电荷放大器的研究
摘要
针对压电传感器的特点，设计一种电荷放大器 。电荷放大器由电荷变换级、适调级、低通滤波器、高通滤波器、末级功放和电源几部分组成。本次设计要使用到的器件有压电传感器、电荷放大器、低通滤波器和用于观察结果的示波器。
关键词：压电传感器；电荷放大器；滤波器
正文：
一、电荷放大器研究的背景和意义
电荷放大器是一个具有反馈电容的高增益运算放大器[1]，也是一种可以多通道组合的非电量测量仪器，它与压电加速度传感器和数据采集器及计算机配合，可以组成理想的振动和冲击测量系统，从而实现对车辆、桥梁、铁路、公路、地质、桩基、建筑物、飞行器等振动和冲击的加速度物理量的测量。随着计算机技术的发展和超大规模数字电路的出现，开始致力于程控放大器的研究与设计。程控放大器可由软件控制，自动改变增益，自动适应所输入的模拟信号电平。正是由于这一独特优点，程控放大器被越来越多地应用在自动控制、智能测试等领域[2]。
电荷放大器作为一种直接将电荷转换成电压信号的放大器，被广泛地用做传感器(例如，压电式传感器，光电传感器等)的转换电路[3]。随着传感器技术的不断发展，要求后续测量电路具有响应时间快，信噪比高，电路简单，利于集成等方向发展。传统的电荷放大器已经不能适应这种要求[4]。电荷放大器是采用了电容负反馈，所以电荷放大器对直流工作点相当于开环，导致零点漂移较大；为了减少零漂，使电荷放大器工作稳定，一般在反馈电容两端并联一个积分漂移泄露电阻R5（1012以上）做反馈，提供直流反馈，以保持电荷放大器电路正常工作[5]。当今世界各国越来越重视对电荷放大器的研究，并将其作为一个国家高速发展的重要标志之一，因此研制出一种高精度的电荷放大器具有非常高的实际意义和使用价值。
二、国内外研究概况
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