[实用新型]一种小型电荷放大器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及信号处理领域，特别涉及一种小型电荷放大器件。

背景技术

压电传感元件是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。压电材料的输出阻抗很大，一般的负载的输入阻抗面临和压电材料的输出阻抗不匹配的问题，特定的压电材料需要在后端重新设计电荷放大器的输入阻抗，才能够使负载在一个很好的状态下工作。

目前的电荷放大器是为压电陶瓷、PVDF压电薄膜或P（VDF＋TrFE）压电薄膜设计的集成器件，应用到压电驻极体薄膜传感器时面临着阻抗不匹配的问题，导致负载工作状态不好甚至不能工作，给用户带来了很大的不便。且传统的科研用电荷放大器采用了金属壳体屏蔽封装、多放大倍数调节、多频段滤波选择等功能，使得器件过于昂贵及庞大，也为压电驻极体薄膜传感器的应用带来了很大的不便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是：提供一种适合压电驻极体薄膜传感器的电荷放大器件设计方案，以解决市场上现有的电荷放大器件不能满足压电驻极体薄膜传感器应用的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型电荷放大器件，其特征在于，所述电荷放大器件包括：

用于阻抗转换的第一运算放大单元；

用于低通滤波的第二运算放大单元；

以及

用于为第一和第二运算放大单元提供稳定的电压基准的第三运算放大单元；

所述第一运算放大单元，包括第一运算放大器、电阻R1和电容C1；所述第一运算放大器的负向输入端分别连接电阻R1和电容C1的一端，所述电阻R1和电容C1的另一端连接第一运算放大器的输出端；

所述第二运算放大单元，包括第二运算放大器、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2和电容C3；所述第二运算放大器的正向输入端分别连接电阻R3和电容C3的一端，其负向输入端分别连接电阻R4和电阻R5，所述电阻R3的另一端分别连接电阻R2和电容C2的一端，所述电容C2的另一端和电阻R4的另一端都连接至所述第二运算放大器的输出端，所述电阻R2的另一端连接所述第一运算放大器的输出端；

所述第三运算放大单元，包括第三运算放大器、电阻R6和电阻R7；所述第三运算放大器的正向输入端分别连接电阻R6和电阻R7的一端，其负向输入端连接所述第一运算放大器的正向输入端，所述第一运算放大器的输出端分别连接电容C3和电阻R5的另一端，所述电阻R6的另一端连接电源Vcc，所述电阻R7的另一端接GND端。

作为优选方案，所述第一运算放大器的负向输入端连接所述电荷放大器件的信号输入端，所述第一运算放大器的输出端连接所述电荷放大器件的第一输出端。

作为优选方案，所述第二运算放大器的输出端连接所述电荷放大器件的第二输出端。

作为优选方案，所述电荷放大器件的外部设有一封装壳体，所述封装壳体采用屏蔽壳体或塑料壳体。

作为优选方案，所述封装壳体上设有六个端口，依次标号为：第一端口、第二端口、第三端口、第四端口、第五端口和第六端口；所述第一和第五端口连接所述电荷放大器件的GND端，第二端口连接所述电荷放大器件的信号输入端，所述第三端口连接所述电荷放大器件的第二输出端，所述第四端口连接所述电荷放大器件的第一输出端，所述第六端口连接电源Vcc。

作为优选方案，所述第一运算放大器采用高输入阻抗的运放。

本实用新型的有益效果是：本实用新型与现有的电荷放大器件相比具备以下优势：

1、本实用新型采用了适合压电驻极体薄膜传感器的第一运算放大器，使得运算放大器整体的输出达到了一个很好的效果。

2、本实用新型提供了适合压电驻极体薄膜传感器的低通滤波处理，使得传感器在无屏蔽处理下仍具有良好的波形输出。

3、本实用新型设置了有效的电压基准点，使得电荷放大器能够提供更加丰富的波形，为后端分析提供了更多的可能。

4、本实用新型将第一运算放大器以及第二运算放大器的输出同时开放，使得用户有了更多的选择。

附图说明

图1是本实用新型封装端口示意图；

图2是本实用新型的电路原理图。

其中，1-第一端口，2-第二端口，3-第三端口，4-第四端口，5-第五端口，6-第六端口，7-封装壳体。

具体实施方式