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压电传感器的信号调节原理

由于放大器的信号输入为虚拟接地,因此输入电流形成了一种输出电压摆动;并且高频增益由CFB的值设定(RFB 影响减小,在“带宽”部分后面再进行叙述)。请注意,电容越小,增益越大。增益的近似值为:
    还需注意,电路增益根本上并非取决于传感器的电容(Cd),但最好还是注意该值对噪声的影响。
    带宽
    为了能够正确地对放大器进行偏置(为放大器输入偏置电流提供一个DC路径),一个反馈电阻(Rf) 是必需的。在更低频率下,反馈路径的电容电路变为开路,而反馈电阻变为主要电阻,从而有效降低增益。在较高频率下,电容电路的阻抗变得更小,从而有效消除电阻反馈通路的影响。对AC物理激励的最终电路响应(包括传感器的寄生电容)为高通滤波器的响应,其极频为:
    相关信号带宽由应用决定,因此,降低电容增加增益的同时,也需要增加电阻来保持低极频。电路板克隆增加电阻会影响解决方案的其他方面。除影响噪声以外(在“噪声”部分详细介绍),电阻越高,实际实现就越难-难在寻找到现成的电阻,以及保证PCB的线迹到线迹寄生电阻大于RFB本身。如果电路规范允许使用几百兆欧量级的电阻,则表面贴装电阻马上就可以使用,并且不要求使用先进的布局技术(例如使用防护频带等)。
    如前所述,限制电阻值增加的另一个因素是电路偏置。放大器的输入偏置电流通过该电阻形成输出偏置电压。通过选用具有低输入偏置电流的放大器,例如:FET 输入放大器等,可以最小化这种电压。只要反馈电阻器值低于 1GΩ,并且可以利用各级之间的AC耦合来滤波产生的偏置,那么这种放大器的输入偏置电流(一般低于 100pA)就应该没有问题。
    请注意,由于保持高通滤波器低极频存在困难,因此在近DC应用中使用压电传感器也变得越来越困难(尽管传感器本身的漏电流非常小)。
    尽管并非该放大级的组成部分,但也需要在某处添加一个低通滤波器,旨在降低电路对传感器谐振频率下无用信号的响应,同时降低相关频带的总数字化和混叠噪声。

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