(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123143 596.5 (22)申请日 2021.12.14 (73)专利权人 中船重工安谱 （湖北） 仪 器有限公 司 地址 443003 湖北省宜昌市胜利三路58号 (72)发明人 郭志文　隋峰　余恒恒　姚志文　 张志涛　 (74)专利代理 机构 北京理工大 学专利中心 11120 专利代理师 高会允　仇蕾安 (51)Int.Cl. G01N 21/3504(2014.01) G01N 21/01(2006.01) H03F 1/26(2006.01) H03F 3/68(2006.01) (54)实用新型名称 一种用于红外探测器的信号带通滤波放大 电路 (57)摘要 本发明公开了一种用于红外探测器的信号 带通滤波放大电路， 包括依次串联的I ‑U转换电 路、 一级放大电路和二级放大电路， 另外， 还包括 带通滤波电路； 该带通滤波电路包括电阻R2、 电 阻R7、 电容C1和电容C2； 其中， 电阻R7的一端接I ‑ U转换电路的输 出端， 另一端接电容C2， 电容C2另 一端接一级放大电路中运算放大器U2的同向输 入端； 电阻R2与电容C1并联后一端接电源地， 另 一端接到一级放大电路中运算放大器U2的同向 输入端。 带通滤波电路滤除目标频率范围外的噪 声信号， 确保输出电压的稳定性。 该电路结构紧 凑、 稳定性良好、 探测器信号放大倍数达50倍， 能 量波动小， 可广泛用于红外探测器信号放大领 域。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 217304894 U 2022.08.26 CN 217304894 U 1.一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 包括依次串联的I ‑U转换电路、 一级 放大电路和二级放大电路， 其特 征在于， 还 包括带通滤波电路； 所述带通滤波电路包括电阻R2、 电阻R7、 电容C1和电容C2； 其 中， 电阻R7的一端接I ‑U转 换电路的输出端， 另一端接电容C2， 电容C2另一端接一级放大电路中运算放大器U2的同向 输入端； 电阻R2与电容C1并联后一端接电源地， 另一端接到一级放大电路中运算放大器U2 的同向输入端。 2.如权利要求1所述的一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 其特征在于， 带 通滤波电路的频率范围在10 0Hz～10MHz， 具体频率 值通过调整电容C1和电阻R2确定 。 3.如权利要求1所述的一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 其特征在于， 所 述I‑U转换电路包括运算放大器U1、 电阻R6、 电阻R8、 电阻R9、 电容C5和电容C6； 其中， 所述运 算放大器U1的V ‑端口接直流电源 ‑5V， V+端接直流电源+5V； 所述运算放大器U1的正向输入 端连接到电源地； 所述运算放大器U1的反向输入端接红外探测器DS1的电流信号； 所述电阻 R9的一端接直流电源+5V， 另一端与电阻R8串 联后接到运算放大器U1的反向输入端； 电容C5 与电容C6并联后， 一端接电源地， 另一端接在电阻R8与电阻R9之间； 所述运算放大器U1的反 向输入端经电阻R6 接到运算放大器U1输出端。 4.如权利要求3所述的一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 其特征在于， 所 述I‑U转换电路的输出电压值 通过电阻R6调节。 5.如权利要求3所述的一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 其特征在于， 所 述I‑U转换电路的电容C 5为电解电容。 6.如权利要求1所述的一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 其特征在于， 所 述一级放大电路包括运算放大器U2、 电阻R10、 电阻R11、 电阻R12和电容C4； 所述运算放大器 U2的反向输入端通过电阻R12接地， 同时通过电阻R10连接运算放大器U2的输出端； 运算放 大器U2的输出端经电阻R11接二级放大电路中运算放大器U3的同向输入端， 运算放大器U2 的输出端通过电阻R11、 电容C4连接电源地； 运算放大器U2的V+端接至直流电源+5V输出端， 运算放大器U2的V ‑端接直流电源‑5V。 7.如权利要求6所述的一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 其特征在于， 所 述一级放大电路的放大倍数由电阻R 10和电阻R 12确定。 8.如权利要求1所述的一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 其特征在于， 所 述二级放大电路包括运算放大器U3、 电阻R1、 电阻R3、 电阻R4、 电阻R5和电容C3， 其中， 运算 放大器U3同向输入端 连接一级放大电路输出端， 运算放大器U3的V+端接直流电源+5V， 所述 运算放大器U3的V ‑端接直流电源 ‑5V； 所述运算放大器U3反向输入端通过电阻R1与电源地 连接， 运算放大器U3反向输入端通过电阻R3连接至运算放大器U3的输出端， 运算放大器U3 的输出端经电阻R4、 电阻R5后输出； 电容C3的一端接在电阻R4和电阻R5中间， 另一端接电源 地。 9.如权利要求1所述的一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路， 其特征在于， 所 述I‑U转换电路的运算放大器U1选用带宽3.9GHz， 噪声 的宽带低噪声电压反 馈运算放大器； 所述一级放大电路的运算放大器U2选用带宽1GHz的宽带电流反馈运算放大 器； 所述二级放大电路的运 算放大器U3 选用电压转换率 为5500v/ μs的高速运 算放大器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217304894 U 2一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路 技术领域 [0001]本发明涉及红外光探测器信号放大技术领域， 具体涉及 一种红外探测器的带通滤 波放大电路。 背景技术 [0002]红外光是光谱分析仪器中常用的光源之一， 广泛应用于气体分析等场合中。 由于 红外探测 器对红外光响应电流值极小( μA)， 受环境噪声波动影响较大， 这对于提升分析仪 器的准确 性是十分不利的。 在气体分析场合中， 如何将微弱电流信号放大并降低噪声是检 测过程中的重要问题。 [0003]“CN104634457A ‑一种红外探测器的放大电路 ”， 的电路结构中只应用了放大电路， 无法减弱红外噪声。 传统红外探测器放大器中， 信号需传输至数据处理端， 使用算法做降噪 处理。 [0004]因此目前亟需一种稳定的红外 探测器的信号降噪滤波放大电路。 发明内容 [0005]有鉴于此， 本发明提供了一种用于红外探测器的信号带通滤波放大电路结构， 电 路稳定性良好、 红外探测器信号经放大后信号噪声小， 可广泛用于红外探测器信号放大领 域。 [0006]为达到上述目的， 本发明的技术方案为： 一种用于红外探测器 的信号带通滤波放 大电路， 包含I ‑U转换电路、 一级放大电路、 二级放大电路和直流电源， 红外探测器的电流信 号连接I‑U转换电路中运算放大器U1的反向输入端， 从运算放大器U1的输出端也即I ‑U转换 电路的输出端 出来后， 转换为电压信号， 经过带通滤波电路后， 输入到运算放大器U2的同向 输入端， 连接一级放大电路的输出端， 再输入到运算放大器U3的同向输入端， 连接二级放大 电路， 即作为信号带通滤波放大电路的输出端； [0007]所述I‑U转换电路包括运算放大器U1、 电阻R6、 电阻R8、 电阻R9、 电容C5、 电容C6； 具 体电路为： 所述运算放大器U1的V ‑端口连接到所述直流电源 ‑5V输出端， V+端 连接到直流电 源+5V输出端； 所述运算放大器U1的正向输入端连接到电源地， 用于滤除偏置电压中的噪 声， 使电压输出更平滑； 所述放大电路的输入端即红外探测 器DS1的电流信号正向端， 与运 算放大器U1的反向输入端 连接； 所述电阻R9的一端 连接到直流电源+5V， 第二端与电阻R8串 联， 电阻R8第二端连接到运算放大器U1的反向输入端， 运算放大器U1的反向输入端通过电 阻R8、 R9连接到+5V电源， 同时给红外探测器提供正向电压偏置； 电容C5与电容C6的并联电 路， 一端连接到电源地， 第二端串 联在电阻R8与电阻R9之间； 所述电阻R6一端 连接到运算放 大器U1的反向输入端， 第二端连接到运算放大器U1输出端， 即为I ‑U转换电路 的输出端。 所 述电容C5与电容C6组成的并联电路结构可滤除偏置电压中的噪声， 使电压输出噪声更低； I‑U转换电路将红外探测器输出的电流信号转换为电压信号在所述运算放大器U1的输出端 输出到带通滤波电路。说　明　书 1/3 页 3 CN 217304894 U 3