专利名称：一种小型电荷放大器件的制作方法
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—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Rl和电容Cl ;所述第一运算放大器的负向输入端分别连接电阻Rl和电容Cl的一端,所述电阻Rl和电容Cl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。
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
以下结合附图，对本实用新型做进一步说明。现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。图1为本实用新型的俯视图，一种小型电荷放大器件，地端GND接入I和5、信号输入端IN接入2、第二运算放大器0P2输出端02接3、第一运算放大器输出端01接4、电源Vcc接入6，7为封装壳体；所述封装壳体采用屏蔽型壳体(如铝合金、铁皮等)或者塑料壳体(PVC材料等)制成。附图2为电路原理图，信号输入端IN连入第一运算放大器OPl的负向输入端，反馈电阻Rl和反馈电容Cl并联在第一运算放大器OPl的负向输入端和输出端，第一运算放大器OPl输出端01通过电阻R2、R3连接至第二运算放大器0P2的正向输入端，电容C2和R3及第二运算放大器0P2并联。电阻R6和R7串联在电源Vcc和地端GND，R6和R7的连接点连接入第三运算放大器0P3的正向输入端，第三运算放大器的负向输入端和输出端连接。第一运算放大器OPl的正向输入端和第三运算放大器0P3的输出端相连，电容C3的一端和第二运算放大器0P2的正向输入端相连，另一端和第三运算放大器0P3的输出端相连，R5的一端和第三运算放大器0P3的输出端相连,另一端和第二运算放大器0P2的负向输入端相连，R4的一端和第二运算放大器0P2的负向输入端相连，另一端和第二运算放大器0P2的输出端02相连。其中，各元器件的值如下R1=100M, R2=R3=1. 5M, R4=R5=100K, R6=4K，R7=1K, Cl=O.1nf, C2=10nf,第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器均采用芯片TLC2254 提供。该器件工作时，传感器提供的信号传入输入端IN，通过第一运算放大器OPl放大，通过第二运算放大器0P2滤波。以上所述的利用较佳的实施例详细说明本实用新型，而非限制本实用新型的范围。本领域技术人员可通过阅读本实用新型后，做出细微的改变和调整，仍将不失为本实用新型的要义所在，亦不脱离本实用新型的精神和范围。
权利要求1.一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Rl和电容Cl ;所述第一运算放大器的负向输入端分别连接电阻Rl和电容Cl的一端，所述电阻Rl和电容Cl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。
2.如权利要求1所述的一种小型电荷放大器件，其特征在于，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。
3.如权利要求2所述的一种小型电荷放大器件，其特征在于，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。
4.如权利要求3所述的一种小型电荷放大器件，其特征在于，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。
5.如权利要求4所述的一种小型电荷放大器件，其特征在于，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。
6.如权利要求1所述的一种小型电荷放大器件，其特征在于，所述第一运算放大器采用高输入阻抗的运放。
专利摘要本实用新型公开了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；采用本方案能够使压电驻极体薄膜传感器的有较好的波形输出效果，且还能够提供更为丰富的波形为后端分析提供了更多的可能。
文档编号H03F3/70GK202889293SQ201220564520
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者孟召龙, 李彦坤, 殷倩倩, 刘玲, 张晓青 申请人:贝辛电子科技(上海)有限公司