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儀器學理論中的電子學設計
來源:http://www.rolypigusa.com/   作者:紫外可見分光光度計    更新日期:2015-05-20 12:29:12   
摘要:儀器設計者除要求掌握電子學理論外,還應該了解、掌握儀器學中的光電發的光電特性,這樣才能設計出優質的儀器。例如,對於采用直流電壓放大器電路的光譜儀器,在設計光電倍增管電路時,一般將光電倍增管的負載電阻取為10~100kΩ,最佳的選擇應該是10kΩ左右。而有些設計者卻把負載電阻設計為幾十兆歐(MΩ),這是造成光譜儀器噪聲很大、很不穩定的主要原因之一。

儀器設計者除要求掌握電子學理論外,還應該了解、掌握儀器學中的光電發的光電特性,這樣才能設計出優質的儀器。例如,對於采用直流電壓放大器電路的光譜儀器,在設計光電倍增管電路時,一般將光電倍增管的負載電阻取為10~100kΩ,最佳的選擇應該是10kΩ左右。而有些設計者卻把負載電阻設計為幾十兆歐(MΩ),這是造成光譜儀器噪聲很大、很不穩定的主要原因之一。

儀器學理論中的電子學設計

另外,設計者應對整機的原理和各個部件有全麵的了解,尤其要對整機和部件的主要性能技術指標有足夠的了解。如果不了解儀器整機原理,不了解儀器整機對部件的要求,就不可能設計出優質的儀器。有些設計者在設計電子學係統的放大器時,由於不了解哪些因素會影響放大器的噪聲和穩定性,放大器的噪聲和穩定性對整機的噪聲和穩定性有多大的影響。所以,將直流放大器的放大倍數設計成150倍以上。導致放大器的漂移和噪聲很大,不能滿足使用要求。作者的實器的放大倍數應該控製在30倍以下。放大倍數達到150倍的直流放大器,其噪聲和漂移會嚴重影響整機的性能。

計者還必須熟悉、了解電子元器件,否則,會因為元器件的使用不當,而影響設計出的電子部件的質量。特別要注意對直流放大器或直流I/V變換器的設計。根據作者的實踐經驗,反饋電阻的設計對I/V變換器非常重要,反饋電過大,I/V變換器會不穩定;反饋電阻過小,則滿足不了後麵電壓放大器的要求。同時,在I/V變換器的反饋電阻處,一定要並聯一隻合適的優質電容,否則,不可能得到優質的I/V變換器。

在電子學設計時要重視對放大器的設計,千萬不能簡單化。有時為了儀器整機的穩定性,寧可用多級(一般采用兩級或兩級以上)低倍(有時用10倍以下)的放大器組成一隻完整的放大器。特別是在前置放大器的設計上,更要小心從事。作者曾經在設計前置電流放大器時,選擇較大的反饋電阻(8MΩ),結果該放大器工作不穩定,噪聲和漂移都很大。後來經過反複試驗,將8MΩ的反饋電阻改為3. 03 MΩ(采用O.5%的金屬膜、RJJ級的特製電阻),才得到了非常滿意的結果。作者曾在工作中,采用直流電流放大器作為前置放大器(I/V變換‘器),I/V變換器後麵不再接放大器,直接將I/V變換器的信號鄉輸出給A/D變換器,再傳到數字電路。結果,儀器整機的穩定性極差,根本不能使用。因為這樣做,必然要將i/v多阻選擇得很大(10MΩ),此時,儀器整機的噪聲和漂移當然就會很大。後來改變設計,在I/V變換器後麵增加一級放大(放大倍數為10倍),將I/V變換器的反饋電阻改為3.3 MΩ,使儀器性能大為改善。

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