放大器N1A的引脚1输出端连接，CMOS输入型运算放大器N3A的引脚1输出端依次通过电阻R12、电阻R11与CMOS输入型运算放大器N3A的引脚2负极输入端连接， CMOS输入型运算放大器N3A的引脚1输出端依次通过电阻R12、电阻R17、稳压管V10、电阻R20与三极管Q12的基极连接，CMOS输入型运算放大器N3A的引脚1输出端依次通过电阻R12、电阻R17、稳压管V10与三极管Q8的集电极连接，CMOS输入型运算放大器N3A的引脚1输出端依次通过电阻R12、电阻R16、稳压管V9、电阻R19与三极管Q11的基极连接，CMOS输入型运算放大器N3A的引脚1输出端依次通过电阻R12、电阻R16、稳压管V9与三极管Q7的集电极连接，三极管Q12的发射极、电容C2的一端均与正电源连接，三极管Q11的发射极、电容C2的另一端均与负电源连接，三极管Q12的集电极依次通过二极管V8B和二极管V8A后、三极管Q8的发射极依次通过电阻R18、二极管V8B和二极管V8A后均与三极管Q8的基极连接，三极管Q11的集电极依次通过二极管V7B和二极管V7A后、三极管Q7的发射极依次通过电阻R15、二极管V7B和二极管V7A后与三极管Q7的基极连接，三极管Q8的基极通过电阻R14与公共端F‑COM连接，三极管Q7的基极通过电阻R13与公共端F‑COM连接。