高频响电荷放大级的研究

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1、图书分类号TP212密级非密UDC620硕士学位论文高频响电荷放大级的研究郭鹏翔指导教师（姓名、职称）祖静教授申请学位级别工学硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期2012年4月28日论文答辩日期2012年6月6日学位授予日期2012年7月1日论文评阅人靳宝全副教授靳鸿副教授答辩委员会主席马铁华教授2012年6月1日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人

2、和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文高频响电荷放大级的研究摘要压电传感器可以将需要

3、测量的非电量转换为易于被后续电路测量的电信号，并具有体积小、可靠性高、灵敏度高等优异性能，因而它在动态测试中有着广泛的应用。而电荷放大器就是压电传感器后续测量电路中必不可少的一环，电荷放大级是其核心部件，电荷放大级由于具有很高的内阻可较好地拾取由压电传感器产生的微弱电荷量，并输出正比于该电荷量的电压量。本文着重研究电荷放大级的高频响应，具体有以下几个方面：1）介绍压电晶体的压电效应、压电传感器的工作原理和灵敏系数，研究了压电传感器的等效电路，并对压电传感器的测量电路进行原理分析。2）详细阐述电荷放大器的各个电路模块设计，指

4、出它们的功能与工作方式并分析了其中一些模块的传递函数。3）对高频响电荷放大级的原理进行详细分析，得出运放开环增益对其高频响应的重要影响，同时进行了运放的动态特性研究来支持这一观点，并且比较了两种不同运放芯片OPA340与OPA301组成的电荷放大级的不同高频响应表现。4）从测试系统的工作频带角度分析了不同运放组成的电荷放大级的工作频带区别所在，并在数学软件Mathcad下进行了仿真验证。5）初步分析研究了电荷放大级的低频响应。6）通过以上理论分析与仿真，设计制作了电荷放大级的实际电路，并得到了一系列的相应的实测数据，对实测

5、数据与理论分析进行了对比分析与讨论。关键字：压电传感器，电荷放大级，高频响应，Mathcad中北大学学位论文High-frequencyresponseofthechargeamplifierstagesAbstractThepiezoelectricsensorcanbemeasurednon-electricityconversionforeasyfollow-upcircuittomeasureelectricalsignals,andhasasmallsize,highreliability,highsensiti

6、vity,excellentperformance,andthusitismorewidelyusedinthedynamictest.Thechargeamplifierisessentialinthefollow-upmeasurementcircuitofpiezoelectricsensor,chargeamplifierstageisthecorecomponentofthechargeamplifierstageduetohighinternalresistancecanbebettertopickupthew

7、eakamountofchargegeneratedbythepiezoelectricsensor,andtheoutputvoltageisproportionaltotheamountofthechargeamount.Thispaperfocusesonthehigh-frequencyresponseofthechargeamplifierstage,specificallyinthefollowingareas:1)Introductionofthepiezoelectriccrystalpiezoelectr

8、iceffect,theworkingprincipleofthepiezoelectricsensorandthesensitivitycoefficient,theequivalentcircuitofthepiezoelectricsensorandpiezoelectricsensormeasu