扬州电荷放大器

工作原理
DFT2001电荷放大器由电荷放大级，前级放大器归一化电压放大级，高、低通滤波器，输出放大级，过载指示和稳压电源五部分组成。各部分工作原理简述如下：
3.1 电荷放大级
电荷放大级由一个带电容反馈的高输入阻抗高增益的运算放大器所组成，连同压电传感器与输入电缆，其等效电路如图3.1。
其输出电压：
Vo= -QA/Ct+Co+Cf(1+A)
式中：Q——传感器产生的电荷
Ct——传感器电容
Co——输入电缆电容
Cf——反馈电容
-A——运算放大器开环增益（负号指输入与输出反相），由于A很大，也因此一般情况下：
| Ct+ Co|<<| Cf（1+ A）|这样
Vo≈- QA/ Cf（1+ A）≈-Q/ Cf (A>>1)
由上式可知，若反馈电容Cf不变，则输出电压Vo与输入电荷Q成正比，基本上与输入电缆电容无关，因此电荷放大器可使用很长的输入电缆而对测量精度影响甚小。

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。

安装
5.1 安装与使用环境应符合SJ2075-82《电子测量仪器环境要求及其试验方法》Ⅱ组条件（可参阅第3页）。
5.2 传感器输出信号的配接：若传感器输出为电荷信号，应接本仪器电荷输入端；若为电压信号则应接电压输入端。测量振动冲击时，可选用我公司压电式加速度传感器，测量压力时可使用我公司压电式压力传感器。这两个系列的传感器输出均为电荷信号，因而均应接至电荷输入端。对于各种传感器的特性与使用方法，请参看传感器的相应说明书。
5.3 电缆的连接：本仪器所附的输入电缆为STYV-1型低噪声电缆，输入电缆线两端均为L5插头，供连接传感器和仪器用。如需加长输入电缆，可定制或用我厂生产的不同长度的电缆线通过L5电缆接头进行加长，电缆加长后会引入一定的噪声，这些噪声有电缆的固有噪声，机械运动引起的噪声和从地回路感应的交流声，因此不仅要尽可能采用低噪声电缆，而且要把电缆固定好，并尽可能避免电缆靠近电力线，有线广播线等。此外输入和输出电缆会在一定程度上影响仪器的频率特性，使30kHz以上的信号有不同程度的衰减，因此测量中应尽可能避免过长的电缆。
5.4 输出显示记录仪器的选用：电荷放大器系二次仪表，尚需根据不同要求配用适当的三次仪表，以便对被测物理量进行测量、显示分析、记录。选用时一般可按下列原则：（a）测量周期性、非周期性或单次信号的峰值、有效值，应选用有峰值保持功能的真有效值电压表。对于正弦振动则可用普通电子交流毫伏表测得有效值再换算为峰值即可。（b）观察记录波形：对于重复频率较高的周期性振动冲击或动态力，可采用示波器或用数采等，频率低于数千赫的周期或非周期的振动，采用光线记录示波器、单次脉冲或瞬态力信号可用记忆示波器观察同步照相或用数采，瞬态数字记录仪记录后，反复重放。(c)频谱分析：可根据不同要求选用不同类型的频谱分析仪。
5.5 频率和相位
DFT2001的频率和相位性分别于图5.3和5.4。对于大多数测量，可置于幅度和相移误差忽略不计的频率范围内，但对于所选下限频率10倍和上限频率0.1倍的测量频率时，引入相位的非线性是不可避免的。
对于周期信号，放大器相位的非线性存在并不影响它的有效值测量，但会影响峰值测量精度，因为当信号既含高频成份，也包含低频成份时，相位的非线性破坏了信号的波形。因此，对于复杂信号如冲击信号，宜将放大器的下限置于0.3Hz上限置于100kHz。
5.6 关于接地：为防止交变干扰，测量系统的接地问题十分重视，一般应使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。