CN204304933U - 一种低噪声信号放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低噪声信号放大器，包括正负电源电路，运算放大模块，高通、低通滤波器，差分输出电路。所述正负电源电路具有短路保护和调压稳压功能，经调压稳压后输出运算放大器所需工作电压，输入的信号由运算放大模块放大，运算放大模块的输出端接高通、低通滤波器的输入端，高通滤波器的输出端接差分输出电路的输入端。本实用新型放大倍数大，具有输入限幅功能，高输入阻抗，低自噪声。

Description

一种低噪声信号放大器

技术领域

本实用新型涉及主要用于声纳系统的集成电路领域，特别涉及一种低噪声信号放大器。  

背景技术

低噪声放大器是射频收发机中的重要模块之一，主要用于通讯系统中将接收自天线的信号放大，以便于后级的接收机电路处理。 

由于来自天线的信号一般都非常微弱，低噪声放大器一般情况下均位于非常靠近天线的部位以减小信号损耗。正是由于噪声放大器位于整个接收机紧邻天线的最先一级，它的特性直接影响着整个接收机接收信号的质量。为了确保天线接收的信号能够在接收机的最后一级被正确的恢复，一个好的低噪声放大器需要在放大信号的同时产生尽可能低的噪音以及失真。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种放大倍数大，具有输入限幅功能，高输入阻抗，低自噪声的低噪声放大器。 

为达到上述目的本实用新型提供一种低噪声信号放大器，其特征在于，包括正负电源电路，运算放大模块，高通、低通滤波器，差分输出电路；所述运算放大模块，高通、低通滤波器，差分输出电路分别与正负电源电路连接；所述运算放大模块的输入端和输出端分别接信号源和接高通低通滤波器的输入端，高通滤波器的输出端接差分输出电路的输入端，由差分输出电路的输出端输出信号。 

具体地，所述的正负电源电路为双输入双输出正负电源电路，其中正电源输入电路的输入端一端接+10V电压，另一端接二极管D1正极；低压稳压器U1第8管脚IN接二极管D1的负极，第3管脚GND接地，第1管脚OUT作为正负电源电路的正极输出端，其他管脚悬空；二极管D1的负极经电C1容接地；低压稳压器U1的第1管脚OUT经电容C3端接地，低压稳压器U1的第1管脚OUT与二极管D3负极连接，二极管D3正极接地；负电源输入电路的输入端一端接-10V电压，另一端接二极管D2负极；二极管D2的正极与低压负稳压器U2第7管脚Ilim1、第8管脚VIN、电容C2连接；低压负稳压器U2的第3管脚OUT、第4管脚SEN短接后形成负极输出端；负极输出端与电容C4、二极管D4的正极连接，电容C4的另一端接地，二极管D4的负极接地；电容C2的另一端接地。 

具体地，所述运算放大模块的信号输入端的一端与信号源连接，信号输入端的另一端与限幅器J1、电阻R9、电阻R10连接，限幅器J1的另一端与电阻R9并联后接地，电阻R10的另一端接第一运算放大器的正向输入端；第一运算放大器的反向输入端与电阻R8一端连接，电阻R8另一端接地；电阻R1与电容C5并联后一端接所第一述运算放大器的反向输入端另一端接所述第一运算放大器的输出端，电阻R2一端接所述正负电源电路的正向输出端，另一端接所述第一运算放大器的电源正极输入端，电容C6一端接地另一端接所述第一运算放大器的电源正极输入端，电阻R11一端接所述正负电源电路所输出的-5V电压，另一端接所述第一运算放大器的电源负极输入端，电容C7一端接地另一端接所述第一运算放大器的电源负极输入端。 

所述高通低通滤波器的输入端的一端与所述运算放大模块的输出端相连接，输入端的另一端接电阻R3；电阻R3的另一端与电阻R4、电容C8相接，电容C8的另一端接第二运算放大器的输出端；电阻R4的另一端接所述第二运算放大器的正向输入端、电容C10 ，电容C10的另一端接地；所述运算放大模块的反向输入端与输出端连接；电容C11、电容C12、电阻R13串联后靠近电容C11的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，另一端与第三运算放大器的正向输入端连接；电阻R4一端接第三运算放大器的正向输入端，另一端接地；电阻R15一端接第三运算放大器的反向输入端，另一端接地；电阻R16一端接接第三运算放大器的反向输入端，另一端接第三运算放大器的输出端；所述接第三运算放大器的输出端作为高通低通滤波器的输出端；电阻R5一端接所述正负电源电路所输出的+5V电压，另一端接所述第二运算放大器的电源正极输入端；电容C9一端接地，另一端接所述第二运算放大器的电源正极输入端；电阻R12一端接所述正负电源电路所输出的-5V电压，另一端接所述第二运算放大器的电源负极输入端；所述电容C13一端接地，另一端接所述第二运算放大器的电源负极输入端。 

所述差分输出电路的输入端的一端接所述高通、低通滤波器的输出端，另一端接电阻R20、电阻R18；电阻R18的另一端作为所述差分输出电路的正输出端；电阻R20的另一端接第四运算放大器的反向输入端、经过电阻R6接第四运算放大器的输出端；第四运算放大器的输出端接电阻R19，电阻R19的另一端作为差分输出电路的负输出端；电阻R7一端接所述正负电源电路所输出的+5V电压，另一端接所述第四运算放大器的电源正极输入端；电容C14一端接地，另一端接所述第四运算放大器的电源正极输入端；电阻R17一端接所述正负电源电路所输出的-5V电压，另一端接所述第四运算放大器的电源负极输入端；电容C15一端接地，另一端接所述第四运算放大器的电源负极输入端。 

本实用新型提供了一种低噪声信号放大器，利用运算放大器对输入的信号进行放大，高通、低通滤波器对工作频率外的信号进行衰减，将工作频带内的信号进行放大后输入差分输出电路，由差分输出电路输出信号，本实用新型放大倍数大，具有输入限幅功能，高输入阻抗，低自噪声的特点。 

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图； 

图2为本实用新型的正负电源电路电路图；

图3为本实用新型的运算放大模块电路图；

图4为本实用新型的高通、低通滤波器电路图；

图5为本实用新型的差分输出电路电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的机构和工作原理。 

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明的省略是可以理解的。相同或相似的标号对应相同或相似的部件。显然，所描述的实施例为实施本实用新型的较佳实施方式，所述描述是以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围应当以权利要求所界定者为准，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

本实用新型的低噪声信号放大器包括正负电源电路，运算放大模块，高通、低通滤波器，差分输出电路。 

如图1所示，信号从运算放大模块1的信号输入端输入，经过运算放大模块1放大，从运算放大模块1的输出端输出放大后的信号，放大后的信号进入高通低通滤波器2，对工作频带外的信号进行衰减，将工作频带内的信号放大后输入差分输出电路3进行处理，最后输出处理完成的信号。 

所述正负电源电路4对运算放大模块1、高通低通滤波器2及差分输出电路3进行供电。 

具体地，如图2所示，所述的正负电源电路为双输入双输出正负电源电路，其中正电源输入电路的输入端一端接+10V电压，另一端接二极管D1正极；低压稳压器U1第8管脚IN接二极管D1的负极，第3管脚GND接地，第1管脚OUT作为正负电源电路的正极输出端，其他管脚悬空；二极管D1的负极经电C1容接地；低压稳压器U1的第1管脚OUT经电容C3端接地，低压稳压器U1的第1管脚OUT与二极管D3负极连接，二极管D3正极接地；负电源输入电路的输入端一端接-10V电压，另一端接二极管D2负极；二极管D2的正极与低压负稳压器U2第7管脚Ilim1、第8管脚VIN、电容C2连接；低压负稳压器U2的第3管脚OUT、第4管脚SEN短接后形成负极输出端；负极输出端与电容C4、二极管D4的正极连接，电容C4的另一端接地，二极管D4的负极接地；电容C2的另一端接地。 

输入电压可根据系统需求调节，电源经过二极管D1/D2进行稳压再经电容C1/C2滤波，二极管D1的负极与低压稳压器U1的第8管脚IN连接，低压稳压器U1的第1管脚OUT输出经过稳压后的+5V的电压，其他管脚悬空。二极管D2的正极接低压负稳压器U2的第8管脚VIN，其第7管脚Ilim1与第8管脚VIN短接，第1管脚VIN与第2管脚Ilim2短接，第3管脚OUT与第4管脚SEN短接并输出稳压后的-5V的电压，第5管脚GND与第6管脚SHDN悬空。电容C3/C4输出的电压再次进行滤波以确保电源直流输出平稳，输出的电压为运算放大模块、高通、低通滤波器及差分输出电路提供工作电源。

天线接收的信号输入到放大模块，信号先经过一个限幅器J1进行限幅，再输入到运算放大模块的运算放大器的正向输入端经过运算放大器进行放大。 

经过运算放大器放大后的信号输入到高通、低通滤波器对工作频带外的信号进行衰减，将工作频带内的信号进行放大，放大后的信号输入到差分输出电路进行放大后输出信号。 

更具体地，如图3所示，运算放大模块的信号输入端的一端与信号源（比如天线、声纳等）连接，信号输入端与限幅器J1、电阻R9、电阻R10连接，限幅器J1的另一端与电阻R9并联后接地，电阻R10的另一端接第一运算放大器的正向输入端；第一运算放大器的反向输入端与电阻R8一端连接，电阻R8另一端接地；电阻R1与电容C5并联后一端接所第一述运算放大器的反向输入端另一端接所述第一运算放大器的输出端，电阻R2一端接所述正负电源电路的正向输出端，另一端接所述第一运算放大器的电源正极输入端，电容C6一端接地另一端接所述第一运算放大器的电源正极输入端，电阻R11一端接所述调压稳压电路所输出的-5V电压，另一端接所述第一运算放大器的电源负极输入端，电容C7一端接地另一端接所述第一运算放大器的电源负极输入端，信号经运算放大电模块放大后经运算放大器的输出端输出。 

如图4所示，高通低通滤波器的输入端的一端与所述运算放大模块的输出端相连接，输入端的另一端接电阻R3；电阻R3的另一端与电阻R4、电容C8相接，电容C8的另一端接第二运算放大器的输出端；电阻R4的另一端接所述第二运算放大器的正向输入端、电容C10 ，电容C10的另一端接地；所述运算放大模块的反向输入端与输出端连接；电容C11、电容C12、电阻R13串联后靠近电容C11的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，另一端与第三运算放大器的正向输入端连接；电阻R4一端接第三运算放大器的正向输入端，另一端接地；电阻R15一端接第三运算放大器的反向输入端，另一端接地；电阻R16一端接接第三运算放大器的反向输入端，另一端接第三运算放大器的输出端；所述接第三运算放大器的输出端作为高通低通滤波器的输出端，信号经所述高通低通滤波器滤波后从输出端输出；电阻R5一端接所述正负电源电路所输出的+5V电压，另一端接所述第二运算放大器的电源正极输入端；电容C9一端接地，另一端接所述第二运算放大器的电源正极输入端；电阻R12一端接所述正负电源电路所输出的-5V电压，另一端接所述第二运算放大器的电源负极输入端；所述电容C13一端接地，另一端接所述第二运算放大器的电源负极输入端。 

如图5所示，差分输出电路的输入端的一端接所述高通低通滤波器的输出端，另一端接电阻R20、电阻R18；电阻R18的另一端作为所述差分输出电路的正输出端；电阻R20的另一端接第四运算放大器的反向输入端、经过电阻R6接第四运算放大器的输出端；第四运算放大器的输出端接电阻R19，电阻R19的另一端作为差分输出电路的负输出端；电阻R7一端接所述正负电源电路所输出的+5V电压，另一端接所述第四运算放大器的电源正极输入端；电容C14一端接地，另一端接所述第四运算放大器的电源正极输入端；电阻R17一端接所述正负电源电路所输出的-5V电压，另一端接所述第四运算放大器的电源负极输入端；电容C15一端接地，另一端接所述第四运算放大器的电源负极输入端。 

本实用新型提供了一种低噪声信号放大器，利用运算放大模块对输入的信号进行放大，高通、低通滤波器对工作频率外的信号进行衰减，将工作频带内的信号进行放大后输入差分输出电路，由差分输出电路输出信号，本实用新型放大倍数大，具有输入限幅功能，高输入阻抗，低自噪声的特点。 

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种低噪声信号放大器，其特征在于包括正负电源电路，运算放大模块，高通、低通滤波器，差分输出电路，所述运算放大模块，高通低通滤波器，差分输出电路分别与正负电源电路连接；所述运算放大模块的输入端和输出端分别接信号源和接高通、低通滤波器的输入端，高通、低通滤波器的输出端接差分输出电路的输入端，由差分输出电路的输出端输出信号。

2.根据权利要求1所述的低噪声信号放大器，其特征在于，所述的正负电源电路为双输入双输出正负电源电路，其中正电源输入电路的输入端一端接+10V电压，另一端接二极管D1正极；低压稳压器U1第8管脚IN接二极管D1的负极，第3管脚GND接地，第1管脚OUT作为正负电源电路的正极输出端，其他管脚悬空；二极管D1的负极经电C1容接地；低压稳压器U1的第1管脚OUT经电容C3端接地，低压稳压器U1的第1管脚OUT与二极管D3负极连接，二极管D3正极接地；负电源输入电路的输入端一端接-10V电压，另一端接二极管D2负极；二极管D2的正极与低压负稳压器U2第7管脚Ilim1、第8管脚VIN、电容C2连接；低压负稳压器U2的第3管脚OUT、第4管脚SEN短接后形成负极输出端；负极输出端与电容C4、二极管D4的正极连接，电容C4的另一端接地，二极管D4的负极接地；电容C2的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的低噪声信号放大器，其特征在于，所述运算放大模块的信号输入端的一端与信号源连接，信号输入端的另一端与限幅器J1、电阻R9、电阻R10连接，限幅器J1的另一端与电阻R9并联后接地，电阻R10的另一端接第一运算放大器的正向输入端；第一运算放大器的反向输入端与电阻R8一端连接，电阻R8另一端接地；电阻R1与电容C5并联后一端接所第一述运算放大器的反向输入端另一端接所述第一运算放大器的输出端，电阻R2一端接所述正负电源电路的正向输出端，另一端接所述第一运算放大器的电源正极输入端，电容C6一端接地另一端接所述第一运算放大器的电源正极输入端，电阻R11一端接所述正负电源电路所输出的-5V电压，另一端接所述第一运算放大器的电源负极输入端，电容C7一端接地另一端接所述第一运算放大器的电源负极输入端。

4.根据权利要求1所述的低噪声信号放大器，其特征在于，所述高通、低通滤波器的输入端的一端与所述运算放大模块的输出端相连接，输入端的另一端接电阻R3；电阻R3的另一端与电阻R4、电容C8相接，电容C8的另一端接第二运算放大器的输出端；电阻R4的另一端接所述第二运算放大器的正向输入端、电容C10 ，电容C10的另一端接地；所述运算放大模块的反向输入端与输出端连接；电容C11、电容C12、电阻R13串联后靠近电容C11的一端与所述第二运算放大器的输出端连接，另一端与第三运算放大器的正向输入端连接；电阻R4一端接第三运算放大器的正向输入端，另一端接地；电阻R15一端接第三运算放大器的反向输入端，另一端接地；电阻R16一端接接第三运算放大器的反向输入端，另一端接第三运算放大器的输出端；所述接第三运算放大器的输出端作为高通低通滤波器的输出端；电阻R5一端接所述正负电源电路所输出的+5V电压，另一端接所述第二运算放大器的电源正极输入端；电容C9一端接地，另一端接所述第二运算放大器的电源正极输入端；电阻R12一端接所述正负电源电路所输出的-5V电压，另一端接所述第二运算放大器的电源负极输入端；所述电容C13一端接地，另一端接所述第二运算放大器的电源负极输入端。

5.根据权利要求1所述的低噪声信号放大器，其特征在于，所述差分输出电路的输入端的一端接所述高通低通滤波器的输出端，另一端接电阻R20、电阻R18；电阻R18的另一端作为所述差分输出电路的正输出端；电阻R20的另一端接第四运算放大器的反向输入端、经过电阻R6接第四运算放大器的输出端；第四运算放大器的输出端接电阻R19，电阻R19的另一端作为差分输出电路的负输出端；电阻R7一端接所述正负电源电路所输出的+5V电压，另一端接所述第四运算放大器的电源正极输入端；电容C14一端接地，另一端接所述第四运算放大器的电源正极输入端；电阻R17一端接所述正负电源电路所输出的-5V电压，另一端接所述第四运算放大器的电源负极输入端；电容C15一端接地，另一端接所述第四运算放大器的电源负极输入端。