原创 电缆寄生电容对电荷放大器的影响

        最近清华大学的客户告诉我，我提供的ICA103电荷放大器不能工作。我找来了一个加速度传感器，传感器的电缆非常长而且细，即使不接传感器，仅仅是将这个长长的电缆接到电荷放大器的输入上，放大器的输出就会出现三角振荡波，频率大于350kHz。我换上自己做的较粗的高频同轴电缆，放大器输出就正常了。但是如果在电缆另一端接上一个10pF的电容，放大器就会自激。

        我对比检查了一下我做的电荷放大器的电路和另一个振动控制器里面的电荷放大器的电路，发现他们的电荷放大器输入端串联了一个22千欧姆的电阻，而我当初设计ICA系列电荷放大器的时候，取消了这个输入电阻，因为这样会使放大器的高频频响变低，而且这样的电荷放大器实际上是接近为一个积分放大器了，传输电缆上的电容和传感器的电容影响将因为积分放大器的效应而产生误差。

       我测试了ICA103,ICA102和ICA100三种电荷放大器，发现越是低灵敏度的放大器，越容易因为输入端的电容过大而自激，反而高灵敏度的ICA100放大器不会自激。使用一个100欧姆的电阻刚刚够消除ICA102放大器自激振荡，而ICA103则需要50千欧姆。所以我改造了一个ICA102的电荷放大器，输入串接一个1千欧姆的电阻，寄送给清华的客户，同时建议他们以后使用高灵敏度的电荷放大器配合低灵敏度的加速度传感器。实际上低灵敏度的加速度传感器比高灵敏度的要便宜800~1000块钱，而ICA100只比ICA103贵300块钱而已。不需要串联电阻防止自激的ICA100可以在较宽的频带范围内得到更准确可靠的测试数据。

       使用电荷放大器时，尽量使用较短和较粗的同轴电缆，减小寄生电容造成的自激和误差。同时传感器本身的电容也要选择尽量小的。