电荷放大器

应用

　　在测试系统中，测试产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力即为可靠性。测试系统的每一部分都会不同程度的影响整个系统的可靠性，由于部分的失效引起的系统失效的概率也就不同。
　　随着存储测试技术的发展，存储测试系统逐渐模块化、标准化和系列化。如果将一些功能模块制成ASIC，就会满足动态测试对测试装置的要求，并使存储测试系统可靠性得到极大地提高。图1 为使用专用集成电路设计的存储测试系统。电荷放大器是测试系统中的一个串联环节，因此它的失效直接影响整个系统的失效。

原理

　　图2 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电压。