电荷放大器和电压放大器各有何特点

电荷放大器

电荷放大器由电荷变换级、适调级、低通滤波器、高通滤波器、末级功放、电源几部分组成。多

数传感器的感应部分能将机械量转变成微弱的电荷量Q，而且输出阻抗Ra极高。而通过适配电荷放大器就将此微弱电荷变换成与其成正比的电压，并将高输出阻抗变为低输出阻抗。Ca配接传感器自身电容一般为数千pF，1/2RaCa决定传感器低频下限。

下图为电荷放大器原理图。

压电晶体受到压力作用产生电荷Q；Ca 是传感器级间电容，Qa 是此时充到Ca 中的电荷；Cc 是传感器传输电缆的电容，Qc是此时充到Cc 中的电荷，Gc 是输入电缆漏电导；Ci是电荷放大器的输入电容，Qi 是此时充到Ci 中的电荷，Gi 是放大器的输入电导；Ud 是此时在运算放大器反相输入端上产生的差动电压；Cf 是电荷放大器的反馈电容，作用到Cf 两端的电压是Ud 和输出电压U0 的差值，Qf 是此时充入Cf 的电荷，Gf 是放大器的反馈电导；运算放大器的开环系数为A，由于电压是反向输入，所以：

U0=-A×Ud

因此作用在Cf 两端的电压为：

Ucf=Ud-（-A×Ud）=Ud×（1+A）

假设反馈电阻Rf的阻值为无限大：

Q=Qa+Qc+Qi+Qf=Ud×（Ca+Cc+Ci+（1+A）Cf）

所以

在精度的范围内可以忽略部分数量级小的部分，可以认为：

根据传感器的电荷灵敏度、量程和反馈的电容计算出输出的最大电压。

电压放大器

电压放大器（Voltage Amplifier）是提高信号电压的装置。对弱信号，常用多级放大，级联方式分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频率响应平坦、失真小。当负载为谐振电路或耦合回路时，要求在指定频率范围内有较好幅频和相频特性以及较高的选择性。

电荷放大器和电压放大器各有何特点

1、在使用压电晶体传感器的测试系统中，电荷放大器能够将传感器输出的微弱电荷信号转化为放大的电压信号，同时又能够将传感器的高阻抗输出转换成低阻抗输出。

电压放大器能将压电传感器的高输出阻抗变为较低阻抗，并将压电式传感器的微弱电压信号放大。

2、电压放大器为了与传感器匹配需要高输入阻抗，因此，抗干扰能力不足；电荷放大器的输出电压与输入电荷量成正比，因而，信噪比高。

3、电压放大器带宽、灵敏度受传感器线路电容量限制；电荷放大器只与电量有关，所以，频带宽，灵敏度也高。

4、在实际应用中，电压放大器和电荷放大器都应加过载放大保护电路，否则，在传感器过载时，会产生过高的输出电压。