产品别名 |
电荷放大器,单通道电荷放大器,多路电荷放大器,带积分电荷放大器 |
面向地区 |
全国 |
归一化电压放大级
利用一增益可调的运算放大器，使其对不同灵敏度的传感器具有不同的增益，从而得到归一化处理。
要改变增益，只需要改变Zf或Zi即可。本仪器中Zf为固定的10kΩ而Zi由三组十进制的精密金属膜电阻2 R1-9，2R10-18, 2 R19-27组成，当仪器面板上传感器灵敏度旋到1-0-0时，Zi=1kΩ
增益-A=10kΩ/1kΩ=10，而当旋到10-0-0时，Zi=1kΩ×9+1kΩ=10kΩ，增益-A=10kΩ/10kΩ=1
设加速度传感器的灵敏度为40pC/g，并给以10 g振动，若经电荷放大级后输出电压 为0.4V送至归一化放大级，此时若传感器灵敏度设置成4-0-0，则Zi=4kΩ，本级增益-A=10kΩ/4kΩ=2.5，这样经本级放大后输出电压成为0.4V×2.5=1V，也就是指示仪表上1V即为10g，从而达到“归一化”的目的。
3.4 输出放大器
本仪器的输出放大器为1:1运算放大器，能在一定的容性负载下稳定工作。
3.5 过载指示
过载指示电路由两组对称的触发器组成，一组用于正信号，一组用于负信号，大小10μS的脉冲即可使电路动作并延时2秒，指示器的输入信号从归一化放大器和输出放大器两处分别引出，这样当任一处输出电压>10Vр时，即可使过载指示器动作，指示器为红色发光二极管。
3.6 稳压电源
仪器中±15V稳压电源为典型的集成稳压电源，经变压器降压、整流、滤波、稳压后得到。
结构特征
本仪器为框架结构，可作单机作用，也可用内插或外插方式组合成多通道电荷放大器。机内主要元器件分装于两块印制电路板上，调试维修理均很方便。为在+40℃90%RH环境下正常工作，高绝缘处均用四氟塑料作绝缘材料，同时进行相应涂复。
电荷放大器原理--结构
电荷放大器主要由电荷变换级、低通滤波器、高通滤波器、末级功放和电源这几大部分构成，其各部分所完成的功能如下:
电荷变换级，电荷放大器的部分，其输入的是高阻抗低噪声信号，运用的是低漂移宽带精密运算放大器。其反馈电容Cf1具有101pF、102pF、103pF、104pF四个档位，反馈到输入端后的有效电容可通过公式C =(1+K)Cf1计算得出(其中，K为开环增益，常取106倍)。
低通滤波器，电荷放大器的第二部分，一般情况下使用的是二阶巴特沃斯有源滤波器，其具有通带平坦、结构简单、操作方便等特点，且对高频干扰信号的消除具有较高的可靠性。
高通滤波器，电荷放大器的第三部分，一般情况下使用的是二阶无源高通滤波器，可对低频干扰信号进行有效的滤除。
末级功放，电荷放大器的第四部分，主要用于完成对有用信号的放大。
电源，不是电荷放大器串联流程中的一部分，但却是其工作所不可缺失的，主要用于为电荷放大器提供能量。其将220V电压经降压、整流、滤波、稳压等几个环节后得到电荷放大器工作所需的15V电压。
1.多数传感器的感应部分能将机械量转变成微弱的电荷量Q，而且输出阻抗Ra。而通过适配电荷放大器就将此微弱电荷变换成与其成正比的电压，并将高输出阻抗变为低输出阻抗。Ca 配接传感器自身电容一般为数千pF，1/2 RaCa决定传感器低频下限。
Cc 传感器输出低噪声电缆电容。一般采用的导线值为100-300pF/米。
Ci 运算放大器A1输入电容典型值3pF 。
2.电荷变换级A1，采用高输入阻抗、低噪声、低漂移宽带精密运算放大器。反馈电容Cf1有101pF、102pF、103pF、104pF四档。根据米勒定理，反馈电容折合到输入端的有效电容量是C =(1+K)Cf1。其中K为A1开环增益典型值为120dB，即106倍。Cf1取100pF小时C约为108pF。假设传感器输入低噪声电缆长度为1000米，则Cc为95000pF。假设传感器Ca为5000pF，则CaCcCiC并联后CaCcCi总电容约为105pF，三者总电容与C相比105pF/108pF = 1/1000。换句话说5000pF自身电容的传感器输出电缆1000米，折合到反馈电容也只影响Cf1 0.1%的精度，而电荷变换级的输出电压为传感器输出电荷Q / 反馈电容Cf1，因此也只影响输出电压0.1%的精度。
电荷变换级的输出电压为Q / Cf1，所以当反馈电容分别为101pF、102pF103pF、104pF时,其输出分别为10mV/pC、1mV/pC。0.1mV/pC。0.01mV/pC。
3.低通滤波器
以A3为核心组成二阶巴特沃斯有源滤波器，元件少，调节方便，通带平坦，可有效地消除高频干扰信号对有用信号的影响。
4.高通滤波器
二阶无源高通滤波器可有效地抑制低频干扰信号对有用信号的影响。
5.末级功放
以A4为核心组成增益，输出短路保护精度高。
6.程控和面板控制参数
为了实现对灵敏度、滤波常数的调整，我们设计了利用USB接口的计算机程控系统，可以通过计算机对相应参数进行调整，同时面板也可以进行显示和调整。
7.过荷级
以A9为核心当输出电压大于10Vp时,前面板红色发光二级管LED闪亮。此时信号发生削顶失真，应降低增益或查找故障。
8.电源
仪器的工作电压为15V。它由AC220V 50Hz经变压器降压整流滤波，再经可调集成稳压电源稳压后得到。
关于接地：
为防止共地干扰，测量系统的接地问题十分重视，一般应使用交流只有一个接地点，以避免形成地回路，否则可能使仪器输出端出现很大的噪声（交流声）。可根据具体情况实地试验，仔细选择噪声小的接地方案。
面板图。
1. 过载指示
指示仪器输出峰值是否超过5Vp
2. HPF及 A，V，D开关：
用于选择单位额定机械量及下限频率，它们分别是：加速度（mS-2），对应下限频率有“0.3，1Hz”；速度（mS-1），对应下限频率有“1，10Hz”；位移（mm），对应下限频率有“1，10Hz”。在测量时，正确选用下限频率（高通滤波器），可抑制低频干扰信号，提高信噪比。
3. 电荷输入
接传感器输出的电荷信号。切不可从电荷输入端接入电压信号。
4. 小数点
最近来访记录
