在石墨電極電阻率測定儀，尤其是針對超高純度石墨樣品檢測的設備中，低噪聲放大電路是實現(xiàn)微弱電阻率信號精準捕捉的核心環(huán)節(jié)。超高純度石墨樣品的電阻率信號微弱且易受干擾，因此電路設計需圍繞“抑制噪聲、優(yōu)化放大、保障穩(wěn)定” 三大目標展開。

一、核心設計目標：平衡“低噪聲” 與 “高保真”

低噪聲放大電路需實現(xiàn)噪聲抑制最大化、信號放大高保真和動態(tài)范圍適配三大目標，三者相互關聯(lián)又相互制約，需通過精細化設計實現(xiàn)平衡。

二、噪聲來源分析：精準定位需抑制的關鍵噪聲

電路噪聲主要來自三個維度：

器件固有噪聲：包括電阻熱噪聲、半導體器件噪聲與電流噪聲，低頻段的閃爍噪聲和電阻熱噪聲影響顯著。

電磁耦合噪聲：儀器內(nèi)部和外部環(huán)境的電磁干擾通過多種途徑進入電路，導致信號失真。

電源噪聲：電源電壓紋波和瞬態(tài)脈沖噪聲影響放大器件工作穩(wěn)定性。

三、關鍵設計要點：從拓撲到布局的全維度優(yōu)化

電路拓撲選擇：采用“儀表放大器 + 共源極前置放大” 組合架構，適配高阻抗輸入和共模干擾抑制需求。

核心器件選型：選用低噪聲運算放大器、金屬膜電阻和特性適配的電容，降低固有噪聲。

噪聲抑制設計：通過多級電源濾波、多層電磁屏蔽和分區(qū)單點接地，阻斷噪聲傳播。

布局布線優(yōu)化：遵循信號流向布局，優(yōu)化敏感信號線布線，避免噪聲熱點。

四、設計驗證與調(diào)試：確保電路性能達標

通過噪聲水平測試、增益與線性度驗證、穩(wěn)定性測試，確保電路性能滿足儀器需求。

五、設計價值：為精準檢測提供核心技術支撐

低噪聲放大電路提升測定儀檢測精度，降低誤判率，拓展應用場景，延長儀器使用壽命。

審核編輯 黃宇