一种信号处理设备及其降干扰的电荷放大器的制作方法

文档序号:26225058发布日期:2021-08-10 14:36阅读:113来源:国知局
一种信号处理设备及其降干扰的电荷放大器的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域,特别是涉及一种信号处理设备及其降干扰的电荷放大器。



背景技术:

电荷放大器在使用时,会受到干扰的影响。特别是对于压电陶瓷等压电敏感器件而言,当其独立安装于电荷放大器的远端时,环境中的共模干扰极易通过连接压电敏感器件的电缆与干扰电场之间的分布电容cz1、cz2,进入后级的电荷放大器。干扰信号可能直接使电荷放大器输出限幅,且在压电敏感器件本身输出电荷信号时,叠加的干扰信号更易使电荷放大器限幅。

目前的常用解决方法是通过屏蔽接地、提高压电敏感器件输入端对干扰源的绝缘电阻等方式,减少进入压电敏感器件传输电缆的输入端的电场干扰,但是,由于电场干扰主要是通过分布电容的耦合,因此无法消除分布电容,环境中的电场干扰仍然会不可避免地会通过干扰源对压电敏感器件的分布电容,进入电荷放大器,而经典的屏蔽接地、滤波等方法无法降低进入电路的共模干扰,从而导致电荷放大器输出限幅,严重时会使得电路受到干扰无法正常使用。还有的方案是选用高精度电子元器件,但是这样的成本太高。

综上所述,如何有效地降低共模干扰,并且简单易实施,是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种信号处理设备及其降干扰的电荷放大器,以有效地降低共模干扰,并且简单易实施。

为解决上述技术问题,本实用新型提供如下技术方案:

一种降干扰的电荷放大器,包括:

第一输入端分别与前级电路以及第二电阻的第一端连接,第二输入端作为参考端并且与负电荷变换器的第二输入端连接,用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的正电荷变换器;

第一输入端分别与前级电路以及第一电阻的第二端连接,用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的负电荷变换器;

第一输入端与所述正电荷变换器的输出端连接,第二输入端与所述负电荷变换器的输出端连接,第三输入端与所述参考端连接,用于进行差分电压求和的差分叠加电路;

第一端与所述正电荷变换器的输出端连接,第二端与第四电阻的第一端连接的第三电阻;第二端与所述负电荷变换器的输出端连接的所述第四电阻;第一端与所述第二电阻的第二端连接的所述第一电阻;所述第二电阻;并且,所述第一电阻和所述第二电阻的连接端作为第一目标端,所述第三电阻与所述第四电阻的连接端作为第二目标端,所述第一目标端与所述第二目标端连接。

优选的,还包括:

设置在所述第一目标端与所述第二目标端之间的比例放大电路。

优选的,所述比例放大电路包括:

同向输入端与所述第二目标端连接,反相输入端分别与第五电阻的第一端以及第六电阻的第一端连接,输出端分别与所述第六电阻的第二端以及所述第一目标端连接的第一运放;

第二端与所述参考端连接的所述第五电阻;

所述第六电阻。

优选的,所述正电荷变换器包括:

同相输入端作为所述正电荷变换器的第二输入端,反相输入端作为所述正电荷变换器的第一输入端并且同时与所述前级电路,所述第二电阻的第一端,第四电容的第一端以及第八电阻的第一端连接,输出端作为所述正电荷变换器的输出端的第二运放;

第二端分别与所述第二运放的输出端以及第九电阻的第二端连接的所述第四电容;

第二端与所述第九电阻的第一端连接的第八电阻;

所述第九电阻。

优选的,所述负电荷变换器包括:

同相输入端作为所述负电荷变换器的第二输入端,反相输入端作为所述负电荷变换器的第一输入端并且同时与所述前级电路,所述第一电阻的第二端,第六电容的第一端以及第十一电阻的第一端连接,输出端作为所述负电荷变换器的输出端的第三运放;

第二端分别与所述第三运放的输出端以及第十二电阻的第二端连接的所述第六电容;

第二端与所述第十二电阻的第一端连接的第十一电阻;

所述第十二电阻。

优选的,还包括:

设置在所述前级电路与所述正电荷变换器的第一输入端之间的第二rc电路;

设置在所述前级电路与所述负电荷变换器的第一输入端之间的第三rc电路。

优选的,所述第二rc电路包括第三电容和第七电阻,所述第三rc电路包括第五电容和第十电阻:

所述第三电容的第一端作为所述第二rc电路的第一端并且与所述前级电路以及所述第二电阻的第一端连接,所述第三电容的第二端与所述第七电阻的第一端连接,所述第七电阻的第二端作为所述第二rc电路的第二端并且与所述正电荷变换器的第一输入端连接;

所述第五电容的第一端作为所述第三rc电路的第一端并且与所述前级电路以及所述第一电阻的第二端连接,所述第五电容的第二端与所述第十电阻的第一端连接,所述第十电阻的第二端作为所述第三rc电路的第二端并且与所述负电荷变换器的第一输入端连接。

优选的,还包括:第一电容和第二电容;

所述第二电容的第二端分别与所述第一电容的第一端以及所述第一目标端连接;

当所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接时,所述第一电容的第二端与所述第一电阻的第二端连接;

当所述第二电容的第一端与所述第三电容的第二端连接时,所述第一电容的第二端与所述第五电容的第二端连接;

当所述第二电容的第一端与所述第七电阻的第二端连接时,所述第一电容的第二端与所述第十电阻的第二端连接。

优选的,还包括:

与所述正电荷变换器以及所述负电荷变换器均连接的第一rc电路。

优选的,所述第一rc电路包括:

第一端与所述第八电阻的第二端连接,第二端与第七电容的第一端连接的第十三电阻;

第二端与所述第十一电阻的第二端连接的所述第七电容。

优选的,所述差分叠加电路包括:

第一端作为所述差分叠加电路的第一输入端,第二端分别与第十五电阻的第二端以及第四运放的同相输入端连接的第十四电阻;

第一端作为所述差分叠加电路的第三输入端的所述第十五电阻;

第一端作为所述差分叠加电路的第二输入端,第二端分别与第十七电阻的第一端以及所述第四运放的反相输入端连接的第十六电阻;

输出端作为所述差分叠加电路的输出端,并且与所述第十七电阻的第二端连接的所述第四运放;

所述第十七电阻。

一种信号处理设备,包括上述任一项所述的降干扰的电荷放大器。

应用本实用新型实施例所提供的技术方案,考虑到电荷放大器的共模输入范围是有限的,虽然利用正电荷变换器、负电荷变换器以及差分叠加电路构成的具有差分放大功能的电路,可以消除共模干扰,但是,当进入电荷放大器的共模干扰超出正电荷变换器、负电荷变换器的共模输入范围时,就会在差分输出端,即差分叠加电路的输出端产生有害的差模信号。因此,本申请目的是降低共模输入的干扰,具体方案可以通过第一电阻,第二电阻,第三电阻以及第四电阻构成的负反馈电路实现。本申请方案增加了电荷放大器输出端至输入端的共模负反馈电阻,即具体设置了分别与正电荷变换器输出端和负电荷变换器输出端连接的第三电阻和第四电阻,第二电阻的第一端则与正电荷变换器的第一输入端连接,第二电阻的第二端与第一电阻的第一端连接,第一电阻的第二端则与负电荷变换器的第一输入端连接。并且第三电阻和第四电阻的公共端与第一电阻和第二电阻的公共端连接,从而构成负反馈电路。使得共模输入电压能够不超过出正电荷变换器、负电荷变换器的共模输入范围,让正、负电荷变换器输出的共模电压降低,也就使得差分叠加电路通过差分输出,能够更加有效地剔除共模干扰,即本申请的方案可以有效地降低最终输出的共模干扰信号。并且,本申请可以通过第一电阻,第二电阻,第三电阻以及第四电阻构成的负反馈电路实现,结构简单,成本较低易于实施。综上所述,本申请的方案可以有效地降低共模干扰,并且简单易实施。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中一种降干扰的电荷放大器的结构示意图;

图2为本实用新型一种具体实施方式中的降干扰的电荷放大器的第一结构示意图;

图3为本实用新型一种具体实施方式中的降干扰的电荷放大器的第二结构示意图;

图4为本实用新型一种具体实施方式中的降干扰的电荷放大器的第三结构示意图;

图5为一种具体实施方式中图2、图3及图4这三种方案的频率响应示意图;

图6a为电荷输入端对地漏电时,传统的未设置本申请的负反馈电路的各个检测位置的信号波形示意图;

图6b为电荷输入端对地漏电时,本申请图2的实施方式的各个检测位置的信号波形示意图;

图6c为电荷输入端对地漏电时,本申请图4的实施方式的各个检测位置的信号波形示意图;

图7a为存在共模干扰时,传统的电荷放大器的各个检测位置的波形示意图;

图7b为存在共模干扰时,应用了本申请方案的各个检测位置的波形示意图;

图8a为本实用新型一种具体实施方式中的降干扰的电荷放大器的第四结构示意图;

图8b为本实用新型一种具体实施方式中的降干扰的电荷放大器的第五结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种降干扰的电荷放大器,可以有效地降低输出的共模干扰。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1,图1为本实用新型中一种降干扰的电荷放大器的结构示意图,该降干扰的电荷放大器可以包括:

第一输入端分别与前级电路以及第二电阻r2的第一端连接,第二输入端作为参考端并且与负电荷变换器20的第二输入端连接,用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的正电荷变换器10;

第一输入端分别与前级电路以及第一电阻r1的第二端连接,用于将输入的电荷信号转换为电压信号并放大输出的负电荷变换器20;

第一输入端与正电荷变换器10的输出端连接,第二输入端与负电荷变换器20的输出端连接,第三输入端与参考端连接,用于进行差分电压求和的差分叠加电路30;

第一端与正电荷变换器10的输出端连接,第二端与第四电阻r4的第一端连接的第三电阻r3;第二端与负电荷变换器20的输出端连接的第四电阻r4;第一端与第二电阻r2的第二端连接的第一电阻r1;第二电阻r2。

并且,第一电阻r1和第二电阻r2的连接端作为第一目标端,第三电阻r3与第四电阻r4的连接端作为第二目标端,第一目标端与第二目标端连接。

具体的,前级电路通常是压电敏感器件,例如压电陶瓷等压电敏感器件,具体的电路结构可以根据实际需要进行选取。

通过正电荷变换器10和负电荷变换器20可以实现差分电压的输出,再通过差分叠加电路30进行差分电压求和,正电荷变换器10,负电荷变换器20以及差分叠加电路30的具体电路结构也可以根据实际需要进行设定和调整,能够实现本申请的功能即可。

例如在本实用新型的一种具体实施方式中,可参阅图2,正电荷变换器10包括:

同相输入端作为正电荷变换器10的第二输入端,反相输入端作为正电荷变换器10的第一输入端并且与同时前级电路,第二电阻r2的第一端,第四电容c4的第一端以及第八电阻r8的第一端连接,输出端作为正电荷变换器10的输出端的第二运放op2;

第二端分别与第二运放op2的输出端以及第九电阻r9的第二端连接的第四电容c4;

第二端与第九电阻r9的第一端连接的第八电阻r8;

第九电阻r9。

图2的实施方式中,正电荷变换器10由第二运放op2,第四电容c4,第八电阻r8以及第九电阻r9构成。

负电荷变换器20的结构通常与正电荷变换器10相同,例如在图2的实施方式中,负电荷变换器20可以包括:

同相输入端作为负电荷变换器20的第二输入端,反相输入端作为负电荷变换器20的第一输入端并且同时与前级电路,第一电阻r1的第二端,第六电容c6的第一端以及第十一电阻r11的第一端连接,输出端作为负电荷变换器20的输出端的第三运放op3;

第二端分别与第三运放op3的输出端以及第十二电阻r12的第二端连接的第六电容c6;

第二端与第十二电阻r12的第一端连接的第十一电阻r11;

第十二电阻r12。

在图2的实施方式中,负电荷变换器20由第六电容c6,第二运放op2,第十一电阻r11以及第十二电阻r12构成,结构与正电荷变换器10是一致的。在图2的实施方式中,正电荷变换器10、负电荷变换器20的结构较为简单,便于方案的实施。

进一步的,在实际应用中,通常还会包括:

设置在前级电路与正电荷变换器10的第一输入端之间的第二rc电路;

设置在前级电路与负电荷变换器20的第一输入端之间的第三rc电路。

通过第二rc电路和第三rc电路可以提高热释电抑制效果,具体的电路构成可以根据实际需要进行选取,例如在本发明的一种具体实施方式中,可参阅图2,第二rc电路包括第三电容c3和第七电阻r7,第三rc电路包括第五电容c5和第十电阻r10:

第三电容c3的第一端作为第二rc电路的第一端并且与前级电路以及第二电阻r2的第一端连接,第三电容c3的第二端与第七电阻r7的第一端连接,第七电阻r7的第二端作为第二rc电路的第二端并且与正电荷变换器10的第一输入端连接;

第五电容c5的第一端作为第三rc电路的第一端并且与前级电路以及第一电阻r1的第二端连接,第五电容c5的第二端与第十电阻r10的第一端连接,第十电阻r10的第二端作为第三rc电路的第二端并且与负电荷变换器20的第一输入端连接。

图2中的实施方式中,由第三电容c3,第七电阻r7,第五电容c5以及第十电阻r10来实现第二rc电路和第三rc电路,较为简单方便。

在图2中用z+表示本申请的降干扰的电荷放大器的正电荷输入端,z-表示本申请的降干扰的电荷放大器的负电荷输入端。此外,正、负电荷变换器除了结构一致之外,参数通常也是对称的。具体的,有c3=c5,r7=r10,r8=r9=r11=r12,c4=c6。

第二运放op2以及第三运放op3的同相输入端均与参考端连接,本申请的附图中用vref表示参考端,参考端的具体电压数值可以根据实际需要进行设定。

在图2的实施方式中,正电荷变换器10、负电荷变换器20的结构较为简单,便于方案的实施。

差分叠加电路30用于进行差分电压求和,具体的电路结构也有多种,例如在图2的实施方式中,差分叠加电路30包括:

第一端作为差分叠加电路30的第一输入端,第二端分别与第十五电阻r15的第二端以及第四运放op4的同相输入端连接的第十四电阻r14;

第一端作为差分叠加电路30的第三输入端的第十五电阻r15;

第一端作为差分叠加电路30的第二输入端,第二端分别与第十七电阻r17的第一端以及第四运放op4的反相输入端连接的第十六电阻r16;

输出端作为差分叠加电路30的输出端,并且与第十七电阻r17的第二端连接的第四运放op4;

第十七电阻r17。

该种实施方式中的差分叠加电路30由四个电阻和一个运放构成,电路结构便于实施,第四运放op4的输出端作为差分叠加电路30的输出端,即通过第四运放op4的输出端,输出差分电荷变换信号。此外,通常会设定为r14=r16,r15=r17。

在本发明的一种具体实施方式中,还可以包括:

与正电荷变换器10以及负电荷变换器20均连接的第一rc电路。

第一rc电路也可以称为差分旁路支路,与正电荷变换器10以及负电荷变换器20均连接,可以提高频率响应的带宽。在图2的实施方式中,由第十三电阻r13以及第七电容c7组成第一rc电路,简单易实施。即图2中的第一rc电路包括:第一端与第八电阻r8的第二端连接,第二端与第七电容c7的第一端连接的第十三电阻r13;第二端与第十一电阻r11的第二端连接的第七电容c7。

本申请的图1以及图2的实施方式中,通过第一电阻r1,第二电阻r2,第三电阻r3以及第四电阻r4便可以构成本申请所需要负反馈电路,从而降低进入电荷放大器的干扰。

具体的,第三电阻r3的第一端与正电荷变换器10的输出端连接,在图2的具体电路结构中,则是与第二运放op2的输出端连接,相应的,第四电阻r4的第二端与负电荷变换器20的输出端连接,在图2的具体电路结构中,则是与第三运放op3的输出端连接,第三电阻r3的第二端与第四电阻r4的第一端连接,便于描述,本申请将第三电阻r3与第四电阻r4的连接端称为第二目标端。

第二电阻r2的第一端接正电荷输入端,即可以与正电荷变换器10的第一输入端连接,第一电阻r1的第二端接负电荷输入端,即可以与负电荷变换器20的第一输入端连接。此外,如前文的描述,通常还会在前级电路与正电荷变换器10的第一输入端之间设置第二rc电路,在前级电路与负电荷变换器20的第一输入端之间设置第三rc电路。因此,在图2这一具体实例的电路结构中,第二电阻r2的第一端是与第三电容c3的第一端连接。相应的,第一电阻r1的第二端是与第五电容c5的第一端连接。第一电阻r1的第一端与第二电阻r2的第二端来接,本申请将该连接端称为第一目标端。

通常,可以设置r3=r4,r1=r2,将第一目标端与第二目标端连接,便可以构成正、负电荷变换的负反馈通路,且这样的实施方式对原电荷放大器对于正常的压电信号的传输系数不会造成影响。在图1和2中,均是用两个j1表示第一目标端与第二目标端是连接的。

电荷放大器输出的共模干扰电压,指的是正电荷变换器10的输出与负电荷变换器20的输出相对于参考端vref的电压,也就是图2中标记4的位置相对于参考端的电压。

当外部环境电场的干扰电压ui对电荷放大器的电荷信号源的输入端z+、z-的耦合电容为cz1、cz2,并且cz1=cz2时,例如将cz1和cz2的大小都表示为cz,即cz=cz1=cz2,如果没有设置本申请的用于抑制共模干扰的负反馈电路,则电荷放大器输出的共模干扰电压uc0,具体可以表示为:

uc0=ui×cf/(rcz+rc3+r7)

其中,rc3为第三电容c3产生的阻抗,rcz为耦合电容cz1、cz2产生的阻抗,f为共模干扰信号的频率。cf如前文的描述,表示第四电容c4和第六电容c6的电容值,即cf=c4=c6。

本申请的图2的方案中,电荷放大器输出的共模干扰电压uc为,具体可以表示为:

其中,rf1表示的是第三电阻r3和第四电阻r4的阻值,即r3=r4=rf1,rc表示的是第一电阻r1和第二电阻r2的阻值,r1=r2=rc。

当然,在其他实施方式中,应用本申请的第一电阻r1,第二电阻r2,第三电阻r3以及第四电阻r4构成的负反馈电路,也依然能够实现降低共模干扰的目的,只是正电荷变换器10、负电荷变换器20的结构不同时,共模输出电压uc的表达公式自然会因为正电荷变换器10、负电荷变换器20的具体结构不同而存在区别。

进一步地,在本实用新型的一种具体实施方式中,可参阅图3,还可以包括:

设置在第一目标端与第二目标端之间的比例放大电路。

通过在第一目标端与第二目标端之间设置比例放大电路,可以将负反馈放大,有利于进一步地降低共模干扰,同时拓宽了低频抑制频带。

比例放大电路的具体电路构成也可以根据实际需要进行选取,例如在图3的实施方式中,比例放大电路包括:

同向输入端与第二目标端连接,反相输入端分别与第五电阻r5的第一端以及第六电阻r6的第一端连接,输出端分别与第六电阻r6的第二端以及第一目标端连接的第一运放op1;

第二端与参考端连接的第五电阻r5;

第六电阻r6。

图3中,比例放大电路由第一运放op1,第五电阻r5以及第六电阻r6构成,相较于图2,增大了电压的负反馈,有利于进一步地降低共模干扰,同时拓宽了低频抑制频带。并且,图3中的比例放大电路的电路结构也较为简单,可靠性高。

进一步的,在本实用新型的一种具体实施方式中,还可以包括:第一电容c1和第二电容c2;

第二电容c2的第二端分别与第一电容c1的第一端以及第一目标端连接;

当第二电容c2的第一端与第二电阻r2的第一端连接时,第一电容c1的第二端与第一电阻r1的第二端连接;

当第二电容c2的第一端与第三电容c3的第二端连接时,第一电容c1的第二端与第五电容c5的第二端连接;

当第二电容c2的第一端与第七电阻r7的第二端连接时,第一电容c1的第二端与第十电阻r10的第二端连接。

该种实施方式中,是考虑到图2和图3的实施方式,对于低频段的共模干扰抑制能力较强,在此基础上,通过增加电容负反馈,进一步降低高频段的共模干扰。此外,第一电容c1的电容值通常需要等于第二电容c2的电容值。

该种实施方式有3种连接方式,分别可参阅图4和图8a,图8b,由于原理上是一致的,因此本申请后文便均以图4的实施方式进行说明,即按照第二电容c2的第一端与第二电阻r2的第一端连接,第一电容c1的第二端与第一电阻r1的第二端连接进行说明。

图2、图3以及图4三种方案的频率响应可参阅图5,可以反映出这三种方案抑制共模干扰的能力,其中,图5中的曲线1输入共模,表示的是没有设置负反馈电路的频率响应。曲线2的电阻负反馈输出共模,表示的图2的方案的频率响应。曲线3的加倍电阻负反馈输出共模,表示的图3的方案的频率响应。曲线4的电阻+电容负反馈输出共模,表示的图4的方案的频率响应。可以看出,图4的方案在高频段的效果优于图2和图3。

此外需要指出的是,通常的共模干扰是分布电容耦合产生,但是,当电荷输入端或者电容器件漏电导致直流共模干扰时,本申请也具有抑制效果。

具体可参阅图6a,图6b,图6c,图6a为电荷输入端对地漏电时,传统的未设置本申请的负反馈电路的各个检测位置的信号波形示意图,从上至下的各个坐标轴中的曲线依次表示:1-正电荷转换器的输出电压。2-负电荷转换器的输出电压。3-差分输出电压,也即差分叠加电路的输出相对于参考端的电压。4-输出共模电压。5-输入共模电压。6-干扰源。7-信号源。

图6b则为电荷输入端对地漏电时,本申请图2的实施方式的各个检测位置的信号波形示意图,从上至下的各个坐标轴的曲线依次表示:1-正电荷转换器的输出电压,也就是图2中标记的位置1相对于参考端的电压。2-负电荷转换器的输出电压,也就是图2中标记的位置2相对于参考端的电压。3-差分输出电压,也就是图2中标记的位置3相对于参考端的电压。4-输出共模电压,也就是图2中标记的位置4相对于参考端的电压。5-输入共模电压,也就是图2中标记的位置5相对于参考端的电压。6-干扰源。7-信号源。

图6c则为电荷输入端对地漏电时,图4的实施方式的各个检测位置的信号波形示意图,从上至下的各个坐标轴的曲线依次表示:1-正电荷转换器的输出电压,也就是图4中标记的位置1相对于参考端的电压。2-负电荷转换器的输出电压,也就是图4中标记的位置2相对于参考端的电压。3-差分输出电压,也就是图4中标记的位置3相对于参考端的电压。4-输出共模电压,也就是图4中标记的位置4相对于参考端的电压。5-输入共模电压,也就是图4中标记的位置5相对于参考端的电压。6-干扰源。7-信号源。

可以看出,由于漏电情况导致的直流共模干扰,本申请也具有抑制效果。

此外,通过图7a和图7b也可以说明本申请的共模干扰的抑制效果。其中,图7a为存在共模干扰时,传统的没有设置本申请的负反馈电路的电荷放大器的各个检测位置的波形示意图,从上至下的各个坐标轴中的曲线依次表示:1-差分输出电压,2-输出共模电压。3-输入共模电压。4电压/干扰源。

图7b为存在共模干扰时,应用了本申请的基于负反馈电路的电荷放大器的各个检测位置的波形示意图,从上至下的各个坐标轴中的曲线依次表示:1-正电荷转换器的输出电压,也就是图2、3、4中标记的位置1相对于参考端的电压。2-负电荷转换器的输出电压,也就是图2、3、4中标记的位置2相对于参考端的电压。3-差分输出电压,也就是图2、3、4中标记的位置3相对于参考端的电压。4-输出共模电压,也就是图2、3、4中标记的位置4相对于参考端的电压。5-输入共模电压,也就是图2、3、4中标记的位置5相对于参考端的电压。6-电压/干扰源。

应用本实用新型实施例所提供的技术方案,考虑到电荷放大器的共模输入范围是有限的,虽然利用正电荷变换器、负电荷变换器以及差分叠加电路构成的具有差分放大功能的电路,可以消除共模干扰,但是,当进入电荷放大器的共模干扰超出正电荷变换器、负电荷变换器的共模输入范围时,就会在差分输出端,即差分叠加电路的输出端产生有害的差模信号。因此,本申请目的是降低共模输入的干扰,具体方案可以通过第一电阻,第二电阻,第三电阻以及第四电阻构成的负反馈电路实现。本申请方案增加了电荷放大器输出端至输入端的共模负反馈电阻,即具体设置了分别与正电荷变换器输出端和负电荷变换器输出端连接的第三电阻和第四电阻,第二电阻的第一端则与正电荷变换器的第一输入端连接,第二电阻的第二端与第一电阻的第一端连接,第一电阻的第二端则与负电荷变换器的第一输入端连接。并且第三电阻和第四电阻的公共端与第一电阻和第二电阻的公共端连接,从而构成负反馈电路。使得共模输入电压能够不超过出正电荷变换器、负电荷变换器的共模输入范围,让正、负电荷变换器输出的共模电压降低,也就使得差分叠加电路通过差分输出,能够更加有效地剔除共模干扰,即本申请的方案可以有效地降低最终输出的共模干扰信号。并且,本申请可以通过第一电阻,第二电阻,第三电阻以及第四电阻构成的负反馈电路实现,结构简单,成本较低易于实施。综上所述,本申请的方案可以有效地降低共模干扰,并且简单易实施。

相应于上面的降干扰的电荷放大器的实施例,本实用新型实施例还提供了一种信号处理设备,可以包括上述任一实施例中的降干扰的电荷放大器,此处不再重复说明。

还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

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