CN202918246U - 一种低噪声前置电荷放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低噪声前置电荷放大器，包括反馈模块，运算放大器，稳压保护模块和反馈滤波电阻，所述反馈模块连接于所述运算放大器的负输入端与输出端之间，用于构成反馈回路；所述稳压保护模块的一端和所述反馈滤波电阻的一端分别与所述运算放大器的负输入端相连接，用于对输入信号进行滤除噪声和对电路进行稳压保护；所述稳压保护模块的另一端与供电电源相连接，所述反馈滤波电阻的另一端与信号输入端，用于为稳压保护模块供电。本实用新型将电荷信号转换成相对应的电压信号，具有高阻抗，低噪声，低漂移，高增益的特点，即使是对于变化的电缆分布电容也不会影响到测量结果，方便后续的放大和处理。

Description

一种低噪声前置电荷放大器

技术领域

本实用新型涉及一种电荷放大器，特别涉及一种低噪声前置电荷放大器。

背景技术

现有技术已应用于检测旋转设备振动监测***，其典型工作方式是运用运算放大器组成的并联电压放大器式积分器其实际内容是一种“电荷电压转换器”。电荷放大器设计存在的技术难点主要有三个方面：传感器方面，运算放大器方面，反馈电容的选取方面。

传感器部分输出信号较小、传感器的频率范围很大。现在精度高的传感器低频可以做到0.00001Hz.接近直流，高频可以到达1.2KHz，对运放的响应频率要求很高。同时低频时，输出的信号幅度较小，信号很微弱。

运算放大器方面：电荷放大器的反馈电阻非常大，通常在150M欧以上。则对运算放大器的要求是具有很低的偏置电流和很高的输入阻抗。如果要制作频带响应非常好的电荷放大器，反馈电阻通常在1G以上，即使是nA级别的偏置电流也会产生数V以上的偏压。

反馈电容的选取方面：电荷放大器是一个深度负反馈的高增益放大器。要求反馈电容具有时间和温度稳定性好等高性能。因此，研制适用于工程现场应用的、简单的、低成本的低频特性良好的电荷放大器，以便实现真正的宽频带电荷放大器便成了一个长期困扰工程实践的难题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高阻抗，低噪声，低漂移，高增益的低噪声前置电荷放大器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种低噪声前置电荷放大器，包括反馈模块，运算放大器，稳压保护模块和反馈滤波电阻，所述反馈模块连接于所述运算放大器的负输入端与输出端之间，用于构成反馈回路；

所述稳压保护模块的一端和所述反馈滤波电阻的一端分别与所述运算放大器的负输入端相连接，用于对输入信号进行滤除噪声和对电路进行稳压保护；

所述稳压保护模块的另一端与供电电源相连接，所述反馈滤波电阻的另一端与信号输入端，用于为稳压保护模块供电。

本实用新型的有益效果是：在电路中设置反馈滤波电阻，能够滤除输入噪声，设置反馈模块，实现了高增益。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述稳压保护模块包括两个稳压二极管；

一个稳压二极管的正极与运算放大器的负连接端相连接，另一端与供电电源的正连接端相连接；

另一个稳压二极管的负极与运算放大器的负连接端相连接，另一端与供电电源的负连接端相连接。

进一步，所述反馈模块包括反馈电阻和反馈电容，所述反馈电阻与所述反馈电容并联连接。

进一步，所述反馈电阻的阻值为1G欧。

进一步，所述反馈滤波电阻的阻值为1G欧。

进一步，所述反馈电容的容抗为1000PF。

采用上述进一步方案的有益效果是采用容抗较大的电容及阻抗较大的电阻，增加电路的阻抗，及抑制了零点漂移的产生。

附图说明

图1为本实用新型电路原理图；

图2为本实用新型应用中的电路原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

R1、限流滤波电阻，D1、第一稳压二极管，D2、第二稳压二极管，C1、反馈电容，R2、反馈电阻，U1、运算放大器，C2电容，R3，电阻，A1、传感器接口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，为本实用新型电路原理图；图2为本实用新型应用中的电路原理图。

实施例1

一种低噪声前置电荷放大器，包括反馈模块2，运算放大器U1，稳压保护模块1和反馈滤波电阻R1，所述反馈模块2连接于所述运算放大器U1的负输入端与输出端之间，用于构成反馈回路。

所述稳压保护模块1的一端和所述反馈滤波电阻R1的一端分别与所述运算放大器U1的负输入端相连接，用于对输入信号进行滤除噪声和对电路进行稳压保护；

所述稳压保护模块1的另一端与供电电源相连接，所述反馈滤波电阻R1的另一端与信号输入端，用于为稳压保护模块供电。

所述稳压保护模块1包括第一稳压二极管D1和第二稳压二极管D2；

第一稳压二极管D1的负极与运算放大器U1的负连接端相连接，第一稳压二极管D1的正极与供电电源的负连接端-2.6_AP相连接；

第二稳压二极管D2的正极与运算放大器U1的负连接端相连接，第二稳压二极管D2的负极与供电电源的正连接端+2.6_AP相连接。

所述反馈模块2包括反馈电阻R2和反馈电容C1，所述反馈电阻R2与所述反馈电容C1并联连接。所述反馈电阻R2的阻值为1G欧。所述反馈滤波电阻R1的阻值为1G欧。所述反馈电容的容抗为1000PF。

图2中，电容C2的一端与所述运算放大器的负连接端相连接，电容C2的另一端接地，电阻R3的一端与所述运算放大器的正连接端相连接，电阻R3的另一端接地，传感器接口A1可外接传感器的信号输出端，将此信号引入电路中进行滤波、放大、电荷转化为电压等操作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低噪声前置电荷放大器，其特征在于：包括反馈模块（2），运算放大器（U1），稳压保护模块（1）和反馈滤波电阻（R1）;

所述反馈模块（2）连接于所述运算放大器（U1）的负输入端与输出端之间，用于构成反馈回路；

所述稳压保护模块（1）的一端和所述反馈滤波电阻（R1）的一端分别与所述运算放大器（U1）的负输入端相连接，用于对输入信号进行滤除噪声和对电路进行稳压保护；

所述稳压保护模块（1）的另一端与供电电源相连接，所述反馈滤波电阻（R1）的另一端与信号输入端，用于为稳压保护模块供电。

2.根据权利要求1所述的低噪声前置电荷放大器，其特征在于：所述稳压保护模块（1）包括第一稳压二极管（D1）和第二稳压二极管（D2）；

第一稳压二极管（D1）的负极与运算放大器（U1）的负连接端相连接，第一稳压二极管（D1）的正极与供电电源的负连接端相连接；

第二稳压二极管（D2）的正极与运算放大器（U1）的负连接端相连接，第二稳压二极管（D2）的负极与供电电源的正连接端相连接。

3.根据权利要求1所述的低噪声前置电荷放大器，其特征在于：所述反馈模块（2）包括反馈电阻（R2）和反馈电容（C1），所述反馈电阻（R2）与所述反馈电容（C1）并联连接。

4.根据权利要求3所述的低噪声前置电荷放大器，其特征在于：所述反馈电阻（R2）的阻值为1G欧。

5.根据权利要求3所述的低噪声前置电荷放大器，其特征在于：所述反馈滤波电阻（R1）的阻值为1G欧。

6.根据权利要求3所述的低噪声前置电荷放大器，其特征在于：所述反馈电容的容抗为1000PF。

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