电荷放大器，电荷放大器是如何放大电荷的

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1，电荷放大器是如何放大电荷的
2，电荷放大器有什么特点
3，电荷放大器
4，使用电荷放大器的限制因素
5，压电式传感器中采用电荷放大器有何优点为什么电压灵敏度与电缆长
6，电荷放大器工作原理

1，电荷放大器是如何放大电荷的

光放大用光来增加投影的长度增加电荷测量的准确性

电荷放大器是如何放大电荷的

2，电荷放大器有什么特点

要把电荷量变成与之相应的输出电压，要求输入阻抗极高，输出对输入具有良好的积分关系

电荷放大器有什么特点

3，电荷放大器

这种电路形式也是可以的；电容值及电阻值是可以通过并联串联来得到合适的值的；运放需要选择 uV级的低失调电压和低失调电流运放

1、在使用压电晶体传感器的测试系统中，电荷放大器能够将传感器输出的微弱电荷信号转化为放大的电压信号，同时又能够将传感器的高阻抗输出转换成低阻抗输出。电压放大器能将压电传感器的高输出阻抗变为较低阻抗，并将压电式传感器的微弱电压信号放大。 2、电压放大器为了与传感器匹配需要高输入阻抗，因此，抗干扰能力不足；电荷放大器的输出电压与输入电荷量成正比，因而，信噪比高。 3、电压放大器带宽、灵敏度受传感器线路电容量限制；电荷放大器只与电量有关，所以，频带宽，灵敏度也高。 4、在实际应用中，电压放大器和电荷放大器都应加过载放大保护电路，否则，在传感器过载时，会产生过高的输出电压。

电荷放大器

4，使用电荷放大器的限制因素

电荷放大器工作原理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极高。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最小时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。

5，压电式传感器中采用电荷放大器有何优点为什么电压灵敏度与电缆长

压电式传感器中采用电荷放大器，可以避免信号传输中电缆的电容和电感对传感器输出，包括压电灵敏度的影响。　　压电式传感器，是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。　　电荷量：简称电量，由库伦定律的公式定义，定义q1、q2为电荷的电荷量，即电荷量定义来源于库伦定律公式。　　电荷定义为带电的微粒，定义电荷量为电荷量的多少或电荷数量的多少是错误的，应该是带“电”的多少，这里的“电”是指能激发电场的东西或质子（电子）的电属性的度量。　　电荷放大器是一种可以将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的放大器。电荷放大器本质上是一种输入阻抗非常高的放大器，能感受极微弱的电荷量输入；一些以电荷量为输出的传感器，如压电式传感器，由于产生的电量极为微弱，只有在极高的阻抗（绝缘）下才能形成。因此输出阻抗非常高。必须经电荷放大器的配合，才能将产生的电量转化为“可用”的电量。同时由于放大器的低输出阻抗，信号传输可以在一定距离内基本不受传输距离（电缆长度）的影响。　　电缆的导线，可以在线间及周边形成电容和电感，以及漏电流。压电式传感器，由于产生的电量极为微弱，如果用电缆导出，电缆的电容和电感会严重影响输出量的变化（例如，电荷必须先将电容充满，才能表现为电势）。因此压电式传感器，必须在最近的位置上与电荷放大器的配合，才能及时、无损的将产生的电量转化为“可用”的电量。　　压电式传感器中将压电元件与电荷放大器整合在一起，可以避免信号传输中电缆的电容和电感对传感器输出，包括压电灵敏度的影响。

压电式传感器与电压放大器之间必须采用很短的导线，且电压放大器必须是高输入阻抗的，通常大于10M。这种模式称为传感器的电压输出模式。压电式传感器与电荷放大器之间允许较长的导线。这种模式称为传感器的电荷输出模式。当压电式传感器与电荷放大器做成一体时，称为IEPE传感器，这种方式允许最长的导线连接到后面的设备。

6，电荷放大器工作原理

电荷放大器由电荷变换级、适调级、低通滤波器、高通滤波器、末级功放、电源几部分组成。1.电荷放大器可配接压电加速度传感器。其特点是将机械量转变成与其成正比的微弱电荷Q，而且输出阻抗Ra极高。电荷变换级是将电荷变换为与其成正比的电压,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最小时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杜、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。

其实电荷放大器也是运算放大器，不同的是电荷放大器与普通运算放大器还有是差异的：输入端用了li-coms工艺，使输入的偏流极小！基本都是fa级别。输入级相对比较弱，因为电荷放大器输入阻抗问题，内部都没有esd等保护电路。放大器的带宽都很窄，因为低漏电mos管的低压低漏电特性，但mos管的动态性能与跨导都不高。上面的电路其实用低偏流运算放大器也能达到要求，压电片是静电特性元件，输出频呼特性也是非常的好，但是输出阻抗与频率有一定关系。但压电片还是有一定的输出阻抗，只是非常的高，运算放大器的输入阻抗直接影响压电片的灵敏度（阻抗匹配）。这个电路设计成窄带放大器，三个电容与压电片并联，用于限制压电片频响（运放频响不高），调节rf的大小改变电路增益，电容cf为相位补偿，电路的频响直接由压电片决定。

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