前置放大器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了前置放大器，包括電荷電壓轉(zhuǎn)換電路，通過第一運算放大器OP1把次聲波傳感器高阻抗的弱電荷信號，轉(zhuǎn)換成低阻抗電壓信號；信號調(diào)理電路，根據(jù)所述低阻抗電壓信號的大小，對所述前置放大器進行過壓保護，同時對所述低阻抗電壓信號進行信號調(diào)理，得到一定頻率內(nèi)的輸出電壓信號；信號放大電路，通過第二運算放大器OP2將信號調(diào)理電路的輸出電壓信號放大為高功率輸出信號。
【專利說明】前置放大器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及前置放大器，尤其是涉及一種次聲傳感器用前置放大器。

【背景技術(shù)】
[0002]自然界中頻率低于20Hz的聲波為次聲波，傳播距離遠，不易被介質(zhì)吸收?，F(xiàn)在常用的放大器存在這樣的缺陷:一、現(xiàn)有的放大器在放大1mV以下信號時本底噪聲較大,對于微弱的信號不能滿足應(yīng)用要求。二、現(xiàn)有的放大器輸出的功率較低，負載能力差。三、現(xiàn)有的放大器缺少過壓保護電路，通過大信號時容易被破壞。同時，管道內(nèi)置次聲波傳感器，安裝在管道內(nèi)部，與管道內(nèi)部介質(zhì)接觸，通過檢測管道內(nèi)介質(zhì)泄漏的次聲波來確定管道是否發(fā)生泄漏。這種次聲波傳感器檢測的泄漏信號弱，頻帶寬，常用的前置放大器不能滿足要求。
[0003]次聲波傳感器輸出的為高阻抗的電荷信號，因此，前置放大器具有把高阻電荷電路轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥杩闺妷盒盘柕墓δ?，其次電壓信號?jīng)過帶通濾波器進行信號調(diào)理，得到一定頻率內(nèi)的信號，最后經(jīng)過信號放大電路放大輸出。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型設(shè)計開發(fā)了前置放大器。該前置放大器所要解決的主要技術(shù)問題在于，把次聲波傳感器高阻抗的弱電荷信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)過信號調(diào)理選擇一端最強頻率的次聲波信號，對最強次聲波信號進行放大處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。
[0005]為了使上述目標(biāo)得以實現(xiàn)，本實用新型提供的技術(shù)方案為:前置放大器，其特征在于，包括:電荷電壓轉(zhuǎn)換電路，其輸入端為所述前置放大器的信號輸入端，所述電荷電壓轉(zhuǎn)換電路用于把次聲波傳感器的高阻抗弱電荷信號轉(zhuǎn)換成低阻抗電壓信號，所述電荷電壓轉(zhuǎn)換電路包括第一運算放大器OPl、電阻Rl和電容Cl，所述第一運算放大器OPl包括第一運算放大器OPl負向輸入端、第一運算放大器OPl正向輸入端和第一運算放大器OPl輸出端，所述第一運算放大器OPl負向輸入端分別與所述電阻R1、所述電容Cl相連接，所述第一運算放大器OPl正向輸入端與地面連接，所述第一運算放大器OPl輸出端分別與所述R1、所述電容Cl相連接；
[0006]信號調(diào)理電路，其根據(jù)所述低阻抗電壓信號的大小，對所述前置放大器進行過壓保護，同時對所述低阻抗電壓信號進行信號調(diào)理，得到一定頻率內(nèi)的輸出電壓信號，所述信號調(diào)理電路包括二極管D、電阻R2、電阻R3、電容C2和電容C3，所述二極管D包括二極管D正極和二極管D負極，所述二極管D正極、電阻R2分別與所述第一運算放大器OPl輸出端相連接，所述電容C2、電容C3分別與所述電阻R2相連接，所述地面分別與所述二極管D負極、所述電容C2、所述電容C3、所述電阻R3相連接；
[0007]信號放大電路，其用于將所述輸出電壓信號放大為高功率輸出信號，包括第二運算放大器0P2、電阻R4和電容C4，所述第二運算放大器0P2包括第二運算放大器0P2負向輸入端、第二運算放大器0P2正向輸入端和第二運算放大器0P2輸出端，所述第二運算放大器0P2正向輸入端與所述電阻R2相連接，所述第二運算放大器0P2負向輸入端與所述電阻R3相連接，所述電阻R4、所述電容C4分別與第二運算放大器0P2正向輸入端相連接，所述第二運算放大器0P2輸出端分別與所述電阻R4、所述電容C4相連接。
[0008]所述二極管D為穩(wěn)壓二極管，具有過壓保護電路的作用。
[0009]所述第一運算放大器OPl是采用低輸入阻抗的運算放大器，所述第二運算放大器0P2是采用高輸入阻抗的運算放大器。
[0010]所述前置放大器包括封裝殼體，所述封裝殼體上設(shè)有四個端口，分別為第一端口、第二端口、第三端口和第四端口 ；所述第一端口和第三端口為所述前置放大器的接地端，所述第一端口連接所述第一運算放大器OPl正向輸入端，所述第三端口分別與所述二極管D負極、所述電容C2、所述電容C3、所述電阻R3相連接；所述第二端口為所述前置放大器的信號輸入端，所述第四端口為所述前置放大器的信號輸出端。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。相對于現(xiàn)有的放大器對電荷進行簡單處理來說，本實用新型提供的前置放大器首先具有電壓過載保護功能，進而通過信號調(diào)理電路，減少干擾信號，提高前置放大器的輸出精度。最后通過二次電路放大將所需信號輸出，從而獲得了較好精度和幅度的信號。
[0012]綜上所述，本實用新型前置放大器，其在技術(shù)發(fā)展有限的領(lǐng)域內(nèi)，不論在材料上、結(jié)構(gòu)上或是功能上都有較大的進步，并產(chǎn)生了好用的效果，而確實具有增進的功效，從而更加適于實用，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型前置放大器的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實用新型前置放大器的電路連接圖。

【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖，對依據(jù)本實用新型提出的前置放大器，其【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如下。
[0016]圖1為前置放大器的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型主要包括:電荷電壓轉(zhuǎn)換電路1、與其相連的信號調(diào)理電路2以及與信號調(diào)理電路2相連的信號放大電路3。
[0017]其中:電荷電壓轉(zhuǎn)換電路I用于對電荷信號進行積分和放大運算，得到第一電壓信號，并將該電壓信號輸送到信號調(diào)理電路2中。信號調(diào)理電路2對輸入的電壓信號進行濾波處理，消除干擾信號，獲得所需的信號。信號放大電路對消除干擾后所需的信號進行再次放大。并通過信號輸出端口輸出。
[0018]圖2是本實用新型前置放大器的電路連接圖。
[0019]在本實施例中，包括二極管D、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、第一運算放大器OPl和第二運算放大器0P2，輸入端Vi和輸出端Vo。
[0020]電阻Rl與電容Cl并聯(lián)，一端連接在第一運算放大器OPl的負向輸入端、一端連接在第一運算放大器OPl的輸出端。第一運算放大器OPl的正向輸入端接地；電阻R2的一端與放第一運算放大器OPl的輸出端連接，另一端連接與第二運算放大器0P2的正向輸入端連接；輸入端二極管D與第二運算放大器0P2并聯(lián)，電容C2與電容C3并聯(lián)，電阻R4和電容C4并聯(lián)，共同與R2 —端連接第二運算放大器0P2的正向輸入端，電容C2和電容C3并聯(lián)的另一端接地，電阻R4和電容C4并聯(lián)另一端與第二運算放大器0P2輸出端連接；第二放大器0P2的負向輸入端與電阻R3連接，電阻R3的另一端接地。
[0021]信號通過信號輸入端Vi輸入到電荷電壓轉(zhuǎn)換電路的第一運算放大器OPl的負向輸入端，電荷電壓轉(zhuǎn)換電路種的第一運算放大器OPl為低阻抗運算放大器，將輸入端高阻抗電荷信號轉(zhuǎn)換為低阻抗電壓信號，電阻Rl和電容Cl對第一運算放大器起保護作用。
[0022]第一運算放大器OPl輸出端輸出的低阻抗電壓信號經(jīng)過電阻R2、電容C2和電容C3進行濾波處理，消除干擾信號后，獲得第二運算放大器所需要的信號，二極管D為穩(wěn)壓二極管，其電壓-電流特性曲線與普通二極管相似，但反向擊穿曲線比較陡；穩(wěn)壓二極管反向電壓在一定范圍內(nèi)變化時，反向電流很小，當(dāng)?shù)谝贿\算放大器OPl輸出端輸出的低阻抗電壓猛增到擊穿電壓時，反向電流突然猛增，穩(wěn)壓二極管從而反向擊穿，此后，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化卻相當(dāng)小，利用這一特性，穩(wěn)壓二極管就對前置放大器的電路起到穩(wěn)定電壓的作用了。并且，穩(wěn)壓二極管與其他普通二極管不同，它的反向擊穿是可逆性的，當(dāng)去掉反向電壓時，穩(wěn)壓二極管又恢復(fù)正常，但如果反向電流超過允許范圍時，穩(wěn)壓二極管將會發(fā)熱擊穿。所以，與穩(wěn)壓二極管配合的電阻R2就起到限定電流的作用。
[0023]信號調(diào)理電路的信號傳入到第二運算放大器0P2正極輸入端接，第二運算放大器0P2為高阻抗輸入低阻抗輸出運算器，輸入阻抗高，第二運算放大器0P2能吸收的電源功率小，前級能帶動更多的電荷。對于放大電路的影響就盡可能地??；輸出阻抗小，這樣輸出功率在信號源的內(nèi)阻上消耗的功率小，能帶動功率更大的電荷，這樣輸出信號就能得到更強的放大。電阻R4、電容個C4和電阻R3對第二運算放大器起到一定的保護作用。
[0024]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.前置放大器，其特征在于，包括: 電荷電壓轉(zhuǎn)換電路，其輸入端為所述前置放大器的信號輸入端，所述電荷電壓轉(zhuǎn)換電路用于把次聲波傳感器的高阻抗弱電荷信號轉(zhuǎn)換成低阻抗電壓信號，所述電荷電壓轉(zhuǎn)換電路包括第一運算放大器OPl、電阻Rl和電容Cl，所述第一運算放大器OPl包括第一運算放大器OPl負向輸入端、第一運算放大器OPl正向輸入端和第一運算放大器OPl輸出端,所述第一運算放大器OPl負向輸入端分別與所述電阻R1、所述電容Cl相連接，所述第一運算放大器OPl正向輸入端與地面連接，所述第一運算放大器OPl輸出端分別與所述R1、所述電容Cl相連接； 信號調(diào)理電路，其根據(jù)所述低阻抗電壓信號的大小，對所述前置放大器進行過壓保護，同時對所述低阻抗電壓信號進行信號調(diào)理，得到一定頻率內(nèi)的輸出電壓信號，所述信號調(diào)理電路包括二極管D、電阻R2、電阻R3、電容C2和電容C3，所述二極管D包括二極管D正極和二極管D負極，所述二極管D正極、電阻R2分別與所述第一運算放大器OPl輸出端相連接，所述電容C2、電容C3分別與所述電阻R2相連接，所述地面分別與所述二極管D負極、所述電容C2、所述電容C3、所述電阻R3相連接； 信號放大電路，其用于將所述輸出電壓信號放大為高功率輸出信號，包括第二運算放大器0P2、電阻R4和電容C4，所述第二運算放大器0P2包括第二運算放大器0P2負向輸入端、第二運算放大器0P2正向輸入端和第二運算放大器0P2輸出端，所述第二運算放大器0P2正向輸入端與所述電阻R2相連接，所述第二運算放大器0P2負向輸入端與所述電阻R3相連接，所述電阻R4、所述電容C4分別與第二運算放大器0P2正向輸入端相連接，所述第二運算放大器0P2輸出端分別與所述電阻R4、所述電容C4相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的前置放大器，其特征在于，所述二極管D為穩(wěn)壓二極管，具有過壓保護電路的作用。
3.如權(quán)利要求1所述的前置放大器，其特征在于，所述第一運算放大器OPl是采用低輸入阻抗的運算放大器，所述第二運算放大器0P2是采用高輸入阻抗的運算放大器。
4.如權(quán)利要求1所述的前置放大器，其特征在于，所述前置放大器包括封裝殼體，所述封裝殼體上設(shè)有四個端口，分別為第一端口、第二端口、第三端口和第四端口 ；所述第一端口和第三端口為所述前置放大器的接地端，所述第一端口連接所述第一運算放大器OPl正向輸入端，所述第三端口分別與所述二極管D負極、所述電容C2、所述電容C3、所述電阻R3相連接；所述第二端口為所述前置放大器的信號輸入端，所述第四端口為所述前置放大器的信號輸出端。
【文檔編號】H03F3/10GK203951445SQ201420200968
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】楊霄鋒, 王良風(fēng), 賈美娟, 阮曉輝 申請人:北京科創(chuàng)三思科技發(fā)展有限公司