不同傳感器的輸出阻抗不一樣,有的傳感器的輸出阻抗特別大,如壓電陶瓷傳感器, 輸出阻抗可高 達(dá) 108 Ω;有的傳感器的輸出阻抗比較小,如電位器式位移傳感器,阻抗僅為 1 500Ω。一般對(duì)于高阻抗的傳感器,通常用場(chǎng)效應(yīng)管或運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)匹配;對(duì)于低的傳感器,在交變輸入時(shí),往往可采用變壓器匹配。
高輸入阻抗放大器
很多傳感器的輸出阻抗都比較高,比如力敏傳感器,電容傳感器等。要使此類傳感器在輸入到測(cè)量系統(tǒng)時(shí)信號(hào)不產(chǎn)生誤減,實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量 ,需要傳感器和輸入電路必須很匹配 ,也就是要求測(cè)量電路具有很高的輸入阻抗。下面介紹幾種高輸入阻抗放大器的例子。
自舉反饋型高輸入阻抗放大器
自舉反饋型高 輸入阻抗放大器的原理圖如圖 16-1所示。從電路可以看出,電路是一個(gè)跟隨電路。雖然場(chǎng)效應(yīng)管電路可以用自生偏置來(lái)獲得靜態(tài)工作電壓,但是為了使之能工作在線性區(qū),通常用分壓電路來(lái)獲取靜態(tài)工作電壓。該類型阻抗放大器就是采用R2和R3通過(guò)R1耦合作為場(chǎng)效應(yīng)管的偏置電壓。由于該電路是跟隨器,場(chǎng)效應(yīng)管FET的源極電壓和柵極電壓大小近似相等,而且相位也相同。所以該電路不會(huì)因?yàn)榧恿薘2和R3而降低場(chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗。另一方面 ,當(dāng)交變信號(hào)Ui 通過(guò)電容C1耦合到電阻 R1的一端,由于場(chǎng)效應(yīng)管的源極和柵極電壓近似相等,所以這個(gè)信號(hào)通過(guò)自舉電容C2 耦合到電阻R1的另一端,這樣R1兩端的電壓就接近相同,所以流入尺的電流很小,同樣也保證了場(chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗不會(huì)因?yàn)樵黾恿朔謮弘娮?而有所降低。為了獲得較好的自舉效果, 自舉電容C2必須要 足夠大。通常R1兩端電壓的相位相差應(yīng)小于0.6°,這樣就要求C2的容抗與R2//R3的比值應(yīng)小于1%。