[发明专利]基于压电传感器的电荷采集电路

说明书

本发明提供了一种基于压电传感器的电荷采集电路，包括依次连接的电荷积分电路、分压稳压电路、运放跟随电路、通道切换电路和AD转换电路；所述电荷积分电路为RC积分电路，所述电压跟随器设置为缓冲级和隔离级，所述电压跟随器的反馈增益为0dB，所述通道切换电路为模拟多通道复用器，所述AD转换电路为模数转换器ADC。本发明通过电荷积分电路、分压稳压电路、运放跟随电路、通道切换电路和AD转换电路的设置，能够实现传感器状态的实时采集。

技术领域

本发明涉及数据采集领域，具体的说，涉及了一种基于压电传感器的电荷采集电路。

背景技术

传感器技术发展十分迅速，压电传感器的技术已经十分广泛，在生产生活中重要性比重的加大，使得很多压电传感器的应用变得能够实现。模数转换器（ADC）是数字信号和模拟信号的接口，已经成为各种数字系统中必不可少的一个模块，它对整个数字系统有着十分巨大的作用。而压电传感器的电荷信号一般较为微弱，因此如何将压电传感器的电荷信号低损、高速、高精度地转换为稳定电压信号一直是一个设计难点。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种基于压电传感器的电荷采集电路。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于压电传感器的电荷采集电路，包括依次连接的电荷积分电路、分压稳压电路、运放跟随电路、通道切换电路和AD转换电路；所述电荷积分电路为RC积分电路，所述电压跟随器设置为缓冲级和隔离级，所述电压跟随器的反馈增益为0dB，所述通道切换电路为模拟多通道复用器，所述AD转换电路为模数转换器ADC。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明通过电荷积分电路、分压稳压电路、运放跟随电路、通道切换电路和AD转换电路的设置，能够实现传感器状态的实时采集。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种基于压电传感器的电荷采集电路，一种基于压电传感器的电荷采集电路，包括依次连接的电荷积分电路、分压稳压电路、运放跟随电路、通道切换电路和AD转换电路。

所述电荷积分电路为RC积分电路，当压电传感器在受到压力时，输出电荷信号到RC积分电路，利用电容的电荷不突变的作用，在输出端保持电压不变；当RC的值选择合适时，能够在电容两端获得实时性较强的电压信号。

所述分压稳压电路能够防止积分电路输出电压过高时损坏AD转换元件，且能较好的获得稳定采样波形。

所述电压跟随器设置为缓冲级和隔离级；所述RC积分电路中应用了电压放大器，而电压放大器的输出阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电荷应用提供了前提保证。

所述电压跟随器的反馈增益为0dB；运算放大器的增益与反馈后的增益之差即为反馈增益，如果反馈增益不足1倍（0dB），那么即使相位变化180°，回到正反馈状态，负增益也将在电路中逐渐衰减，理论上不会引起震荡。

所述通道切换电路为模拟多通道复用器，所述AD转换电路为模数转换器ADC。由于在实际应用中可能在一个电路中使用几个甚至几十个压电传感器，而要求主控拥有几十路AD通道是非常低效的，因此在采样频率要求不是特别高的场合，使用模拟多通道复用器，由主控分时控制采样通道与模数转换器ADC的切换。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。