AD524儀表放大器在聲發(fā)射信號拾取電路中的應用
關鍵詞：AD524；聲發(fā)射信號； 拾取電路
引言
聲發(fā)射現象是指固體在變形或被破壞時，由于蓄積在物體中的變形能被釋放出來而產生彈性波的現象，簡稱AE(Acoustic Emission)。
AE一般為10KHz～20MHz左右的微弱聲波，主要使用壓電材料來檢出超聲波并轉換成電壓信號，但壓電材料產生的毫伏級電壓信號必須經放大后傳輸，才能減弱干擾信號對它的影響，并提高信噪比。因壓電晶體帶負載能力差，因此在保證精度的條件下必須提高輸入信號的放大倍數。以上要求前置放大電路不僅要有較大的輸入阻抗，高的共模抑制比，而且噪音要低，并滿足檢測頻帶寬度，具有一定的放大倍數。
AD524及其特點
儀表放大器是一種閉環(huán)增益組件，它具有一對差分輸入和一個單端輸出。它與運算放大器相比，不同點是運算放大器的閉環(huán)增益是由其反相輸入端與輸出端之間連接的外部電阻決定，而儀表放大器則是由與輸入隔離的內部反饋電阻決定。儀表放大器兩個輸入端的阻抗完全匹配，而且數值很高，典型值為109 ～1013 。如果在它的兩個差分輸入端輸入信號時，則增益既可以由內部預置，也可以由用戶通過引腳內部設置或通過與輸入信號隔離的外部增益電阻設置。
由于儀表放大器是一種經過優(yōu)化處理，專門設計的精密差分電壓放大器，所以它具有很多優(yōu)點，如共模抑制比高﹑非線性誤差小﹑輸入阻抗高﹑低噪聲﹑低失調電壓和失調電壓漂移，并帶差動輸入，可變增益輸出。從儀表放大器的特點來看，非常適合對微弱的電壓信號進行放大，因此本文利用儀表放大器來放大壓電晶片輸出的微弱電信號。
通過比較，我們選用美國AD公司的精密儀表放大器AD524作為前置放大。AD524采用雙電源供電，供電電壓最高可達 18V。它具有低的增益誤差和高的共模抑制比，當增益為１時，共模抑制比大于90dB，增益誤差最大為 0.05%；當增益為1000時，共模抑制比可達120dB，且增益誤差最大為 2%。AD524的非線性誤差在 0.01％之內(增益為1000)；輸入失調電壓50 V，輸入失調電壓漂移 0.5 V/℃。AD524兩個差動輸入端的阻抗完全匹配，而且數值很高，典型值為109 ，既可以差動輸入也可以單端輸入。AD524內置輸入電源保護電路，適應上電和掉電時各種惡劣的工作環(huán)境。同時，它還提供較寬的增益帶寬、高的輸出轉換速率和低的階躍響應建立時間等優(yōu)越的動態(tài)待性。AD524可以通過改變外圍接線來設置增益，增益倍數分別為1、10、100、1000。當需要1到1000之間其它增益時，可通過外接電阻來設置所需增益。
聲信號拾取電路的設計與實現
