[发明专利]一种应用于多光谱测温仪的红外探测放大器

说明书

本发明公开的一种应用于多光谱测温仪的红外探测放大器，属于信号放大和处理领域。本发明主要由多个铟镓砷光电探测器、具有多路输入输出的微弱电流信号放大电路构成；每个铟镓砷探测器的输出与微弱电流信号放大电路的其中一路输入直接相连；PCB板上输入电流信号走线和芯片的输入管脚进行保护环设计，防止漏电流的干扰；微弱电流信号放大电路具有4种不同的放大量程，其中10000000的量程由T网络实现负反馈大电阻值放大，其他量程的放大则由并联的电阻和电容负反馈网络直接实现，不同量程间通过开尔文开关的方法进行连接，电路根据输入的信号大小自动选择适配的量程，放大后的信号经过低通滤波电路进行滤波，滤波后的信号再经过差分放大器后输出。

技术领域

本发明属于信号放大和处理领域，涉及一种多路多量程的微弱光信号放大电路。

背景技术

本发明是应用于航空发动机叶片、重型燃气机及燃煤燃气窑炉等重大装备的研制试验验证过程中，用于其温度参数的测量。利用多个光电探测器感应不同波长下的光信号的大小，从而对实现温度的准确测量已经广泛应用于军事、工业和环境温度测试等领域。但是在恶劣环境中，准确的测量具有较宽温度范围、带有一定转动频率目标物温度尚数首次。通常情况下，一般的测温装置应用于单点温度或者较窄温度段的测量，放大倍数通常在100至1000倍之间，如有量程切换，则会因为模拟电子开关通道间有较大的通道间电阻存在，使得放大倍数有较大的误差，而且测量通常发生在实验室环境或者具有较稳定的环境中。

发明内容

本发明公开的一种应用于多光谱测温仪的红外探测放大器要解决的技术问题是：实现对恶劣环境中微弱光信号的有效放大和甄别。该电路具有较高的放大倍数及多量程的自动切换功能，能够准确测量具有15KHz转速的航空发动机叶片温度。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种应用于多光谱测温仪的红外探测放大器，主要由多个铟镓砷光电探测器、具有多路输入输出的微弱电流信号放大电路构成；每个铟镓砷探测器的输出与微弱电流信号放大电路的输入直接相连；PCB板上输入电流信号走线和芯片的输入管脚进行保护环设计，防止漏电流的干扰；微弱电流信号放大电路具有4种不同的放大量程，放大倍数分别为10000000倍、1000000倍、100000倍、10000倍，其中10000000的量程由T网络实现负反馈大电阻值放大，其他量程的放大则由并联的电阻和电容负反馈网络直接实现，不同量程间通过开尔文开关的方法进行连接，电路根据输入的信号大小自动选择适配的量程，放大后的信号经过低通滤波电路进行滤波，滤波后的信号再经过差分放大器后输出。

本发明公开的一种应用于多光谱测温仪的红外探测放大器，能够实现铟镓砷探测器输出的nA级至μA级的电流放大，实现4级无误差的量程切换，适用于多通道的多光谱测温仪信号放大处理，测量温度范围为800℃～2050℃。

放大铟镓砷光电探测器输出的nA级至μA级的直流电流信号，将直流电流信号转化为10mV至5V的标准电压信号。

放大器电路板主要由六层电路构成，分别是信号层，地线层、正电源层、地线层、负电源层、底层地线层。

将光电探测器直接焊接在电路板上，电路板上信号层和底层地线层用0.125cm至0.5cm宽的裸露的、接地导线紧贴环绕信号输入线和芯片的输入管脚走线一圈，光电探测器用于防止电路板上漏电流的干扰。

其中一路输入信号连接U1A放大器的输入端，同时输入信号连接4组负反馈电阻电容网络的一端，分别是R1和C1并联一端，R2和C2并联一端，R3和C3并联一端，R4、R5、R6和C4构成T网络一端，4组电阻电容构成的负反馈网络放大倍数分别为10000倍、100000倍、1000000倍、10000000倍。