基于TL084的电荷放大器的研制

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1、摘要基于TL084的电荷放大器的研制摘要在航天、航空、军事、交通等工业领域中涉及到大量动态信号测试问题，而压电加速度计是获取动态信号广泛使用的一类传感器。压电加速度传感器是高内阻器件，仅能输出微弱的电荷信号，因此，本文集中对用于压电加速度传感器的电荷放大器电路进行研究，进而提出一种基于四运放集成芯片TL084的测量电路设计，具有重要的实用价值。本文完成的主要工作如下：1.本文深入研究了国内外的电荷放大器文献，调研了目前相关芯片的发展情况，提出采用输入阻抗极高，增益频带较宽的四运放集成芯片TL084取代多个单

2、集成运放芯片的方案，提高了电路的集成度，使电荷放大器具有体积小、功耗低、寄生因素少和抗干扰性能强的优点。2.在电荷转换部分设计了外部调零电路，以减少失调电压和失调电流，提高测量准确度。在电荷转换成电压部分理论上分析了多量程的测量，便于测量不同量级的加速度。3.本设计采用TDA2030芯片构成功率放大器，实现电荷转换成电压信号的功率放大，以减少输出信号的交越失真，提高输出级的带负载能力。采用二阶巴特沃斯滤波电路对信号进行滤波处理，滤除高频和低频干扰信号，提高测量准确度；使用金属屏蔽盒屏蔽干扰信号，降低干扰对电

3、路板的影响，改善输出波形。4.设计了完善的保护和报警措施，采用二极管和保险丝过载保护，窗口比较器构成过载指示电路，实现红、黄发光二极管分别进行高限和低限过载报警。5.在实验室目前所具备的条件下，完成了样机的制作，并进行了相应的验证实验，得出实验结论。最后与标准电荷放大器的性能进行比较，验证了本设计的可行性和可靠性。但是在屏蔽干扰、电路板设计工艺、元器件布局等方面仍有待改进，以有利于进一步提高电荷放大器的性能。关键词：压电加速度传感器，测量电路，电荷放大器，TL084AbstractThedesignofac

4、hargeamplifierbasedonTL084ABSTRACTAgreatnumberofmeasurementprobleminvolvedinvariousfields,suchasindustry,transportation,aviation,spaceflight,andmilitary,andthepiezoelectricaccelerometersaremostwidelyemployedfortheacquisitionofthedynamicsignals.Piezoelectri

5、caccelerometersareofthedeviceshavinghighinternalimpedance,andlowchargesignaloutput.Therefore,thispaperfocusesonthestudyinthechargeamplifiercircuit,andpresentsadesignbasedonTL084,possessingimportantapplicationvalues.Themainworkscompletedbytheauthorinclude:1

6、.Bytheinvestigationofthechargeamplifierandtheprogressoftherelatedintegralchips,thispaperproposesanewdesigntoreplacesingle-amplifierwithTL084withfour-amplifier.Thisdesignnotonlyimprovestheintegrationofthecircuitbutalsohassomeadditionalcharacters,includingsm

7、allervolume,lowerpowerconsumptionandstrongerresistancetoInterference.2.Themulti-channelswitchcircuitisusedtorealizemulti-measuringrange,thusrealizingthedifferentenlargementfiles.Thenthreeresistancesareusedonpositiveinputtobalancethevoltageandcurrent.3.Thep

8、oweramplifiercircuitisdesignedtoamplifytheoutputvoltageofchargeconvertingcircuitwiththechipTDA2030.Thenthedistortionontheoutputsignalandtheloadabilityofcircuitoutputareimproved.Thesecond-orderButterworthfilte