低噪声电源的研制和检测
适合的(使振荡频率远离工作频率)电容和电感值。实际检测分析,当更换电源中的电感时,输出的振荡频率与(4)式吻合得较好,这实际上说明对不同的负载,只要具体了解负载的阻抗,通过调整电源的阻抗,是可以使振荡远离工频和干扰频率的,达到工作上的要求。
另一方面,可以通过小信号模型求出电路的输出阻抗为:
2.3 温度漂移
实验检测发现若是发光二极管和三极管在温度系数上选择不当,随着工作时间的推移,晶体管发热,电源输出多则有0.5V 的漂移。但只要做一下选择,这是完全可以改善的。通常发光二极管的温漂大约在2mV ??C 左右,晶体三极管大约为4mV ??C ,由于它们的温漂有相同的符号,实验发现只要选择适当,就能很好的补偿掉,可以将温漂系数降到10 4 ? 以下,鉴于弱信号检测的电源一般工作在室温,这样的温漂已经能够完全满足要求。
3 SR780检测结果展示及分析:
设计的电源输出为:Vo = ± 8V , Io =0 ~00 mA,考虑到电源要同时要具有较高的稳定性和低噪声、低纹波的要求,所以检测选择的是SR780的最大频段0-102.4kHz,但实测发现,在频率>3.2kHz时,其输出被SR780背景噪声所淹没,给出电源满载时输出噪声纹波功率谱密度在3.2kHz以下如图 5,有效值为:
图 5 电源满载时输出噪声纹波功率频谱
图 6 SR780输入短接的背景噪声功率频谱
这个电源的缺陷是输出电压不能太高,主要是因为发光二极管端电压不高,一般为2-3V,要使输出较高的电压,就得串联更多的发光二极管,这样会使电源温漂难以补偿,焊结点过多,也容易引入干扰。不过,只要选择合适的端电压发光二极管,对常用的±5V 、±12V 、±15V 电压输出是没有问题的,这已经能够满足现在大部分弱信号测量要求了。
4 总结
本文研制的低噪声正负双路输出的线性稳压电源采用价格低廉的发光二极管在经特殊处理后作为基准源,大大降低了电源的制作成本,同时用动态分析仪SR780跟踪检测分析电路中各个环节,以此来调整和分析滤波电容和电阻,消除尖峰噪声和振荡,输出纹波噪声达到μVrms级,能够用作弱信号检测仪器的供电。
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