振动信号电荷放大器的放大倍数取决于什么?
1. 反馈电容(Cf)
核心因素:电荷放大器的输出电压与输入电荷量成正比,与反馈电容成反比,关系式为:因此,放大倍数直接由反馈电容 Cf 决定,Cf 越小,放大倍数越高。
2. 反馈电阻(Rf)
低频响应:Cf 共同构成时间常数f,决定系统的低频截止频率虽然 Rf 不直接影响放大倍数,但若 Rf 过小,可能导致信号衰减或低频失真。
3. 运算放大器特性
开环增益与带宽:运放的开环增益和带宽需足够高,以确保在目标频率范围内保持理想的闭环增益(由 Cf 决定)。高频时,运放带宽限制可能导致实际放大倍数下降。
输入阻抗:高输入阻抗(通常为FET输入)确保电荷几乎全部流入反馈网络,避免信号损失。
4. 电缆电容与传感器电容
非主导因素:电荷放大器通过反馈机制抵消了传感器自身电容(Cs)和电缆电容(Cc)的影响,因此这些电容通常不影响放大倍数。但极端情况下(如电缆过长),可能引入噪声或高频衰减。
5. 频率范围
工作频带:放大倍数在电荷放大器的有效频带内(由 RfCf 和运放带宽决定)保持稳定。超出此范围时,放大倍数会随频率变化(如低频衰减或高频滚降)。