电荷放大器等效电路图Р由运算放大器知识和电路理论可知,下列关系式成立。Р Р由此可以可知,当频率高时,各导纳大于各个电导,上式可改写为Р Р只要A足够大,上式分母中的就远小于(1+A);Р故可略去,有Р Р Р3.3积分电路分析Р 本设计中由于需要把压电加速度计输出的加速度信号转换为速度信号,所以需要对其积分,采用德玻积分器,它使用了一个用一只电容作为负载的Howland电源泵以实现同相积分。正如我们所知道的,这个泵将电流强行“打入”进这只电容器。形成同相输入电压.Р然后运算放大器将这个电压放大给出,所以,Р Р Р积分电路原理图如图3所示:Р Р 图3 同相或德玻积分器Р参数设计及运算Р4.1电荷放大器参数Р 因为电荷放大器是高增益的放大器,即K>>1,因此,一般情况下则有:Р Р又因为电荷灵敏度Р 其单位是或pc/g。传感器电压灵敏度的单位是或者mV/g,S所以可Р由公式最终得到加速度a等于电压/电压灵敏度系数,单位为。Р查阅市场产品,有D221/D222型号的电荷放大器,其灵敏度为0.3,频率范围为1Hz~12kHz,M5顶端/连体电缆侧端输出。重量:2克,尺寸:7mm(六角)x12~16mm(高),M3螺钉安装。选取电荷放大器的积分灵敏度为0.3, 由于的容量为100-10000pF,可选取值电容为111pF。Р4.2积分电路参数Р基本同相有源积分的基本关系式为:Р Р积分时间常数为Р输出电压与速度之间的关系式为:Р Р根据设计任务的要求:=2.5V, v = 10m/s ,由电荷放大参数中,灵敏度=0.3,=111pF.Р所以求得时间常数=0.0108025 Рτ的大小决定了积分速度的快慢,当输入信号为正弦波时,τ的值不仅受运算放大器最大输出电压的限制,而且与输入信号的频率有关,对于一定幅度的正弦信号,频率越低τ的值应该越大。对于正弦波信号,积分电路的输出电压为:
全文预览
