[发明专利]高增益脉冲电流放大电路

说明书

本发明公开了一种高增益脉冲电流放大电路，所述高增益脉冲电流放大电路包括：信号放大单元及第一反馈电路；所述第一反馈电路的输入端与所述信号放大单元的输出端连接，所述第一反馈电路的输出端与所述信号放大单元的输入端连接；所述第一反馈电路包括第一电容和第一可变电阻，所述第一可变电阻的第一端接地，所述第一可变电阻的第二端接所述第一反馈电路的输出端，所述第一可变电阻的调节端与所述第一电容连接，且所述第一可变电阻的调节端到所述第一反馈电路的输出端之间的电阻值大于0；当第一反馈电路的输入端输入的信号频率小于预定的值时，通过调节所述第一可变电阻以改变所述第一反馈电路所形成的等效电容的大小。

技术领域

本发明涉及分析仪器领域，尤其涉及一种高增益脉冲电流放大电路。

背景技术

在离子迁移谱、红外光谱、质谱等中高端分析仪器中，需要对微弱脉冲电流信号(nA、pA级)进行放大，测量其中微弱电流信号是整个检测过程的关键。当微弱电流信号越小时，需要设计的前置高增益脉冲电流放大电路的增益就越高，增益往往动辄就≥108V/A，所选择的反馈电阻往往也不小于100MΩ。然而，当电路的增益越高时，电路寄生电容(一般在数十fF～数百fF)会显著影响高增益脉冲电流放大电路的带宽一致性，且带宽差异太大时，噪声的差异性也显著增加。虽然PCB布线较好时，可将寄生电容控制在0.1pF以下，但是其随机性仍然较大，解决的办法之一就是增加零点几pF的反馈电容，但是由于该电容值太小，目前该范围内的电容制造精度仅能控制在±0.1pF左右。以0.2pF的电容为例，其B级精度(最优精度)误差在±0.1pF，其容值范围为0.1pF～0.3pF，采用该电容后，电路带宽偏差可达到300％，难以应用在精密测量场合。另一方面，对于测量瞬时的电流脉动信号而言，往往希望待测量的频率范围内增益大一些，其他频率范围内的增益低一些，以降低电路的整体的噪声，从而提升信噪比。

发明内容

本发明的目的在于，本发明实施例提供一种高增益脉冲电流放大电路，旨在有效解决现有由于容量较小的电容精度偏低，导致高增益脉冲电流放大电路的带宽偏差较大的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种放电装置，包括：信号放大单元及第一反馈电路；所述第一反馈电路的输入端与所述信号放大单元的输出端连接，所述第一反馈电路的输出端与所述信号放大单元的输入端连接；所述第一反馈电路包括第一电容和第一可变电阻，所述第一可变电阻的第一端接地，所述第一可变电阻的第二端接所述第一反馈电路的输出端，所述第一可变电阻的调节端与所述第一电容连接，且所述第一可变电阻的调节端到所述第一反馈电路的输出端之间的电阻值大于0；其中，所述第一可变电阻用于在所述第一反馈电路的输入端输入的信号频率小于预定的值时接受外部调节以改变所述第一反馈电路所形成的等效电容的大小。

进一步地，高增益脉冲电流放大电路还包括：第二反馈电路；所述第二反馈电路的输入端与所述信号放大单元的输出端连接，所述第二反馈电路的输出端与所述信号放大单元的输入端连接；所述第二反馈电路包括第二电阻、第二电容及第二可变电阻，所述第二电阻的第一端连接所述第二反馈电路的输出端，所述第二电阻的第二端连接与所述第二电容的第一端和第二可变电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二可变电阻的第二端和调节端连接所述第二反馈电路的输入端；通过调节所述第二可变电阻以改变。

进一步地，信号放大单元包括：输入电路，所述输入电路包括：第一开关管、第二开关管、第三电阻、第四电阻和第五电阻；其中，所述第一开关管的控制端连接控制电信号，第二开关管的控制端连接地，所述第一开关管和所述第二开关管的漏极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端连接正电源，所述第一开关管的源极第四电阻的第一端，所述第二开关管的源极连接第五电阻的第一端，所述四电阻和第五电阻的第二端连接负电源。