杭州从事TB电荷放大器

DFT2001型电荷放大器技术参数
2.1 输入特性
大输入电荷量±106 Pc
2.2 灵敏度：0.01-1000mV/Pc（源电容1nF时-40~+60dB）
2.3 传感器灵敏度调节：三位十进制按码开关传感器灵敏度调节1-999Pc/Unit⑴
2.4 准确度
0.1mV/Unit,1mV/Unit,10mV/Unit,100mV/Unit,1000mV/Unit五档，当输入电缆等效电容分别小于10nF,68nF,22nF,6.8nF,2.2nF时，1kHz基准条件⑵小于±1%，额定工作条件⑶小于±2%。
2.5 滤波器及频率响应
2.5.1 高通滤波器：下限频率0.3、1、3、10、30、100Hz六档。
允许偏差：0.3Hz,-3dB±1.5dB;1、3、10、30、100Hz
-3dB±1dB
衰减斜率：-6dB/cot
2.5.2 低通滤波器：上限频率0.3、1、3、10、30、100kHz六档。
允许偏差：-3dB±1dB
衰减斜率：-12dB/oct
2.6 输出特性
2.6.1 大输出幅度：±10Vp
2.6.2 大输出电流：±5mA
2.6.3 小负载电阻：100Ω
2.6.4 谐波失真度：在频率低于30kHz,电容性负载<47nF满幅输出时<1%
2.7 噪声：＜5mV（高增益档）
2.8 过载指示：输出峰值超过±10Vp（±0.5）时发光二极管亮，保持时间约2秒。
2.9 预热时间：约30分钟
2.10 电源：AC220V±10%
2.11 外形尺寸：7 0(W)×132.5(H) ×200(D)mm
2.12 重量：约2kg
注：（1）Unit单位：指与传感器灵敏度单位相对应的机械量单位、如重力
加速度单位g，加速度单位mSˉ²,力单位N等
（2）基准条件：a、20℃±2℃
b、相对湿度（45-75）%RH
c、AC220V±2%或DC±19-21V
d、负载电阻>10kΩ
（3）额定工作条件：a、0℃-50℃
b、相对湿度（20-90）%RH
c、供电电压AC110V~220V±10%
d、负载电阻>100Ω

高低通滤波器
本仪器高通滤波器为紧接在电荷放大级输出端的单级RC滤波器，其每倍频程衰减6 dB
利用改变R，来得到6档不同的下限频率。但在0.3 Hz一档时，实际高通滤波器的频率约为0.08 Hz，而仪器的低下频率由电荷放大级确定。
低通滤波器为两级RC有源滤波（图3.2），从高通滤波器输出的信号经二节RC低通滤波后送至运算放大器同相端并将输出信号正反馈至输入端以补偿通带内的不平坦度，若R1=R2，则当C1=2C2时，其幅频特性好。该滤波器衰减率为每倍频程约12 dB，同时改变R1和R2，以获得6档不同的上限频率。

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。