專利名稱：靜態(tài)電荷源及其校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電荷源技術(shù)，特別是一種靜態(tài)電荷源及其校準(zhǔn)方法。所述靜態(tài)電荷源的輸出電荷量受輸出負載和輸出電壓的影響很小，具有穩(wěn)恒輸出特性，可稱之為“直流(或靜態(tài))恒荷源”，能適用于高精度電路。
背景技術(shù)：
靜態(tài)電荷源能夠用于校準(zhǔn)電荷測量儀器、電荷放大器和信號調(diào)理器，也稱電荷校準(zhǔn)器，其基本工作原理如

圖1所示。圖1中，靜態(tài)電荷源I包括直流電壓源Es，所述直流電壓源Es的高端通過內(nèi)部參考電容Cs連接電荷輸出高端2，所述直流電壓源Es低端連接電荷輸出低端3，在電荷輸出高端2與電荷輸出低端3之間形成電荷源輸出電壓Vo，靜態(tài)電荷量Q。自內(nèi)部參考電容Cs經(jīng)電荷輸出高端2輸出。在Es的直流電壓值和Cs的電容值已知的情況下，根據(jù)公式(I)確定輸出的靜態(tài)電荷量Q。，其前提是輸出電壓Vo為零，或者小到可以忽略的程度。Q0=CsXEs....................................(I)這種電荷源結(jié)構(gòu)簡單，輸出噪聲小，但存在著如下問題:(I)輸出電荷量受被校準(zhǔn)儀器的輸入電容的影響:由于靜態(tài)電荷源主要用于校準(zhǔn)電荷測試儀器和電荷放大器等，某些被校準(zhǔn)的儀器采用電容器對電荷量進行采樣，該電容器成為靜態(tài)電荷源輸出端的負載，這時，等效電路如圖2所示。在圖2中，靜態(tài)電荷源I的電荷輸出高端2與電荷輸出低端3之間連接著負載電容CL。當(dāng)輸出端的負載電容值為Q時，實際的輸出電荷量為:
權(quán)利要求
1.靜態(tài)電荷源，包括直流電壓源，所述直流電壓源的高端通過內(nèi)部參考電容連接電荷輸出高端，其特征在于，所述內(nèi)部參考電容與所述電荷輸出高端之間的電荷輸出節(jié)點連接放大電路的同相端，所述直流電壓源的低端、所述放大電路的反向端和跟隨電壓輸出端分別連接在直流電壓源低端節(jié)點，相對于所述電荷輸出高端的電荷輸出低端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)電荷源，其特征在于，所述直流電壓源包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接直流電源模塊，并通過光電隔離模塊連接CPU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)電荷源，其特征在于，所述放大電路通過隔離電源模塊連接直流電源模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)電荷源，其特征在于，所述內(nèi)部參考電容與程控開關(guān)并聯(lián)。
5.一種校準(zhǔn)上述靜態(tài)電荷源的方法，其特征在于，包括以下步驟:A、在所述靜態(tài)電荷源的電荷輸出高端與電荷輸出低端之間連接一個標(biāo)準(zhǔn)電容，其電容值為Cn ;B、將所述靜態(tài)電荷源的輸出的靜態(tài)電荷量設(shè)置為O，然后用直流數(shù)字電壓表測量跟隨電壓輸出端的第I個直流電壓值Vcl ;C、將所述靜態(tài)電荷源的輸出的靜態(tài)電荷量設(shè)置為Qs，然后用直流數(shù)字電壓表測量跟隨電壓輸出端的第2個直流電壓值Vc2，通過Vc2減去Vcl得到Vc，通過Vc與Cn的乘積得到輸出的靜態(tài)電荷量標(biāo)準(zhǔn)值Qn，比較設(shè)置值Qs與標(biāo)準(zhǔn)值Qn完成校準(zhǔn)。
全文摘要
靜態(tài)電荷源及其校準(zhǔn)方法，所述靜態(tài)電荷源的輸出電荷量受輸出負載和輸出電壓的影響很小，能適用于高精度電路，包括直流電壓源，所述直流電壓源的高端通過內(nèi)部參考電容連接電荷輸出高端，其特征在于，所述內(nèi)部參考電容與所述電荷輸出高端之間的電荷輸出節(jié)點連接放大電路的同相端，所述直流電壓源的低端、所述放大電路的反向端和跟隨電壓輸出端分別連接在直流電壓源低端節(jié)點，相對于所述電荷輸出高端的電荷輸出低端接地。
文檔編號G01R35/00GK103178708SQ20131004878
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者王斌, 延峰, 馮文武, 桑琳, 焦海妮 申請人:北京東方計量測試研究所