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。專門對電荷輸出的傳感器信號進行放大、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電荷放大器通過總線技術，可以組成龐大的測量系統，能夠應用于航空、航天、國防等技術領域以及鐵路、橋梁、建筑、車船、機械、石油、化工、冶金、交通等國民經濟領域。
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，沒有采用機械電位器調整放大倍數，而是采用具有知識產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行校準，校準精度0.3%。校準數據不受振動、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
通道內有兩個二階波特沃斯低通濾波電路，每個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功能，一是直接使用，組成級聯的4接低通濾波器，每個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
抗混濾波電路是開關電容濾波器。其基本原理是，通過輸入的時鐘信號控制開關電容工作，達到低通濾波效果。輸入的時鐘頻率與低通轉折頻率成固定比例關系，例如1：100，當輸入的時鐘頻率為100kHz時，濾波器的轉折頻率是1kHz。利用這個原理可以通過改變時鐘頻率來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。
直接使用開關電容濾波器存在兩個嚴重缺陷，許多廠家的芯片都無法克服這兩種缺陷。一是高頻噪聲，來源于輸入的時鐘信號；二是低頻震蕩，產生的原因是，輸入的模擬信號與輸入的時鐘信號之間具備某種關系時，產生低頻震蕩，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鐘信號的頻率有關。這兩種缺陷通過兩個低通濾波器克服掉，使抗混濾波器的質量進一步優化。

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濾波切換電路進行切換的。當某通道切換到低通濾波電路時，這個通道設置成以前記憶的低通濾波擋位，需要調整時，這個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，這個通道被設置成統一的抗混濾波擋位，需要調整時，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I2C總線與儀器主控制電路相連接，對本通道內的所有功能擋位進行控制。儀器斷電后，不丟失通道的狀態信息，儀器再次通電后，恢復掉電時的所有功能。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秒鐘內進入深度睡眠狀態，芯片時鐘停止工作，大限度地降低通道噪聲。通道控制電路睡眠時，保持控制狀態不變，不用擔心丟失擋位。儀器主控制電路通過I2C總線對通道進行操作時，通道控制電路自動被喚醒，喚醒時不會丟失通訊碼。