电荷灵敏放大器

目前做光电脉冲小信号的提取，前放采用电荷灵敏，小电容积分锁住快上升沿，电量为几个10的15次方库伦，非常小，

1.目前采用OPA2320，是否有更好选择？频带宽，噪音低，成本不计。

2.前放输出的信号需要进一步的放大，要达到使用要求，放大要300倍左右，一级放大可以吗？

要求输出的前沿一两个us，后沿10us以内。希望大家多多指点。

下图为前放电路和输出（实际信号要远低于这个幅值），主放以后再贴。

1. LMP7721，带宽17M，IIb才0.02pA，宽带热噪声6.5nV/sqrtHz，官网提供TINA模型和ref design供评估。

2. THS4631，带宽325M，IIb 0.1pA，宽带热噪声7nV/sqrtHz，官网提供TINA模型和ref design供评估。

3. 放大300倍用一级有点困难，假如你一个信号要是1M，闭环放大300倍，即使用单极点模型估计，所需要的运放开环增益都到了300M了，用两级会好一些。

感谢您的指点，下次制版会考虑，我半路出家，模拟没做过，请问您，

1.这个前放电路有什么改进的吗？

2.主放采用两级的话，针对我的应用，直流耦合还是交流耦合好呢？同相输入好还是反相输入好？

3.两级级联存在第二级在带宽足够情况下，貌似匹配的问题，无法实现指定倍数的放大该如何改进

4.应用对信噪比要求也较高，脉冲信号频带较宽，滤波该如何处理呢？

1. 可以考虑第二级放点增益上去（如果预期的增益不够）；同时在输出端可以加个RC用来滤波。

2. 如果offset比较小，建议用直流耦合。就是说，运放的输出摆幅够大，完全可以容忍由前级带来的被放大了的offset电压。因为交流耦合对频响和直流工作点还是有点影响。同相还是反相看你应用了，要是不想后级对前级loading，可以用同相；如果后级对前级的loading可以忽略，则同相反相皆可用。

3. 最好上个完整的电路图来分析一下，如果能有TINA仿真模型则更好。

3. 每一级都滤波，截止频率紧贴着通带频率的最大值走，就是说在可以容忍的通带衰减（0.1dB，0.5dB，。。。）下，把滤波器的带宽尽可能压低。最简单的是一个R一个C，当然也可以考虑两个R两个C，看你的应用了。

多谢回复

1，前放输出后会直接连接主放，其他增益想通过后面主放来放了，放在前放放大和后面主放再放有什么区别吗？

    目前运放输出加有100nf，1K的高通。

2，现在采用直流耦合貌似offst不大可以接受，电路如下，如何实现近300倍的放大比较好？

3，目前只会用orcad进行基本功能仿真，最近学习学习TINA，不好意思，以前做数字的。

4，

这样的波形，频谱很宽，貌似只能加低通了。需要加有源滤波器？

你这个电路图是错的，如果依照第一个电路进行电路制造。很快烧毁一切

前放那个是错的吗？板子没有烧啊？

实际上 根据增益带宽积计算的结果来设计运算放大器应用电路，并不完全符合增益带宽积理论。

听起来很荒谬，但事实的确如此。

并不见得你就需要多么大的带宽。

1. 后级放大用OPA211，平带噪声1.1nV/sqrtHz，输入offset 0.05mV，就算跟着有用信号一起放大300倍，输出端的offset也就是15mV。

2. 增益分两级做，电路图用你提供的那个就行，但是注意每一级的输入电阻和反馈电阻尽量取小，牺牲功耗换取更好的噪声性能。同时，级间加滤波，有源低通滤波加进去的话可能就要三级，看你的性能指标怎么定了。要是实在对噪声敏感，简单RC滤波搞不定，那就中间插一级有源低通，不过注意一下这级低通引入的额外offset和噪声。

LMP7721推荐用于第一级放大。

因为源阻抗非常大，一定选择IBias小的放大器。

专家好，谢谢耐心的解答，我在进行下一步的设计。

请问

1.在学习TINA，TINA可以想ORCAD那样把示波器读取的CSV数据导入仿真吗，

2.我仿真主要就看幅度相位曲线，别的还需要关注啥？

3.像我以前的电路运放之间级联第二级放大倍数损失很大，这样的电路是否算是稳定可用的？

1. 暂时没发现有这个功能，你可以在软件里找找看。

2. 直流工作点，噪声，offset（在输入端可以认为加offset电压/电流，在输出端看电压），瞬态

3. 你把第二级的高通先去掉，负载直接模拟一个10到20pF的小电容到地，看看放大倍数还会不会损失。如果没有损失，再跑一下AC（就是幅度相位曲线），看看输入的信号频率曲线上的幅度响应是不是跟你预期的有降低，然后再做进一步的分析。

1. 暂时没发现有这个功能，你可以在软件里找找看。

2. 直流工作点，噪声，offset（在输入端可以认为加offset电压/电流，在输出端看电压），瞬态

3. 你把第二级的高通先去掉，负载直接模拟一个10到20pF的小电容到地，看看放大倍数还会不会损失。如果没有损失，再跑一下AC（就是幅度相位曲线），看看输入的信号频率曲线上的幅度响应是不是跟你预期的有降低，然后再做进一步的分析。

谢谢，

目前我测试了一下这样的电路，实际运放为OPA2320.输入信号使用模拟了一个类似我实际波形的信号如下

实际测量中，输入的27mv信号，经过两级高通后幅度没有变化仍然为27mv，后延变陡。有原来的200us变为40us，

可是接入后面第一级主放后，Rg前的信号幅值变低较多，信号宽度更加窄了几个us了，请问这种情况，我应该选用同相输入吧？还是增加放大倍数，哪样对信噪比有好处？是不是电路中接RC滤波的电路尽量都使用同相呢？

2.第一级放大实现了对输入信号的24倍放大，后面一级主放放大倍数为1（1k，1K）时，没问题，如果为10倍（1k：10k），输出便也就只能到达6倍。

第二级改为同相输入时，11倍的放大倍数，变为了近20倍？信号消顶，过冲后出现振铃，请问哪里的原因？仿真未出现。

1. 在你用2320搭的那个电路里，高通滤波器的两个电容选的是1nF，但是在你211 TINA模型里，高通滤波器的电容选的是10nF，不知道应该以哪个为准。另外，这两个10nF的电容会带来更多的低频抑制，而你的仿真中，T3那段时间的缓变信号包含较多的低频成分，所以被滤掉不少，这样信号的幅值确实有可能降低。

2. 信号的频率/带宽到底多大啊？要是太大的话确实有可能AC曲线在高频时掉到6倍去。同相组态的问题应该是输出端出了一对共轭极点，增益曲线先升后降，而你想要的频率可能正好在这个频段，所以增益就成20倍了。建议你搭好电路后跑个AC看看。

1.现在高通的参数时10n，7.5k，后延变快是我希望看到的。只要保证峰值没有衰减就可以。而Rg的接入后导致了RC滤波参数变了，从而信号幅度减小，避免这种情况是不是就得同相输入了？

2.第一级输入的信号是一个脉冲信号如下图，频带较宽，我运行fft计算的貌似都在1m以内，但是第一级放大倍数没有衰减啊，带宽是够的。

请问同相组态的问题应该是输出端出了一对共轭极点？这个是怎么造成的呢？下面有跑的AC。该如何分析？谢谢

你好。我现在用一个压电膜传感器，空载接示波器看使劲按压的时候电压能达到1V左右，但是接到前置放大电路中，就没有信号了，是因为输出阻抗太大造成的吗？怎么解决?

我觉得楼主的二极管输入接到运放的反相输入端时接错了，这样运放的正反向就不是等电位了，不满足虚短的情况