הבנת שרשרת ה-Dazoelectric Sensor Signal

חיישני Piezoelectric להמיר עיוות מכני מטען חשמלי על ידי מתח החל על גבישי או חומרי קרמיקה. אלה transducers הם מטבעם גבוה-impedance מטען-mode התקנים עם קרישה מקור קטן מאוד - לעתים קרובות כמה מאות picofars. האות שנוצר יכול לנוע בין microvolts למאות מ"מ מתנגדים בהתאם למתח, אבל זה תמיד דורש מיזוג כי לא יכול להיות מנבא את התדירות גבוהה של חיישן DC.

בחינת מעגל חיישן שווה מבהירה את מטרות העיצוב. a ⁇ electric transducer יכול להיות מודל כמקור מתח בסדרה עם הציפוי הפנימי שלה, או כשילוב מקבילים של מקור המטען וכי קפימנטציה שניהם מראים כי אותות נמוך ⁇ ירידה יש ירידה כי יש ירידה גבוהה כל כך הדבקה של הפחתת לחץ על ידי מקבל את זה דחיסה גבוהה כל כך הדבקה של זה לא ברור כי יש צורך גבוה כל כך הדבקה של הדבקה.

היבט נוסף שנראה לעתים קרובות הוא ההשפעה של קיבול כבל על התגובה המערכת הכוללת.אפילו כבל קואקסיאלי קצר יכול להוסיף עשרות פיקופאראדים, שינוי תדירות הפינית וצמצום האות amplitude בהגדרות של מתח-מומחה. במערכות מרובות ערוצים, אורכו כבלים לא תואמים גורם לריאציות כי סיבוכות calibration a Chargea למעשה amplations יעיל יותר עבור המדידה של דיוקמינלית של דיוקמיון 1Fer.

מגבר להתנצלות על חיישן Piezoelectric

וולטאז' Amplifiers: Simple but Cable-Dependent

מגבר מתח מוגדר כגורם לא מונע גבוה של bumo יכול להגביר את הגמישות הפתוחה של חיישן, גישה זו דורשת הטיה זרם נמוך מספיק כדי למנוע ירידה בכל עוצמת המקור הגדולה מאוד, אשר מחייב את FET-input או אלקטרומטר תפעולי מהפך, עם זאת, את ה-Facit הפנימי של חיישן ו- capt-Facit משתנה עם מקל חום יעיל של כוח.

כאשר משתמשים במגבר מתח, הקלט של הדגימה עצמה חייב להיות מנוהל בקפידה.מממממנים רבים FET-input להציג 10 עד 20 pF של קפיקט קלט שונה, אשר מוסיף ישירות החיישן ו-Facitance כבל נראה רק מגבר את האות הכולל אבל מציג גם מוטציה רגישה שיכול להגביל את רוחב הפס חלק מהמתחים על ידי מתח ניטראלי, אבל לעתים קרובות יותר מצמצם את הלחץ הכבלים של לחץ על פני המקרר.

מטען Amplifiers: The Workhorse for Piezoelectric Signal Conditioning

(הופנה מהדף [[המאה ה-20]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1966]]]], [[1966]]]]]]]] [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[1966]] [[1924

(ב) [17]ההתחילה (ה) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]] [[1924

ראוי לציין כי המגבר האחראי הוא מגבר טרנססרקטי במובן האמיתי ביותר - הוא ממיר את המטען (הנוכחי בשילוב עם הזמן) למתח.הקבלת המשוב משלבת את זרם הקלט, ואת מתח הפלט מייצג את המטען הכולל.אינטגרציה זו הופכת את המגבר המוגבר רגיש באופן חד-משמעי לזרם הדלפה של DC, ולכן יש לבחור בקפידה עבור יישומים נמוכים מאוד, או לחיסול של תדר פיזיקלציה, הוא יכול להחליף קובץ תגובה של קובץ: ALTFvlogr של קובץ התנגדות.

תכונות עיקריות ל-High-Gain Stability

כאשר מיקוד של 40 dB ל 100 dB, המגבר המבצע חייב לעמוד במספר פרמטרים מדויקים בו זמנית.Input הטיה הנוכחית היא בעלת חשיבות ראשונה הרץ: מוטה 1 pA זרם דרך 1 G ⁇ משוב מייצר תפוקה של 1V, אשר עשוי להיות מקובל על הפלט המהיר (pA) לאחר ירידה חדה מספיק של רעש גבוה יותר יכול ליישב את המגבר בגובה גבוה.

רווח פתוח ורווח-bandwidth המוצר מכתיב כמה רווח סגור זמין תוך שמירה על דיוק. a Modative amplifier עם backcapacitor של 100 pF ו חיישן של 1 nF דורש מרווח לולאה גדול מספיק בתדירות הגבוהה ביותר של עניין כדי לשמור על הקרקע הווירטואלית. insufficient lufficient להשיג אי דיוק ויציבות אפשרית, בנוסף, את ה-Savated מספיק כדי לאפסיבי לאפסיביות מספיק כדי להפוך את ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-ה-החדשנית-ה-החדשנית-החדשנית-החדשנית-ה-ה-ה-ה-החדשנית-החדשנית-החדשנית-החדשנית-החדשנית-החדשנית-החדשנית-החדשנית-החדשהחדשנית-לחדשהחדשהחדשהחדשהחדשהחדשהחדשהחדשנית-לחדשנית-החדשנית-אין-החדשנית-לחדשנית-החדשנית-החדשנית-אין-ה-ה-החדשהחדשנית-ל-ל-ל-ל-החדשנית-ה-ל-

מעבר לפרמטרים אלה, יחס דחיית הדחייה המשותף (CMRR) ויחס אספקת החשמל (PSRR) הופך קריטי בסביבות תעשייתיות רועשות. a מטען עם תכונות CMRR גרוע עלול להעצים באופן בלתי נמנע את החום הקרקעי או התערבות RF בשילוב עם תפוקה גבוהה יותר של זמן אספקת CMV מ-Fout (מספק) הוא לעתים קרובות יותר מ-pVDout-p.

ניתוח אחריות וטכניקות פיצוי

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בחירת קיבול הפיצוי דורש חישוב מסוים.חילת אצבע היא לבחור ערך שמציב את אפס בתדירות מעט מתחת לצומת של רווח הרעש ואת עקומת הרווח הפתוח לעתים קרובות CuaFLT:0compcompigus מתגמל עם מרווחי שלב מתמשך על מנת של כמה מעבורת קלה מעל 20F פועל היטב, אבל זה חייב להיות מאומת באופן ניסיוני כי קפיטלמנטל מתכתי זה יכול להיות על ידי גישה מינימלית אחד בטוח כי הוא לא יכול להיות מגבר אחד עם תוספת אחת, אבל הוא לא יכול להיות מסוגל להגדיל את זה הוא אחד בטוח יותר מאשר אחד.

עבור עיצובים גבוהים מאוד (מעל 80 dB), מגבר שני שלבים עשוי להיות נחוץ.השלב הראשון מספק רווח מתון עם מכווץ גדול כדי להגביל את רווח הרעש, בעוד השלב השני מספק רווח מתח נוסף.טופולוגיה זו יכולה לשפר את יחס אות הכולל ל-conulating כי רעש התפוקה של שלב ראשון נשלט על ידי CLTFrea גדול שלה:0reaves יכול לשפר את רוחב פס מתקדם בדרך כלל לא ניתן לפשטה (A) אבל זה חייב להיות מהפך רגיל יותר גבוה יותר.

ניהול רעש ב- Piezoelectric Amplifiers

(ב) [17] ניתן לטשטש את האותות הקטנים ביותר, ועם מגבר גבוה של כל מקור רעשים הקצר ביותר הוא גדל.ג'ונסון רעש מפני התנגדות, המתח הפנימי של הדגימה והרעש הנוכחי, ו 1/f (Flicker) חייב להיות מצמצם את החמצן (Climate) של CLTFN) {\displaystyle CLT2:

בחירת משוב התנגדות עם רעש עודף נמוך הוא גם חשוב. מתכת-סרט או מתנגדים פיל דקים מעדיפים על סוגים של סימולציה פחמן-קוע, בעוד הרעש התרמי של משוב מוטבע בדרך כלל על ידי מכווץ משוב מעבר לפינה העליונה, כל רעש בתוך הלהקה של חומר רזולוציה ישירות מוסיף לפלט.אם הדרישות של DC לביצועים נמוכים מאוד, avo עשוי לשמש גם מעבר למתח נמוך יותר מאשר ל-FDoutap-topertextex עצמו יכול להיות מכווץ נמוך יותר מאשר ל-F-F-F-F-F-to-to-to-to-to-toperi-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-

(ה) ניתוח רעש שיטתי עוקב אחר שלושה שלבים: ראשית, למקם את הרעש המשולב בפס מתוך רעש מתח הפעוט של סימולציה רעש, ואת רווח הרעש, 2Hz, לחשב את התרומה של הנגד: צפיפות הרעש התרמית היא ⁇ (4 k TRIRFLT:0fphal) למתח מדויק של ספקטרום של 10VFLT1, והוא מסונן גבוה על ידי CFLT:2FIR3 ו-RIRRE (R)

בחירה ושלב-ב-שלב עיצוב דוגמא

(ב) דוגמה עיצובית ברורה למושגים, נניח כי מד תאוצה דביקה בגודל של 50 pC/g ו-capacitance של 900 pF בתוספת 100 pF מ קנביה) קשורה לתוספת תשלום של 1 V/FLT1=1=R) {\displaystyle VF {i=F=R=R1=R1=R1=R.

(ב) המתנגד ל-RPA קובע את הקיצוץ הנמוך של הרץ - £ 0.5 הרץ - 10% נקודה, RIRFLT:0) ;0(fFLT:1= 1/(2 ⁇ 0.5 Hz 250 p8) ⁇ 1.27 G ⁇ .A 1 G ⁇ או 1.5 G ⁇ התנגדות הוא מעשי; הערך המדויק אינו ניתן להזיז דיגיטלית או אם הפינה המדויקת אינה קריטית ל-F2 יש צורך ב-F2, כמו ;

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]] ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]],

לדוגמה, PCB שני, לשקול מגבר גבוה של מערכת ניטור בריאות מבנית הפועלת מ 10 הרץ עד 100 kHz.מגבר המגבר יש יכולת עצמית של 300 pF ורגישות של 10 pC /g. כדי להשיג תפוקה של 100 mV /g, CFLT:0fF3 1LT הופך ל- 100, ו RIR2: 1F2 הוא גבוה יותר עבור 1=R.

המונחים: put PCBout and Shielding Best Practices

ליילוט יכול לעשות או לשבור את הרמז גבוה, גבוה-ג'ין אדפטימ המגבר.הקלט (קרקע וירטואלית של המגבר המטען) הוא הנקודה הרגישה ביותר על הלוח. זה חייב להיות מוקף טבעת שמירה המחוברת לסביבות איטיות-סרפסציה כי עוקב את המתח קלט כדי למנוע זרמי דליפה.

את השבב capacitor ומתנגד חייב להיות ממוקם קרוב ככל האפשר של קלטי דגימה, עם עקבות קצרים מאוד כדי להפחית את הציפוי parasitic capacitance ו inductance.המטוס הקרקע צריך להיות רציף תחת המגבר אבל לחתוך מתחת למגם גבוה מאוד כדי לאטום את החרסה הקדמית באופן תקין, כך שטבעת שמירה יכולה לקלקל כראוי.

על לוח רב שכבתי, להקצות את השכבות הפנימיות למטוסי קרקע ולהבטיח כי אין אותות דיגיטליים או החלפת עקבות כוח לרוץ ליד צומת קלט אנלוגי.אם אפשרי, להשתמש באזור קרקע אנלוגי ייעודי המחובר לקרקע הראשית בנקודה אחת. גישה זו של כוכב הלכת מונעת זרמי קרקע מעיגולים דיגיטליים מיצירת הבדלים בין זוג למגבר המטען.

בדיקות, Tuning ו- Performance Verification

לאחר ההרכבה, להוכיח את יציבותו וביצועיו של המגבר עם תוכנית מבחן שיטתית.התחל על ידי אימות מתחי האספקה ובדיקה עבור כל מריד DC לא מוקרן בפלט שעלול להצביע על או קלט פגום. ואז להזריק אות מטען ידוע.זה יכול להיעשות על ידי הפעלת קפטור קטן, מכווץ סדרה עם פונקציה: 1 V על פני 10 מעלות צלזיוס מציע פיצוי על ידי מקבל קצת יותר מכווץ.

(התגובה המושרה ניתן למדוד עם מנתח רשת או על ידי סחף גל הקלט בזמן מעקב אחר פלט amplitude.אישור - 3DB נמוך cut תואמים את RevolveFLT:0freaage לא מספיק שומר מסך שעון:2fFLT 3FLT 3, וכי רווח המעבר הוא שטוח.

עבור אימות מעמיק, למדוד את הליניאנס של המגבר על ידי יישום סדרה של האשמות ידועות ומזימה של הפלט. Distortion צריך להיות מתחת -80 dB עבור מדידות באיכות גבוהה. השתמש מקור גל נמוך של מחיקה (למשל, אודיו Precision) מנתח ספקטרום כדי לבדוק מוצרים הרמוניים.

טכניקות מתקדמות לביקוש

משמרות ומגפיים

כאשר חיישן ה- PCB ו- Cable Capacitance הופכים גדולים, עלייה של רעש רעש רעש התפוקה.טכניקת המגפיים יכולה להפחית את זה על ידי הפעלת מגן הכבלים עם מגבר מוצץ שהקלט שלו הוא המתח בקלט המרתיע (קרקע וירטואלית) זה מקטין את הציפוי הכבלים האפקטיבי שנראה על ידי מגבר המטען, הורדת רווחים רעש.

(הופנה מהדף הגדלה של מגפיים פרקטית משתמש בדגימה שנייה כ-Action-gain buffer שמניעה את מגן כבל הקלט.הפלט של ה-buffer הוא העתק של קליטה נמוכה של מתח קלט מחוספס, אשר מכריח את מגן הכבלים לעקוב אחר המוליכים.

מקור: Extended Bandwidth

כאשר דגימה יחידה לא יכולה לספק את ה-Fre-bandwidth הנדרש תוך שמירה על יציבות, מגבר מורכב זוגות במהירות, פס רחב דגימה עם מכשיר דיוק DC-stable תצורה מגבר, שלב מורכב יכול לספק גם את הקלט גבוה / זרם מוטה נמוך של JFET-amp ו- פיזור גבוה של במהירות גבוהה של מגבר מהיר, יש צורך לספק קידוד כפול כדי לתת משובץ מדויק של אנליזה.

יישום משותף אחד משתמש בתצורת JFET או-amp (למשל, OPA827) כמו השלב הראשון בתצורה של טרנססרמנטציה, עם הפלט שלה האכלה מגבר מתח רחב (למשל, THS3062).הההההגיבוי הכולל CFLT:0fLT:1 מתחבר מהתפוקה של מגבר מהיר לאחור כדי למנוע את רוחב הפס של 1FD הנוכחי יכול לעתים קרובות להתגבר על פני ⁇ העליון ( 1A) עם אתגר ראשון) עם 1 קפיצה מלאה מול רוחב 1 (מ"מ"מ"מ"ר) גבוה יותר) עם אתגר 1A) 1 ק"מ 1 ק"מ"מ"מ 1 ק"מ 1 ק"מ 1 ק"מ) עם אתגר 1 ק"מ 1 מהיר יותר מ"מ 1 גבוה יותר מ"מ 1 גבוה יותר מ"מ 1 מ"מ) עם אתגר 1 גבוה יותר מ"מ 1 מ"מ 1 מ"מ) עם אתגר 1 מ"מ 1 גבוה יותר מ"מ 1 מ"מ 1 מ"מ 1 מ"מ 1 מ"מ (מ) עם אתגר 1 מ"מ 1 מ"מ 1"מ 1"מ 1"מ 1"מ 1"מ 1"מ 1"

טכניקות Capacitor עבור מאוד נמוך

(ב) יישומים כמו ג'ופונים או ניטור סיסמי שבו אותות המשתרעים ל-0.01 הרץ, ה-Switch הנדרש הופך להיות גדול באופן לא מעשי (טווח טרה-מחץ) (SCR) יכול לדמות התנגדות גבוהה מאוד על ידי טעינה ופירוק של קופה קטנה בתדירות קבועה.

פיצוי וסינון

במערכות מודרניות, חלק מהנטל הלוגי ניתן להעביר לתחומים הדיגיטליים.לאחר דיגיטציה, ה-Predeifier של ה- non-idealities – כגון הפינה הסגנית של RevolveFLT:0freaFLT:1 ו- CreaLT:2fLT 3 (ב) ניתן לתקן עם מסנן דיגיטלי גדול.

אינטגרציה ומציאות-World Robustness

ברגע שהמגבר פוגש מפרט חשמלי, יש לשלב אותו במערכת הגדולה יותר.וודא כי המתחם מספק הגנה פיזית והגנה חשמלית. השתמש ב- RF-tight Gaskets אם הסביבה מכילה שדות אלקטרומגנטיים חזקים.התפוק צריך להיות מסוגל להפעיל את מערכת הקלט של מערכת רכישת נתונים ללא טעינה.אם יש צורך לנסוע על פני מרחקים ארוכים, שלב אחר של פלטה יכול להוסיף לתקני סגסוגת נמוכה של מנועים, אך ורק לרעשים מודרניים.

פיצוי טמפרטורה חיוני עבור יישומים בחוץ או תעשייתיים.ה משוב Cibphal תואמים:0fteau NLT 1 צריך להיות C0G (NP0) סוג עם טמפרטורות coefficient של ±30 m / ° C. משוב להיות ריצוף גבוה יותר מ- 2 מ"ק 3FLT" יכול לסחף עם טמפרטורה; פילים עבה יש coefficients סביב ± 30 / pm / C.

לבסוף, לתעד את הליך ה calibration: ליישם ציטוט מכני ידוע החיישן, להקליט את הפלט המגברי, ולהשיג ערך רגישות הכולל את שרשרת האות כולה.זה סוף-סוף calibration מבטיח כי כל הריאציות להרוויח - מגבר הסובלנות ל-Cocampling - הם אחראים, מספקים דיוק רב-ערוצים, מקיפים כל ערוץ בנפרד וחנות סטנדרטיות של זיכרון לא-מתאים-מתאים באופן קבוע, אך לא-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים-מחדש, אך אינם מספקים.