[发明专利]振动传感器信号调理电路拓扑结构

权利要求书

1.一种振动传感器信号调理电路拓扑结构，其特征在于，包括：电荷转换单元电路、调理放大单元电路、带通滤波单元电路、输出放大单元电路和稳压电源单元电路，其中，

所述电荷转换单元电路，用于将压电陶瓷产生的高阻电荷信号转换成低阻电压信号；

所述调理放大单元电路与所述电荷转换单元电路连接，用于将所述低阻电压信号的电压值进行放大；

所述带通滤波单元电路与所述调理放大单元电路连接，用于对放大后的低阻电压信号中的高频噪声和低频噪声进行滤除；

所述输出放大单元电路与所述带通滤波单元电路连接，用于将带通滤波后的电压信号放大至预设电压信号值；

所述稳压电源单元电路分别与所述电荷转换单元电路、所述适调放大单元电路、所述带通滤波单元电路和所述输出放大单元电路连接，用于提供稳定电源电压。

2.根据权利要求1所述的振动传感器信号调理电路拓扑结构，其特征在于，所述电荷转换单元电路包括反馈电阻、运算放大器和反馈电容，所述运算放大器选择TL081芯片，其中，所述反馈电阻与所述运算放大器并联，所述运算放大器与所述反馈电容并联。

3.根据权利要求2所述的振动传感器信号调理电路拓扑结构，其特征在于，压电陶瓷片与所述运算放大器的反向端相连，高阻电荷信号通过所述运算放大器的反向端后，再经过所述反馈电容，使所述运算放大器的输出端输出低阻电压信号。

4.根据权利要求3所述的振动传感器信号调理电路拓扑结构，其特征在于，所述低阻电压信号与所述压电陶瓷片的输入电荷量成正比，与所述反馈电容的容值成反比。

5.根据权利要求1所述的振动传感器信号调理电路拓扑结构，其特征在于，所述调理放大单元电路采用反相比例放大电路，其中，输入阻抗等于R₁，输出阻抗R₂趋近于0，平衡电阻为R_p，输出输入比为：

V_o/V_i＝A_VF＝-R₂/R₁

其中，V_o为调理放大单元电路的输出电压值，V_i为低阻电压信号的数值，A_VF为电压放大倍数。

6.根据权利要求1所述的振动传感器信号调理电路拓扑结构，其特征在于，所述带通滤波单元电路包括二阶RC有源低通滤波器和一阶RC有源高通滤波器，所述二阶RC有源低通滤波器和所述一阶RC有源高通滤波器串联，其中，

所述二阶RC有源低通滤波器，用于将所述放大后的低阻电压信号中的高频噪声进行滤除；

所述一阶RC有源高通滤波器，用于对所述二阶RC有源低通滤波器处理后的电压信号中的低频噪声和直流信号分量进行滤除。

7.根据权利要求1所述的振动传感器信号调理电路拓扑结构，其特征在于，所述输出放大单元电路采用同相比例放大电路，其中，输入阻抗R₁为运放自身输入阻抗，输出阻抗R₂趋近于0，输出输入比为：

其中，V_o为输出放大单元电路的输出电压值，V_i为带通滤波单元电路滤除后的电压信号的数值，A_VF为电压放大倍数。

8.根据权利要求1所述的振动传感器信号调理电路拓扑结构，其特征在于，所述稳压电源单元电路利用固定输出集成稳压器来搭建线性稳压电源。