電荷放大器（16通道 中西器材） HXC2105

電荷放大器（16通道 中西器材） HXC2105

HXC2105電荷放大器是一款模擬信號放大器。專(zhuān)門(mén)對電荷輸出的傳感器信號進(jìn)行放大、高通濾波、低通濾波、抗混低通濾波處理，達到數據采集器要求的模擬信號質(zhì)量。
HXC2105電荷放大器是一款程序控制放大器。放大器的所有功能操作都由計算機程序控制。操作完成后，自動(dòng)記憶操作結果。重新上電后保持擋位等操作結果不變。設置完成后，也可以脫離計算機使用。放大器通訊接口為USB和RS485標準接口。
HXC2105電荷放大器通過(guò)總線(xiàn)技術(shù)，可以組成龐大的測量系統，能夠應用于航空、航天、國防等技術(shù)領(lǐng)域以及鐵路、橋梁、建筑、車(chē)船、機械、石油、化工、冶金、交通等國民經(jīng)濟領(lǐng)域。
1、電荷轉換電路
電荷轉換電路是針對電荷量輸出的傳感器特性設計的電路。它將電荷量信號轉換成電壓信號，并進(jìn)行4擋放大，傳遞系數分別為：0.01、0.1、1、10mV/pC。
2、放大電路和放大倍數校準電路
放大電路將傳感器信號進(jìn)一步放大。放大電路共2擋，傳遞系數分別為：1、10V/V。放大倍數校準電路共4擋，傳遞系數分別為：1、2、3、10V/V。為了保證的放大倍數，沒(méi)有采用機械電位器調整放大倍數，而是采用具有知識產(chǎn)權的放大倍數校準電路調整放大倍數。
放大倍數校準電路是通過(guò)數字電路和模擬電路相結合的設計方法，用軟件調整放大電路的放大倍數。放大倍數校準電路的主要特點(diǎn)是在一定范圍內可以任意調整模擬信號的幅值大小，不影響模擬信號的頻率和相位。用這種方法對放大電路各擋進(jìn)行校準，校準精度0.3%。校準數據不受振動(dòng)、氧化等因素的影響，保存。
3、高通濾波電路
高通濾波電路是二階波特沃斯高通濾波電路，電路高通轉折頻率有4擋，分別為：直通、1、10、100Hz。高通濾波電路的主要作用是慮除低頻信號。
4、低通濾波電路
通道內有兩個(gè)二階波特沃斯低通濾波電路，每個(gè)電路低通轉折頻率都有16擋，分別為：1、2、5、10、20、50、100、200、500、1k、2.5k、5k、10k、20k、50k、100kHz。低通濾波電路有兩個(gè)功能，一是直接使用，組成級聯(lián)的4接低通濾波器，每個(gè)通道可以獨立選擇其功能和擋位；二是與抗混濾波電路一起使用，組成的抗混濾波器。
5、抗混濾波電路
抗混濾波電路是開(kāi)關(guān)電容濾波器。其基本原理是，通過(guò)輸入的時(shí)鐘信號控制開(kāi)關(guān)電容工作，達到低通濾波效果。輸入的時(shí)鐘頻率與低通轉折頻率成固定比例關(guān)系，例如1：100，當輸入的時(shí)鐘頻率為100kHz時(shí)，濾波器的轉折頻率是1kHz。利用這個(gè)原理可以通過(guò)改變時(shí)鐘頻率來(lái)調整濾波器的轉折頻率，濾波器的轉折頻率可以連續可調。
為了使每個(gè)通道之間的模擬信號盡量減小相位差，整臺儀器的抗混濾波電路須統一時(shí)鐘源，也就是要統一設置抗混濾波電路的轉折頻率。某通道只要選擇了抗混濾波功能，該通道的轉折頻率就與其它通道是一樣的。如果要改變抗混濾波轉折頻率，所有選擇抗混濾波的通道將一起被改變。
直接使用開(kāi)關(guān)電容濾波器存在兩個(gè)嚴重缺陷，許多廠(chǎng)家的芯片都無(wú)法克服這兩種缺陷。一是高頻噪聲，來(lái)源于輸入的時(shí)鐘信號；二是低頻震蕩，產(chǎn)生的原因是，輸入的模擬信號與輸入的時(shí)鐘信號之間具備某種關(guān)系時(shí)，產(chǎn)生低頻震蕩，低頻震蕩的頻率很低，在幾赫茲以下，震蕩頻率的大小與輸入信號和時(shí)鐘信號的頻率有關(guān)。這兩種缺陷通過(guò)兩個(gè)低通濾波器克服掉，使抗混濾波器的質(zhì)量進(jìn)一步優(yōu)化。

電荷放大器（16通道 中西器材） HXC2105

6、濾波切換電路
低通濾波電路和抗混濾波電路是通過(guò)濾波切換電路進(jìn)行切換的。當某通道切換到低通濾波電路時(shí)，這個(gè)通道設置成以前記憶的低通濾波擋位，需要調整時(shí)，這個(gè)通道可以獨立調整低通濾波器轉折頻率擋位。當某通道切換到抗混濾波電路時(shí)，這個(gè)通道被設置成統一的抗混濾波擋位，需要調整時(shí)，統一調整抗混濾波器轉折頻率擋位。
以上4種帶有不同濾波頻率的電路組合后，產(chǎn)生了不同的頻率范圍，儀器軟件顯示了正在使用的擋位當前的頻率范圍，方便用戶(hù)讀取儀器的輸出信息，提高了儀器的化水平。
7、通道控制電路
通道控制電路通過(guò)I2C總線(xiàn)與儀器主控制電路相連接，對本通道內的所有功能擋位進(jìn)行控制。儀器斷電后，不丟失通道的狀態(tài)信息，儀器再次通電后，恢復掉電時(shí)的所有功能。通道控制電路不影響模擬信號的傳輸。
通道控制電路在完成通道控制功能后，1秒鐘內進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)，芯片時(shí)鐘停止工作，大限度地降低通道噪聲。通道控制電路睡眠時(shí)，保持控制狀態(tài)不變，不用擔心丟失擋位。儀器主控制電路通過(guò)I2C總線(xiàn)對通道進(jìn)行操作時(shí)，通道控制電路自動(dòng)被喚醒，喚醒時(shí)不會(huì )丟失通訊碼。