針對精準農業中對微弱信號檢測的技術需求，論文設計了以電流電壓轉換器，儀表放大器和低通濾波器為主要結構的微弱信號檢測前置放大電路。結合微弱信號的特點討論了電路中噪聲的抑制和隔離，提出了電路元件的選擇方法與電路設計中降低噪聲干擾的注意事項。本文利用集成程控增益儀表放大器PGA202 設計了微弱信號檢測前置放大電路， 并利用微弱低頻信號進行了測試，得到了理想的效果。

　　精準農業主要是依據實時獲取的農田環境和農作物信息，對農作物進行精確的灌溉、施肥、噴藥，最大限度地提高水、肥和藥的利用效率， 減少環境污染， 獲得最佳的經濟效益和生態效益。農田環境和農作物信息的準確獲取取決于可靠的生物傳感技術。如常規精準灌溉主要關注空氣的溫度、濕度和土壤的含水量，利用這些參數的變化控制對農作物的灌溉，而作物自身產生的一些信號能夠更準確的反映其自身的生理狀況， 通過檢測這些信號控制灌溉可以使灌溉更精確。目前精準灌溉技術正朝著以環境信息和農作物生理信息相結合為控制依據的方向發展，為此各種生物傳感器如植物電信號傳感器、植物莖流傳感器等應運而生。但一般作物自身生理狀況產生的信號極其微弱，往往電流信號只能達到納安級，電壓信號也只能達到微伏級。為有效的利用這些信號，應首先對其進行調理，本文根據植物生理信號的特點設計了適合此類微弱信號檢測的前置放大電路。

　　生物傳感器所產生的信號一般為頻率較低的微弱信號，檢測不同的植物生理參數，可能得到電壓或電流信號。對于電流信號，應首先把電流信號轉換成為電壓信號，通過放大電路的放大，最后利用低通濾波器，濾除混雜在信號中的高頻噪聲。微弱信號檢測前置放大電路的整體結構如圖1。

　　考慮到傳感器產生的信號非常微弱， 很容易受到噪聲的污染，所以放大電路選擇儀表放大器結構。儀表放大器擁有差分式結構，對共模噪聲有很強的抑制作用，同時擁有較高的輸入阻抗和較小的輸出阻抗，非常適合對微弱信號的放大。另外為了使輸出電壓在高頻段以更快的速度下降， 提高低通濾波器濾除噪聲的能力，這里選擇了二階低通濾波器。微弱信號檢測前置放大電路原理圖如圖2。生物傳感器產生的生物信號通常具有很大的動態范圍，達到幾個數量級，原理圖中R2 為可變電阻，通過改變R2 的阻值，可以改變儀表放大器的放大倍數，從而適應放大不同大小的微弱信號。