CN202565232U - 一种电荷放大器 - Google Patents

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李正
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Abstract

本实用新型公开了一种电荷放大器，包括一个运算放大器、一个积分电容和一个放电电路，所述积分电容跨接在运算放大器的负输入端和输出端之间，所述放电电路与所述积分电容并联，所述运算放大器的负输入端通过至少两个光耦输出端相对连接到地。通过控制脉冲控制信号，控制接入运算放大器的负输入端的所有光耦同时导通，使得电荷放大器信号输入端直接对地接通放电，将传感器和电缆中的异常堆积电荷清除，可保证测量精度，而电荷清除完成后断开脉冲控制信号，当光耦不导通时，且绝缘电阻大，不影响积分电路的正常工作。

Description

一种电荷放大器
技术领域
本实用新型涉及放大器领域，尤其涉及一种电荷放大器。
背景技术
电荷放大器作为一种直接将电荷转换成电压信号的放大器，被广泛地运用于传感器（如压电式传感器，光电传感器等）的转换电路。
传统电荷放大器的电路结构如图1所示，由一个运算放大器OP、一个积分电容C1和一个高阻抗平衡电阻R组成，积分电容C1和平衡电阻R并联后，跨接在运算放大器的负输入端和输出端之间。在图1结构的电荷放大器信号输入端接传感器与电缆，目前压电传感器与电缆自身存在寄生电容，由于外界电磁场及其他因素对其的影响，在电荷放大器的信号输入端，会使电荷不规则的堆积，长时间停滞后，造成初次测量偏差较大，因此在电荷放大器测量之前，对输入端堆积电荷进行清除成为急待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一电荷放大器，能在测量之前，能将传感器和电缆中的异常堆积电荷清除，保证测量精度。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电荷放大器，包括一个运算放大器、一个积分电容和一个放电电路，所述积分电容跨接在运算放大器的负输入端和输出端之间，所述放电电路与所述积分电容并联，所述运算放大器的负输入端通过至少两个光耦输出端相对连接到地，每个光耦输入端的正极均连接脉冲控制信号，负极接地。
优选的，所述放电电路由放电电阻与一个或多个光耦串联而成，放电电路中的每个光耦输入端的正极均连接脉冲控制信号，负极接地。
其中，上述每个光耦输入端的正极均连接有一个保护电阻。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1、运算放大器的负输入端通过至少两个光耦输出端相对连接到地，每个光耦输入端的正极均连接脉冲控制信号，通过脉冲控制信号控制光耦导通，能将电荷放大器信号输入端的传感器和电缆中的异常堆积电荷清除，保证测量精度；
2、由于放电电路由放电电阻与一个或多个光耦串联而成，通过脉冲控制信号控制放电电路中的光耦导通，可使放电电阻与积分电容连通，清零积分电容。
3、由于光耦的反向高绝缘性，使两个光耦输出端相对连接后，接近理想开关效果，对电荷放大器输入端无影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为现有技术电荷放大器电路结构示意图；
图2为本实用新型电荷放大器的一种电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图2，为本实用新型电荷放大器的一种电路结构示意图，所述电荷放大器包括运算放大器OP、积分电容C1和一个放电电路，所述积分电容C1跨接在运算放大器OP的负输入端和输出端之间，所述放电电路与所述积分电容C1并联，所述运算放大器OP的负输入端通过光耦U1和光耦U2连接到地，其中U1与U2输出端相对连接，具体为：光耦U2的集电极连接运算放大器OP负输入端，光耦U2的发射极连接光耦U3的发射极，光耦U3的集电极接地；而光耦U2输入端的正极通过保护电阻R3连接脉冲控制信号，负极接地；光耦U3输入端的正极通过保护电阻R4连接脉冲控制信号，负极接地；图2中用control表示脉冲控制信号。
当需要对电荷放大器信号输入端的堆积电荷进行清除时，通过控制脉冲控制信号，控制光耦U2和U3同时导通，使得电荷放大器信号输入端直接对地接通放电，将传感器和电缆中的异常堆积电荷清除，电荷清除完成后断开脉冲控制信号，此时光耦不导通时，且绝缘电阻高，保证积分电路的高输入阻抗，不影响积分电路的正常工作。
本实施例图2中，所述放电电路由放电电阻R2与光耦U1串联而成（也可以是放电电阻R2与多个光耦串联而成），光耦U1输入端的正极通过限流保护电阻R1连接到脉冲控制信号，负极接地，由于光耦反向绝缘电阻大，大于1014Ω，可实现准静态电荷放大；当控制脉冲控制信号使光耦U1导通，R2和C1连通，能实现对积分电容C1的电荷清除，达到清零复位效果。
总的来说，在图2中，control无脉冲控制信号时，光耦U1、U2、U3未导通，并且绝缘电阻高，不影响积分电路的正常工作；将control接通脉冲控制信号，U1、U2、U3导通，U1对积分电容C    1的残留电荷清除，U2和U3导通使电荷放大器信号输入点对地接通放电，将传感器和电缆中的异常堆积电荷清除，然后断开，保证了测量精度；
本实用新型实施例中，所述运算放大器OP的负输入端还可以通过两个以上的光耦连接到地，此时，只需要保证这些光耦中，有两个光耦输出端相对连接即可，即保证积分电路正常工作时，无论运放的输入级是正电荷还是负电荷，都能保证这些用于将运算放大器OP的负输入端接地的光耦中，至少一个是反向关断。这些光耦输入端的正极均连接脉冲控制信号，负极接地，只需要同时控制各光耦导通，即可实现电荷放大器信号输入端直接对地接通放电，将传感器和电缆中的异常堆积电荷清除。接入的光耦数量越多，反向绝缘电阻越大。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (3)

1.一种电荷放大器，包括一个运算放大器、一个积分电容和一个放电电路，所述积分电容跨接在运算放大器的负输入端和输出端之间，所述放电电路与所述积分电容并联，其特征在于，所述运算放大器的负输入端通过至少两个光耦输出端相对连接到地，每个光耦输入端的正极均连接脉冲控制信号，负极接地。
2.如权利要求1所述的电荷放大器，其特征在于，所述放电电路由放电电阻与一个或多个光耦串联而成，放电电路中的每个光耦输入端的正极均连接脉冲控制信号，负极接地。
3.如权利要求2所述的电荷放大器，其特征在于，每个光耦输入端的正极均连接有一个限流电阻。
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