电荷放大器（16通道）

电荷放大器（16通道）

 1、电荷转换电路
电荷转换电路是针对电荷量输出的传感器特性设计的电路。它将电荷量信号转换成电压信号，并进行4挡放大，传递系数分别为：0.01、0.1、1、10mV/pC。
2、放大电路和放大倍数校准电路
放大电路将传感器信号进一步放大。放大电路共2挡，传递系数分别为：1、10V/V。放大倍数校准电路共4挡，传递系数分别为：1、2、3、10V/V。为了保证的放大倍数，没有采用机械电位器调整放大倍数，而是采用具有知识产权的放大倍数校准电路调整放大倍数。
放大倍数校准电路是通过数字电路和模拟电路相结合的设计方法，用软件调整放大电路的放大倍数。放大倍数校准电路的主要特点是在一定范围内可以任意调整模拟信号的幅值大小，不影响模拟信号的频率和相位。用这种方法对放大电路各挡进行校准，校准精度0.3%。校准数据不受振动、氧化等因素的影响，保存。
3、高通滤波电路
高通滤波电路是二阶波特沃斯高通滤波电路，电路高通转折频率有4挡，分别为：直通、1、10、100Hz。高通滤波电路的主要作用是虑除低频信号。
4、低通滤波电路
通道内有两个二阶波特沃斯低通滤波电路，每个电路低通转折频率都有16挡，分别为：1、2、5、10、20、50、100、200、500、1k、2.5k、5k、10k、20k、50k、100kHz。低通滤波电路有两个功能，一是直接使用，组成级联的4接低通滤波器，每个通道可以独立选择其功能和挡位；二是与抗混滤波电路一起使用，组成的抗混滤波器。
5、抗混滤波电路
抗混滤波电路是开关电容滤波器。其基本原理是，通过输入的时钟信号控制开关电容工作，达到低通滤波效果。输入的时钟频率与低通转折频率成固定比例关系，例如1：100，当输入的时钟频率为100kHz时，滤波器的转折频率是1kHz。利用这个原理可以通过改变时钟频率来调整滤波器的转折频率，滤波器的转折频率可以连续可调。
为了使每个通道之间的模拟信号尽量减小相位差，整台仪器的抗混滤波电路必须统一时钟源，也就是要统一设置抗混滤波电路的转折频率。某通道只要选择了抗混滤波功能，该通道的转折频率就与其它通道是一样的。如果要改变抗混滤波转折频率，所有选择抗混滤波的通道将一起被改变。
直接使用开关电容滤波器存在两个严重缺陷，许多厂家的芯片都无法克服这两种缺陷。一是高频噪声，来源于输入的时钟信号；二是低频震荡，产生的原因是，输入的模拟信号与输入的时钟信号之间具备某种关系时，产生低频震荡，低频震荡的频率很低，在几赫兹以下，震荡频率的大小与输入信号和时钟信号的频率有关。这两种缺陷通过两个低通滤波器克服掉，使抗混滤波器的质量进一步优化。
6、滤波切换电路
低通滤波电路和抗混滤波电路是通过滤波切换电路进行切换的。当某通道切换到低通滤波电路时，这个通道设置成以前记忆的低通滤波挡位，需要调整时，这个通道可以独立调整低通滤波器转折频率挡位。当某通道切换到抗混滤波电路时，这个通道被设置成统一的抗混滤波挡位，需要调整时，统一调整抗混滤波器转折频率挡位。
以上4种带有不同滤波频率的电路组合后，产生了不同的频率范围，仪器软件显示了正在使用的挡位当前的频率范围，方便用户读取仪器的输出信息，提高了仪器的化水平。
7、通道控制电路
通道控制电路通过I2C总线与仪器主控制电路相连接，对本通道内的所有功能挡位进行控制。仪器断电后，不丢失通道的状态信息，仪器再次通电后，恢复掉电时的所有功能。通道控制电路不影响模拟信号的传输。
通道控制电路在完成通道控制功能后，1秒钟内进入深度睡眠状态，芯片时钟停止工作，大限度地降低通道噪声。通道控制电路睡眠时，保持控制状态不变，不用担心丢失挡位。仪器主控制电路通过I2C总线对通道进行操作时，通道控制电路自动被唤醒，唤醒时不会丢失通讯码。