基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路制造技术

本发明专利技术涉及一种基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路，包括信号处理通道，信号处理通道包括电荷变换电路、放大电路、第一低通滤波电路、高通滤波电路、第二低通滤波电路；电荷变换电路输入电荷信号并转换为电压信号；放大电路与电荷变换电路的输出端相连接，将电压信号放大；第一低通滤波电路与放大电路的输出端相连接，对放大后的电压信号进行低通滤波；高通滤波电路与第一低通滤波电路的输出端相连接；第二低通滤波电路与高通滤波电路的输出端相连接；该电路采用低温陶瓷共烧技术在多层LTCC基板上集成，并采用金属外壳封装工艺进行封装。本发明专利技术的电路体积小、工作温度范围较宽，其适用性和可靠性较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于低温陶瓷共烧技术(LTCC)、采用多层基板工艺的电荷选通变换器电路。
技术介绍
传统的压电式加速度计信号处理电路大多是采用分立器件搭建而成，一般体积都比较大、精度不高、频带不可调，并且由于塑封器件高低温性能不好，其在高低温状态下的性能得不到有效的保证，因此很难应用到一些在严酷条件下使用的传感器系统中。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于LTCC多层基板工艺制造的体积小、精度高的电荷选通变换器电路。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路，其包括信号处理通道，所述的信号处理通道包括电荷变换电路，所述的电荷变换电路的输入端输入电荷信号，所述的电荷变换电路将所述的电荷信号转换为电压信号并输出；放大电路，所述的放大电路的输入端与所述的电荷变换电路的输出端相连接，所述的放大电路将所述的电荷变换电路所输出的电压信号进行放大；第一低通滤波电路，所述的第一低通滤波电路的输入端与所述的放大电路的输出端相连接，所述的第一低通滤波电路对经所述的放大电路放大后的电压信号进行低通滤波；高通滤波电路，所述的高通滤波电路的输入端与所述的第一低通滤波电路的输出端相连接；第二低通滤波电路，所述的第二低通滤波电路的输入端与所述的高通滤波电路的输出端相连接，所述的第二低通滤波电路的输出端为所述的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路的输出端；所述的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路采用低温陶瓷共烧技术在多层LTCC基板上集成，并采用金属外壳封装工艺进行封装。优选的，其还包括运算运放、稳压源、基准源，所述的稳压源与所述的第一低通滤波电路相连接，所述的基准源与所述的高通滤波电路相连接。优选的，所述的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路中集成有多路所述的信号处理通道。优选的，所述的电荷变换电路包括运放，所述的运放的反相输入端为所述的电荷变换电路的输入端，所述的运放的同相输入端经过第二电阻接地，所述的运放的输出端与所述的反相输入端之间连接有第一电容，所述的第一电容的两端并联有相串联的第一电阻和第四电阻，所述的第一电阻和所述的第四电阻的共同端经第三电阻接地。优选的，所述的第一低通滤波电路包括低通滤波芯片及其外围电路。优选的，所述的放大电路与所述的第一低通滤波电路之间设置有隔直电容。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点本专利技术的基于LTCC多层基板工艺制造的电荷选通变换器电路体积小、工作温度范围较宽，其适用性和可靠性较高。附图说明附图I为本专利技术的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路的电路原理框图。附图2为本专利技术的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路的电荷变换电路的电路图。附图3为本专利技术的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路的第一低通滤波电路的电路图。附图4为本专利技术的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路的整体电路图。具体实施例方式下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一参见附图I所示。一种基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路，在同一封装中集成了两路信号处理通道。两路信号处理通道可以同时在两个不同的频段下工作。每个信号处理通道包括电荷变换电路、放大电路、第一低通滤波电路、高通滤波电路、第二低通滤波电路。电荷变换电路的输入端输入电荷信号，电荷变换电路将电荷信号转换为电压信号并输出。放大电路的输入端与电荷变换电路的输出端相连接，放大电路将电荷变换电路所输出的电压信号进行放大。第一低通滤波电路的输入端与放大电路的输出端相连接，第一低通滤波电路对经放大电路放大后的电压信号进行低通滤波。高通滤波电路的输入端与第一低通滤波电路的输出端相连接。第二低通滤波电路的输入端与高通滤波电路的输出端相连接，第二低通滤波电路的输出端为基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路的输出端。该基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路中还包括运算运放、稳压源、基准源。稳压源与第一低通滤波电路相连接，基准源与高通滤波电路相连接。参见附图2所示。电荷变换电路包括运放，运放的反相输入端为电荷变换电路的输入端，运放的同相输入端经过第二电阻接地，运放的输出端与反相输入端之间连接有第一电容，第一电容的两端并联有相串联的第一电阻和第四电阻，第一电阻和第四电阻的共同端经第三电阻接地。由于该电路的输入信号是电荷信号，为了防止电荷信号在输入时因为输入阻抗低而产生无谓的损耗，所以需选用高输入阻抗的运放。经查资料，选用LF444A四运放芯片，其输入阻抗在1012Ω数量级，可以尽量减少输入信号的损耗。传统的压电式加速度计信号处理电路使用过程中，曾出现过因为电路过载而导致的电荷阻塞现象，因此在电路的电荷变换部分，采用了 T型电阻网络。这个T型电阻网络的好处就是既可以保持很高的输入阻抗，又可以在发生电荷阻塞现象时，尽快的形成放电回路，从而有效减少电荷阻塞的时间。第一低通滤波电路包括低通滤波芯片及其外围电路。输入信号经过电荷转换电路之后，成为一个正弦信号，并进入放大电路。正弦信号被放大20倍之后，通过一个隔直电容，进入由MAX293芯片构成的第一低通滤波电路，将200Hz以上的信号滤掉。之所以选用MAX293芯片，主要是因为其滤波效果好，带外衰减高，并且频率调节方便。MAX293芯片有一个内部时钟，通过外接一个一定容值的电容到地可以调节其内部时钟频率。其内部时IO5钟频率的计算公式为foSc(kHz)=;；~ΓΤ7。其中foS。为MAX293芯片的内部时钟频率，Cosc3cOsc(Pf)为MAX293芯片外接到地的电容值。而所需要低通滤波的截止频率点与MAX293芯片内部时钟的关系为I :100，简单的说就是，如果使用MAX293芯片设计一个截止频率为3. 3kHz的低通滤波器，就需要MAX293芯片的内部时钟为330kHz，因此通过上述计算公式计算得C_ =100pF，也就是在MAX293芯片的I脚外接一个IOOpF的电容到地即可。MAX293芯片单电源工作典型接法如附图3所示。上述电路经过试制，根据试制过程中出现的问题，对电路进行相应调整，参见附图4所示(以一路信号处理通道为例)。上述基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路采用低温陶瓷共烧技术在多层LTCC基板上集成，并采用金属外壳封装工艺进行封装。I、LTCC多层基板工艺LTCC工艺技术是近20年来在国内出现的一种新型工艺手段，低温陶瓷共烧(LTCC)技术是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并可按照需要，将导带和多个无源元件埋入其中，然后叠压在一起，在900°C下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块。采用LTCC工艺制作的基板具有可实现IC芯片封装、内埋置无源元件及高密度电路组装的功能。本专利技术的电荷选通变换器电路因无源器件比较少，无源器件内埋后对体积减小的帮助并不明显，因此本电路在实现时并未采用无源器件内埋的技术，而是将所有的IC芯片和贴片电容均贴装在LTCC基板的表面，而电路中的电阻使用相应方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路，其特征在于：其包括信号处理通道，所述的信号处理通道包括电荷变换电路，所述的电荷变换电路的输入端输入电荷信号，所述的电荷变换电路将所述的电荷信号转换为电压信号并输出；放大电路，所述的放大电路的输入端与所述的电荷变换电路的输出端相连接，所述的放大电路将所述的电荷变换电路所输出的电压信号进行放大；第一低通滤波电路，所述的第一低通滤波电路的输入端与所述的放大电路的输出端相连接，所述的第一低通滤波电路对经所述的放大电路放大后的电压信号进行低通滤波；高通滤波电路，所述的高通滤波电路的输入端与所述的第一低通滤波电路的输出端相连接；第二低通滤波电路，所述的第二低通滤波电路的输入端与所述的高通滤波电路的输出端相连接，所述的第二低通滤波电路的输出端为所述的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路的输出端；所述的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路采用低温陶瓷共烧技术在多层LTCC基板上集成，并采用金属外壳封装工艺进行封装。

【技术特征摘要】
1.一种基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路,其特征在于其包括信号处理通道，所述的信号处理通道包括 电荷变换电路，所述的电荷变换电路的输入端输入电荷信号，所述的电荷变换电路将所述的电荷信号转换为电压信号并输出； 放大电路，所述的放大电路的输入端与所述的电荷变换电路的输出端相连接，所述的放大电路将所述的电荷变换电路所输出的电压信号进行放大； 第一低通滤波电路，所述的第一低通滤波电路的输入端与所述的放大电路的输出端相连接，所述的第一低通滤波电路对经所述的放大电路放大后的电压信号进行低通滤波； 高通滤波电路，所述的高通滤波电路的输入端与所述的第一低通滤波电路的输出端相连接； 第二低通滤波电路，所述的第二低通滤波电路的输入端与所述的高通滤波电路的输出端相连接，所述的第二低通滤波电路的输出端为所述的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路的输出端； 所述的基于LTCC多层基板工艺的电荷选通变换器电路采用低温陶瓷共烧技术在多层LTCC基板上集成，并采用金属外壳封装工艺进行封装。2.根据权利要求I所述的基于LTCC多层基板工...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓臣，房建峰，鞠莉娜，董冀，薛峻，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：