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Funktionsbeschreibung
3.3
Messverstärker-Baugruppe
Q
=
−
U
a
C
g
1
=
f
u
π
⋅
⋅
2
R
C
g
g
5070A_002-303d-07.15
Im Folgenden sind die einzelnen Funktionsblöcke der
Messverstärker-, Bedien- und Netzteilbaugruppe näher
beschrieben.
Ladungseingänge
An den Verstärker können vier piezoelektrische Sensoren
über eine 9-polige Fischer-Dose oder die BNC-Buchsen A,
B, C und D angeschlossen werden.
Die Eingangsstufen bestehen aus hochverstärkenden und
hochisolierenden Operationsverstärkern mit hochisolieren-
den Bereichskondensatoren C
eingespeiste Ladung wird so in eine proportionale Span-
nung umgewandelt. Für die Berechnung des Spannungs-
signals genügt in den meisten Fällen die nebenstehende
Näherungsformel.
Jeweils am Ende des Messzyklus ('Measure' inaktiv) wird
der Bereichskondensator C
kurzgeschlossen und so entladen. Die Ausgangsspannung
des Ladungsverstärkers wird so auf Null gesetzt.
Parallel zum jeweiligen Bereichskondensator C
Zeitkonstantenwiderstand R
zugeschaltet werden. Diese bestimmen gemäss neben-
stehender Formel die untere Grenzfrequenz des Ladungs-
verstärkers (siehe auch Kapitel 8.1).
Die längste Zeitkonstante und somit die tiefstmögliche
untere Grenzfrequenz wird in der Messart 'DC (Long)'
ermöglicht. In diesem Fall besteht der Parallelwiderstand R
nur noch aus dem Isolationswiderstand des Bereichs-
kondensators C
. In der Praxis ergeben sich je nach Mess-
g
bereich Werte von 10 000 ... 100 000 s.
Der bei Operationsverstärkern naturgemäss vorhandene
Nullpunktfehler wird digital korrigiert. Die Eingangsstufen
(der eigentlichen Ladungsverstärker) ist über einen
Differenzverstärker vom Rest der Schaltung entkoppelt.
Damit sind kleinere Differenzen zwischen Sensor-Massen-
potential und Massenpotential des Spannungsausgangs
zulässig, ohne dass störende Ausgleichsströme fliessen.
Dieses Verstärkermodul ist ein mikroprozessorgesteuerter
2-Kanal-Ladungsverstärker mit analoger Signalaufbereitung.
Verstärkung
In der folgenden Signalverarbeitung wird über einen
multiplizierenden DAC die Verstärkung sowie die Genauig-
keit eingestellt. Anschliessend wird das Signal über die ver-
schiedenen zuschaltbaren analogen Tiefpässe 2. Ordnung
gefiltert. In der Ausgangsstufe der Ladungsverstärkerkarte
wird der Nullpunkt justiert.
Ausgangsverstärker
Auf dem Ausgangsverstärker werden die Signale, der einen
bei 4-Kanal oder der beiden bei 8-Kanal, Ladungsverstär-
kerkarten auf der D-Sub Buchse zusammengeführt.
als Gegenkopplung. Die
g
mit einer Halbleiterschaltung
g
kann ein
g
(10
10
Ω in der Messart 'Short')
g
Seite 19
g
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