高阻抗微弱信號(hào)測(cè)量的保護(hù)電路設(shè)計(jì)

實(shí)際測(cè)量系統(tǒng)中，對(duì)于輸入信號(hào)電纜引起的誤差，可以選擇使用絕緣電阻盡可能高的電纜，另外，在電纜屏蔽層加上保護(hù)電勢(shì)Vguard，可以大大降低電纜泄露電流引起的誤差。印刷電路板由于污染等原因?qū)е陆^緣電阻下降而引起漏電流，當(dāng)運(yùn)放同相輸入端與電源輸入端相鄰時(shí)，會(huì)帶來干擾，因此，將保護(hù)電勢(shì)加載于運(yùn)放輸入端與信號(hào)線周圍，將大大減小信號(hào)路徑上的泄露電流，而來自電源的漏電流將會(huì)被保護(hù)電路吸收。

3 仿真結(jié)果分析
對(duì)圖2所示的電路，用PSpice仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行模擬分析，交流掃描的結(jié)果如下，各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)電壓如表1所示，電阻R1的低阻抗端加上了90．121μV的保護(hù)電壓，流經(jīng)電阻R1的分流電流為90．031 fA。
如圖3所示，圖中上半部分為系統(tǒng)輸出信號(hào)波形，下半部分為系統(tǒng)輸入阻抗波形，從圖中可以看出，在頻率為100 Hz處，測(cè)量系統(tǒng)的輸出電壓值Vout為10．011 mV，交流輸入阻抗Rin為1．132 8 GΩ。經(jīng)計(jì)算，系統(tǒng)的放大倍數(shù)A為100．998倍。

從上述分析可以得出，采用保護(hù)電路大大提高了系統(tǒng)的輸入阻抗，減小了系統(tǒng)的輸入偏置電流。仿真結(jié)果與理論分析相符，保護(hù)電路對(duì)高阻抗微弱電壓信號(hào)高精度測(cè)量提供保障。

4 結(jié) 語
本文從高阻抗信號(hào)測(cè)量原理出發(fā)，分析了測(cè)量系統(tǒng)輸入阻抗和偏置電流對(duì)測(cè)量精度的影響，針對(duì)高阻抗微弱電壓信號(hào)，應(yīng)用保護(hù)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種帶保護(hù)電路的高阻抗微弱信號(hào)放大電路，通過PSpice軟件仿真分析，驗(yàn)證了該電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)高阻抗信號(hào)的高精度測(cè)量，為高阻抗信號(hào)測(cè)量提供了一種有價(jià)值的參考方法。