图2　电荷放大器基本电路框图

    输出幅值
   
 
    式中　
    Ｑ-传感器电荷量
    Ｃａ-传感器电容量
    Ｒａ-传感器阻值
    Ｃｆ-电荷放大器反馈电容
    Ｒｆ-电荷放大器反馈电阻
    Ａ-运算放大器的增益

    输出电压取决于Ｑ和Ｃｆ。为了得到必要的测量精度，要求Ｃｆ的温度和时间稳定性要好。

    幅频特性

     当
     
    式中　
    ω-角频率
    Ｇｆ-Ｒｆ的电导

    低频时电荷放大的频率响应仅决定于反馈电路参数Ｒｆ和Ｃｆ。反馈电阻Ｒｆ还有提供直流反馈、减小零漂、使电荷放大器工作稳定的作用。

    2.2　滤波器

    传统钢球振动测量仪中的滤波电路采用ＲＣ有源滤波器。这类滤波器由运算放大器外接电阻、电容构成的。滤波频率由电阻、电容参数决定，选配困难，调试不便。为了方便测量系统的调试与维修CONTROL ENGINEERING China版权所有，减小滤波器的温漂与时漂，采用了集成状态变量滤波器。

    所谓状态变量滤波器就是用状态变量法解二阶微分方程并致力于用模拟电子线路来获得的一种滤波电路。它是一种有源的模拟滤波器，是时间连续的滤波CONTROL ENGINEERING China版权所有，与开关电容滤波器相比www.cechina.cn，噪声较小，动态性能优良。状态变量滤波器便于集成化，外接几个电阻便可构成低通、高通、带通带阻等各种类型的滤波器。集成化的状态变量滤波器基本单元是一个二阶环节，通过级联可实现四阶或八阶滤波器。这种滤波器的误差灵敏度低，即外接电阻参数稍有变化时，对传输特性的影响不大。

    集