تقویت کننده شارژ ، یکپارچه کننده جریان الکترونیکی است که ولتاژ خروجی متناسب با مقدار یکپارچه جریان ورودی یا کل شارژ تزریق شده تولید می کند.
تقویت کننده جریان ورودی را با استفاده از یک خازن مرجع فیدبک جبران می کند و ولتاژ خروجی را به طور معکوس متناسب با مقدار خازن مرجع اما متناسب با کل شارژ ورودی که در طول دوره زمانی مشخص جریان دارد تولید می کند. بنابراین مدار به عنوان مبدل شارژ به ولتاژ عمل می کند. بهره مدار به مقادیر خازن فیدبک بستگی دارد. تقویت کننده شارژ توسط والتر کیستلر در سال ۱۹۵۰ اختراع شد. طرح تقویت کننده های شارژ معمولاً با استفاده از تقویت کننده عملیاتی یا سایر مدارهای نیمه هادی با بهره بالا با خازن فیدبک منفی Cf ساخته می شوند. سیگنال شارژ ورودی q به داخل گره معکوس و شارژ بازخورد qf از خروجی جریان می یابد. طبق قوانین مدار کیرشهوف، آنها یکدیگر را جبران می کنند.
q i n = − q f شارژ ورودی و ولتاژ خروجی با علامت معکوس متناسب هستند. خازن فیدبک C f تقویت را تنظیم می کند.
v o u t = q f C f = − q i n C f امپدانس ورودی مدار به دلیل اثر میلر تقریباً صفر است. از این رو تمام خازن های سرگردان ( خازن کابل، ظرفیت ورودی تقویت کننده و غیره ) عملاً زمین هستند و هیچ تأثیری بر سیگنال خروجی ندارند. [ ۱] مقاومت فیدبک Rf خازن را تخلیه می کند. بدون Rf بهره DC بسیار زیاد خواهد بود به طوری که حتی جریان آفست ورودی DC کوچک تقویت کننده عملیاتی به شدت در خروجی تقویت می شود. Rf و Cf حد فرکانس پایین تقویت کننده شارژ را تنظیم می کنند.
f l = 1 2 π R f C f با توجه به اثرات DC توصیف شده و مقاومت های انزوا محدود در تقویت کننده های بار عملی، مدار برای اندازه گیری بارهای ساکن مناسب نیست. با این حال، تقویت کننده های شارژ با کیفیت بالا امکان اندازه گیری شبه استاتیک را در فرکانس های زیر 0. 1 هرتز می دهند. برخی از سازندگان نیز به جای Rf از کلید تنظیم مجدد برای تخلیه دستی Cf قبل از اندازه گیری استفاده می کنند.
تقویت کننده های شارژ عملی معمولاً شامل مراحل اضافی مانند تقویت کننده های ولتاژ، تنظیم حساسیت مبدل، فیلترهای بالا و پایین گذر، یکپارچه سازها و مدارهای نظارت بر سطح هستند. سیگنال های شارژ در ورودی تقویت کننده شارژ می تواند به اندازه مقداری fC باشد ( FemtoCoulomb = 10 - 15 C ) . یک اثر انگلی کابل های حسگر کواکسیال رایج، تغییر شارژ در هنگام خم شدن کابل است. حتی حرکت خفیف کابل ممکن است سیگنال های شارژ قابل توجهی ایجاد کند که از سیگنال سنسور قابل تشخیص نیستند. کابل های کم نویز ویژه با پوشش رسانای جداسازی داخلی برای به حداقل رساندن چنین اثراتی ساخته شده اند. برنامه های کاربردی کاربردهای متداول شامل تقویت سیگنال از دستگاه هایی مانند سنسورهای پیزوالکتریک و فوتودیودها است که در آن خروجی شارژ از دستگاه به ولتاژ تبدیل می شود. تقویت کننده های شارژ نیز به طور گسترده در ابزارهای اندازه گیری تشعشعات یونیزان ، مانند شمارنده تناسبی یا شمارنده سوسوزن ، که در آن انرژی هر پالس تشعشع شناسایی شده به دلیل یک رویداد یونیزان باید اندازه گیری شود، استفاده می شود. ادغام پالس های شارژ از آشکارساز، تبدیل انرژی پالس ورودی به خروجی اوج ولتاژ را می دهد، که سپس می تواند برای هر پالس اندازه گیری شود. معمولاً این به مدارهای تشخیص یا یک تحلیلگر چند کاناله می رود.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفتقویت کننده جریان ورودی را با استفاده از یک خازن مرجع فیدبک جبران می کند و ولتاژ خروجی را به طور معکوس متناسب با مقدار خازن مرجع اما متناسب با کل شارژ ورودی که در طول دوره زمانی مشخص جریان دارد تولید می کند. بنابراین مدار به عنوان مبدل شارژ به ولتاژ عمل می کند. بهره مدار به مقادیر خازن فیدبک بستگی دارد. تقویت کننده شارژ توسط والتر کیستلر در سال ۱۹۵۰ اختراع شد. طرح تقویت کننده های شارژ معمولاً با استفاده از تقویت کننده عملیاتی یا سایر مدارهای نیمه هادی با بهره بالا با خازن فیدبک منفی Cf ساخته می شوند. سیگنال شارژ ورودی q به داخل گره معکوس و شارژ بازخورد qf از خروجی جریان می یابد. طبق قوانین مدار کیرشهوف، آنها یکدیگر را جبران می کنند.
q i n = − q f شارژ ورودی و ولتاژ خروجی با علامت معکوس متناسب هستند. خازن فیدبک C f تقویت را تنظیم می کند.
v o u t = q f C f = − q i n C f امپدانس ورودی مدار به دلیل اثر میلر تقریباً صفر است. از این رو تمام خازن های سرگردان ( خازن کابل، ظرفیت ورودی تقویت کننده و غیره ) عملاً زمین هستند و هیچ تأثیری بر سیگنال خروجی ندارند. [ ۱] مقاومت فیدبک Rf خازن را تخلیه می کند. بدون Rf بهره DC بسیار زیاد خواهد بود به طوری که حتی جریان آفست ورودی DC کوچک تقویت کننده عملیاتی به شدت در خروجی تقویت می شود. Rf و Cf حد فرکانس پایین تقویت کننده شارژ را تنظیم می کنند.
f l = 1 2 π R f C f با توجه به اثرات DC توصیف شده و مقاومت های انزوا محدود در تقویت کننده های بار عملی، مدار برای اندازه گیری بارهای ساکن مناسب نیست. با این حال، تقویت کننده های شارژ با کیفیت بالا امکان اندازه گیری شبه استاتیک را در فرکانس های زیر 0. 1 هرتز می دهند. برخی از سازندگان نیز به جای Rf از کلید تنظیم مجدد برای تخلیه دستی Cf قبل از اندازه گیری استفاده می کنند.
تقویت کننده های شارژ عملی معمولاً شامل مراحل اضافی مانند تقویت کننده های ولتاژ، تنظیم حساسیت مبدل، فیلترهای بالا و پایین گذر، یکپارچه سازها و مدارهای نظارت بر سطح هستند. سیگنال های شارژ در ورودی تقویت کننده شارژ می تواند به اندازه مقداری fC باشد ( FemtoCoulomb = 10 - 15 C ) . یک اثر انگلی کابل های حسگر کواکسیال رایج، تغییر شارژ در هنگام خم شدن کابل است. حتی حرکت خفیف کابل ممکن است سیگنال های شارژ قابل توجهی ایجاد کند که از سیگنال سنسور قابل تشخیص نیستند. کابل های کم نویز ویژه با پوشش رسانای جداسازی داخلی برای به حداقل رساندن چنین اثراتی ساخته شده اند. برنامه های کاربردی کاربردهای متداول شامل تقویت سیگنال از دستگاه هایی مانند سنسورهای پیزوالکتریک و فوتودیودها است که در آن خروجی شارژ از دستگاه به ولتاژ تبدیل می شود. تقویت کننده های شارژ نیز به طور گسترده در ابزارهای اندازه گیری تشعشعات یونیزان ، مانند شمارنده تناسبی یا شمارنده سوسوزن ، که در آن انرژی هر پالس تشعشع شناسایی شده به دلیل یک رویداد یونیزان باید اندازه گیری شود، استفاده می شود. ادغام پالس های شارژ از آشکارساز، تبدیل انرژی پالس ورودی به خروجی اوج ولتاژ را می دهد، که سپس می تواند برای هر پالس اندازه گیری شود. معمولاً این به مدارهای تشخیص یا یک تحلیلگر چند کاناله می رود.
wiki: تقویت کننده شارژ