前置放大器：接收机信号调理电路的核心组件

前置放大器：接收机信号调理电路的核心组件

前置放大器是接收机信号调理电路中的关键组件，主要用于放大微弱信号并实现与前端传感器的匹配。其设计需要兼顾高增益、宽信号带宽以及低噪声等多重要求。本文将详细介绍前置放大器的功能、设计需求及其在实际应用中的发展与创新。

前置放大器概述

前置放大器一般位于接收机信号调理电路的前端，主要用于对微弱信号的放大以及与前端传感器的匹配，在电路自噪声较低的情况下放大信号，从而得到信噪比较高的输出信号。同时，信号调理电路前端的前置放大器，既需要满足足够高的增益要求，还要具有足够大的信号带宽，能够使有用信号无损通过前置放大器。整个接收机信号调理电路的噪声主要取决于前置放大器的噪声，所以低噪声前置放大器对接收机系统是至关重要的，它的好坏将直接影响接收机系统的性能优劣。

下图为低噪声前置放大器：

设计需求

前置放大器是接收机信号调理电路的重要组成部分，要求放大电路能够无损失地获取传感器中发出的信号，并且不会将自身电路噪声带入信号中。设计一个高性能前置放大器的基本需求为：

1. 电路折合输入端噪声要求
2. 电路输入阻抗要求
3. 模块功耗要求
4. 模块增益要求
5. 电路幅频特性要求
6. 多通道增益、相位一致性要求

下图为宽带前置放大器：

技术发展历程

公司成立之初，为用户定制的前置放大器模块主要是在用户的分立元件方案基础上进行二次集成，主要是提高集成度和可靠性，低噪声运放型号选择的多是OP07、OP27等通用运放，噪声电压最低能控制在5μV左右；随着半导体设计技术和工艺的发展，低噪声运放芯片迅猛发展，而且随着模块PCB布版设计经验的不断积累，低噪声前置放大器模块的等效输入噪声已经可以降低到0.5μV以下，性能大大提高。同时在保证低噪声的前提下，也降低了模块的功耗和成本。

技术创新

HD-QF前置放大器模块采用了差分输入的电路结构形式，能够极大限度抑制前端带来的共模噪声干扰，并且在保证信号带宽的前提下，完成了两档增益可切换功能，可以适应更宽幅值范围的输入信号。另外，根据各种前端传感器的噪声特点，有针对性地增加低通或高通滤波器，可以在电路前端将噪声提前消除，可以极大限度降低前置放大器的噪声。

应用场景

通过对前端宽带低噪声运放的选型、模块PCB板的精心布版和参数的精密调整，从而实现了高性能宽带、低噪声前置放大器模块的研制。目前研制生产的低噪声前置放大器模块广泛应用于水声微弱信号放大、超声信号检测以及各类传感器微弱信号调理等电路。