一种信号处理设备及其降干扰的电荷放大器制造技术

本申请公开了一种降干扰的电荷放大器，包括：第一输入端与前级电路及第二电阻第一端连接，第二输入端作为参考端并与负电荷变换器第二输入端连接的正电荷变换器；第一输入端与前级电路及第一电阻第二端连接的负电荷变换器；与正、负电荷变换器及参考端连接的差分叠加电路；第一端与正电荷变换器输出端连接，第二端与第四电阻第一端连接的第三电阻；第二端与负电荷变换器输出端连接的第四电阻；第一端与第二电阻第二端连接的第一电阻；第二电阻；第一、二电阻的连接端，与第三、四电阻的连接端连接。应用本申请的方案，可以有效地降低共模干扰且简单易实施。本申请还提供了一种信号处理设备，具有相应效果。

【技术实现步骤摘要】
一种信号处理设备及其降干扰的电荷放大器
本专利技术涉及电路
，特别是涉及一种信号处理设备及其降干扰的电荷放大器。
技术介绍
电荷放大器在使用时，会受到干扰的影响。特别是对于压电陶瓷等压电敏感器件而言，当其独立安装于电荷放大器的远端时，环境中的共模干扰极易通过连接压电敏感器件的电缆与干扰电场之间的分布电容CZ1、CZ2，进入后级的电荷放大器。干扰信号可能直接使电荷放大器输出限幅，且在压电敏感器件本身输出电荷信号时，叠加的干扰信号更易使电荷放大器限幅。目前的常用解决方法是通过屏蔽接地、提高压电敏感器件输入端对干扰源的绝缘电阻等方式，减少进入压电敏感器件传输电缆的输入端的电场干扰，但是，由于电场干扰主要是通过分布电容的耦合，因此无法消除分布电容，环境中的电场干扰仍然会不可避免地会通过干扰源对压电敏感器件的分布电容，进入电荷放大器，而经典的屏蔽接地、滤波等方法无法降低进入电路的共模干扰，从而导致电荷放大器输出限幅，严重时会使得电路受到干扰无法正常使用。还有的方案是选用高精度电子元器件，但是这样的成本太高。综上所述，如何有效地降低共模干扰，并且简单易实施，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种信号处理设备及其降干扰的电荷放大器，以有效地降低共模干扰，并且简单易实施。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种降干扰的电荷放大器，包括：第一输入端分别与前级电路以及第二电阻的第一端连接，第二输入端作为参考端并且与负电荷变换器的第二输入端连接，用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的正电荷变换器；第一输入端分别与前级电路以及第一电阻的第二端连接，用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的负电荷变换器；第一输入端与所述正电荷变换器的输出端连接，第二输入端与所述负电荷变换器的输出端连接，第三输入端与所述参考端连接，用于进行差分电压求和的差分叠加电路；第一端与所述正电荷变换器的输出端连接，第二端与第四电阻的第一端连接的第三电阻；第二端与所述负电荷变换器的输出端连接的所述第四电阻；第一端与所述第二电阻的第二端连接的所述第一电阻；所述第二电阻；并且，所述第一电阻和所述第二电阻的连接端作为第一目标端，所述第三电阻与所述第四电阻的连接端作为第二目标端，所述第一目标端与所述第二目标端连接。优选的，还包括：设置在所述第一目标端与所述第二目标端之间的比例放大电路。优选的，所述比例放大电路包括：同向输入端与所述第二目标端连接，反相输入端分别与第五电阻的第一端以及第六电阻的第一端连接，输出端分别与所述第六电阻的第二端以及所述第一目标端连接的第一运放；第二端与所述参考端连接的所述第五电阻；所述第六电阻。优选的，所述正电荷变换器包括：同相输入端作为所述正电荷变换器的第二输入端，反相输入端作为所述正电荷变换器的第一输入端并且同时与所述前级电路，所述第二电阻的第一端，第四电容的第一端以及第八电阻的第一端连接，输出端作为所述正电荷变换器的输出端的第二运放；第二端分别与所述第二运放的输出端以及第九电阻的第二端连接的所述第四电容；第二端与所述第九电阻的第一端连接的第八电阻；所述第九电阻；所述负电荷变换器包括：同相输入端作为所述负电荷变换器的第二输入端，反相输入端作为所述负电荷变换器的第一输入端并且同时与所述前级电路，所述第一电阻的第二端，第六电容的第一端以及第十一电阻的第一端连接，输出端作为所述负电荷变换器的输出端的第三运放；第二端分别与所述第三运放的输出端以及第十二电阻的第二端连接的所述第六电容；第二端与所述第十二电阻的第一端连接的第十一电阻；所述第十二电阻。优选的，还包括：设置在所述前级电路与所述正电荷变换器的第一输入端之间的第二RC电路；设置在所述前级电路与所述负电荷变换器的第一输入端之间的第三RC电路；并且，所述第二RC电路包括第三电容和第七电阻，所述第三RC电路包括第五电容和第十电阻：所述第三电容的第一端作为所述第二RC电路的第一端并且与所述前级电路以及所述第二电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端作为所述第二RC电路的第二端并且与所述正电荷变换器的第一输入端连接；所述第五电容的第一端作为所述第三RC电路的第一端并且与所述前级电路以及所述第一电阻的第二端连接，所述第五电容的第二端与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端作为所述第三RC电路的第二端并且与所述负电荷变换器的第一输入端连接。优选的，还包括：第一电容和第二电容；所述第二电容的第二端分别与所述第一电容的第一端以及所述第一目标端连接；当所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接时，所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第二端连接；当所述第二电容的第一端与所述第三电容的第二端连接时，所述第一电容的第二端与所述第五电容的第二端连接；当所述第二电容的第一端与所述第七电阻的第二端连接时，所述第一电容的第二端与所述第十电阻的第二端连接。优选的，所述第一电阻的阻值选择范围以及所述第二电阻的阻值选择范围均为按照共模输出电压UC小于预设阈值的规则，确定出的阻值选择范围；其中，Ui为外部环境电场的干扰电压，RC，Rf1以及RCZ均为中间参数，且RC＝R1＝R2，Rf1＝R3＝R4，RCZ＝RCZ1＝RCZ2，R1，R2，R3，R4依次表示第一电阻的阻值，第二电阻的阻值，第三电阻的阻值以及第四电阻的阻值；RCZ1和RCZ2分别表示Ui对电荷放大器的电荷信号源的正电荷输入端的耦合电容，Ui对电荷放大器的电荷信号源的负电荷输入端的耦合电容；RC3表示第三电容产生的阻抗，R7表示第七电阻的阻值。优选的，还包括：与所述正电荷变换器以及所述负电荷变换器均连接的第一RC电路；并且，所述第一RC电路包括：第一端与所述第八电阻的第二端连接，第二端与第七电容的第一端连接的第十三电阻；第二端与所述第十一电阻的第二端连接的所述第七电容；并且，所述第十三电阻的阻值为按照确定出的阻值；其中，中间参数fL表示目标截止频率，C3表示第三电容的容值，R8和C7分别表示第八电阻的阻值和第七电容的容值，中间参数Cf＝C3＝C4，C3和C4分别表示第三电容的容值和第四电容的容值，中间参数。优选的，所述差分叠加电路包括：第一端作为所述差分叠加电路的第一输入端，第二端分别与第十五电阻的第二端以及第四运放的同相输入端连接的第十四电阻；第一端作为所述差分叠加电路的第三输入端的所述第十五电阻；第一端作为所述差分叠加电路的第二输入端，第二端分别与第十七电阻的第一端以及所述第四运放的反相输入端连接的第十六电阻；输出端作为所述差分叠加电路的输出端，并且与所述第十七电阻的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降干扰的电荷放大器，其特征在于，包括：/n第一输入端分别与前级电路以及第二电阻的第一端连接，第二输入端作为参考端并且与负电荷变换器的第二输入端连接，用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的正电荷变换器；/n第一输入端分别与前级电路以及第一电阻的第二端连接，用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的负电荷变换器；/n第一输入端与所述正电荷变换器的输出端连接，第二输入端与所述负电荷变换器的输出端连接，第三输入端与所述参考端连接，用于进行差分电压求和的差分叠加电路；/n第一端与所述正电荷变换器的输出端连接，第二端与第四电阻的第一端连接的第三电阻；第二端与所述负电荷变换器的输出端连接的所述第四电阻；第一端与所述第二电阻的第二端连接的所述第一电阻；所述第二电阻；并且，所述第一电阻和所述第二电阻的连接端作为第一目标端，所述第三电阻与所述第四电阻的连接端作为第二目标端，所述第一目标端与所述第二目标端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种降干扰的电荷放大器，其特征在于，包括：
第一输入端分别与前级电路以及第二电阻的第一端连接，第二输入端作为参考端并且与负电荷变换器的第二输入端连接，用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的正电荷变换器；
第一输入端分别与前级电路以及第一电阻的第二端连接，用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的负电荷变换器；
第一输入端与所述正电荷变换器的输出端连接，第二输入端与所述负电荷变换器的输出端连接，第三输入端与所述参考端连接，用于进行差分电压求和的差分叠加电路；
第一端与所述正电荷变换器的输出端连接，第二端与第四电阻的第一端连接的第三电阻；第二端与所述负电荷变换器的输出端连接的所述第四电阻；第一端与所述第二电阻的第二端连接的所述第一电阻；所述第二电阻；并且，所述第一电阻和所述第二电阻的连接端作为第一目标端，所述第三电阻与所述第四电阻的连接端作为第二目标端，所述第一目标端与所述第二目标端连接。


2.根据权利要求1所述的降干扰的电荷放大器，其特征在于，还包括：
设置在所述第一目标端与所述第二目标端之间的比例放大电路。


3.根据权利要求2所述的降干扰的电荷放大器，其特征在于，所述比例放大电路包括：
同向输入端与所述第二目标端连接，反相输入端分别与第五电阻的第一端以及第六电阻的第一端连接，输出端分别与所述第六电阻的第二端以及所述第一目标端连接的第一运放；
第二端与所述参考端连接的所述第五电阻；
所述第六电阻。


4.根据权利要求1所述的降干扰的电荷放大器，其特征在于，所述正电荷变换器包括：
同相输入端作为所述正电荷变换器的第二输入端，反相输入端作为所述正电荷变换器的第一输入端并且同时与所述前级电路，所述第二电阻的第一端，第四电容的第一端以及第八电阻的第一端连接，输出端作为所述正电荷变换器的输出端的第二运放；
第二端分别与所述第二运放的输出端以及第九电阻的第二端连接的所述第四电容；
第二端与所述第九电阻的第一端连接的第八电阻；
所述第九电阻；
所述负电荷变换器包括：
同相输入端作为所述负电荷变换器的第二输入端，反相输入端作为所述负电荷变换器的第一输入端并且同时与所述前级电路，所述第一电阻的第二端，第六电容的第一端以及第十一电阻的第一端连接，输出端作为所述负电荷变换器的输出端的第三运放；
第二端分别与所述第三运放的输出端以及第十二电阻的第二端连接的所述第六电容；
第二端与所述第十二电阻的第一端连接的第十一电阻；
所述第十二电阻。


5.根据权利要求4所述的降干扰的电荷放大器，其特征在于，还包括：
设置在所述前级电路与所述正电荷变换器的第一输入端之间的第二RC电路；
设置在所述前级电路与所述负电荷变换器的第一输入端之间的第三RC电路；
并且，所述第二RC电路包括第三电容和第七电阻，所述第三RC电路包括第五电容和第十电阻：
所述第三电容的第一端作为所述第二RC电路的第一端并且与所述前级电路以及所述第二电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐德尧，曾娅娟，
申请(专利权)人：唐智科技湖南发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43