AD524仪表放大器在声发射信号拾取电路中的应用
关键词：AD524；声发射信号； 拾取电路
引言
声发射现象是指固体在变形或被破坏时，由于蓄积在物体中的变形能被释放出来而产生弹性波的现象，简称AE(Acoustic Emission)。
AE一般为10KHz～20MHz左右的微弱声波，主要使用压电材料来检出超声波并转换成电压信号，但压电材料产生的毫伏级电压信号必须经放大后传输，才能减弱干扰信号对它的影响，并提高信噪比。因压电晶体带负载能力差，因此在保证精度的条件下必须提高输入信号的放大倍数。以上要求前置放大电路不仅要有较大的输入阻抗，高的共模抑制比，而且噪音要低，并满足检测频带宽度，具有一定的放大倍数。
AD524及其特点
仪表放大器是一种闭环增益组件，它具有一对差分输入和一个单端输出。它与运算放大器相比，不同点是运算放大器的闭环增益是由其反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定，而仪表放大器则是由与输入隔离的内部反馈电阻决定。仪表放大器两个输入端的阻抗完全匹配，而且数值很高，典型值为109 ～1013 。如果在它的两个差分输入端输入信号时，则增益既可以由内部预置，也可以由用户通过引脚内部设置或通过与输入信号隔离的外部增益电阻设置。
由于仪表放大器是一种经过优化处理，专门设计的精密差分电压放大器，所以它具有很多优点，如共模抑制比高﹑非线性误差小﹑输入阻抗高﹑低噪声﹑低失调电压和失调电压漂移，并带差动输入，可变增益输出。从仪表放大器的特点来看，非常适合对微弱的电压信号进行放大，因此本文利用仪表放大器来放大压电晶片输出的微弱电信号。
通过比较，我们选用美国AD公司的精密仪表放大器AD524作为前置放大。AD524采用双电源供电，供电电压最高可达 18V。它具有低的增益误差和高的共模抑制比，当增益为１时，共模抑制比大于90dB，增益误差最大为 0.05%；当增益为1000时，共模抑制比可达120dB，且增益误差最大为 2%。AD524的非线性误差在 0.01％之内(增益为1000)；输入失调电压50 V，输入失调电压漂移 0.5 V/℃。AD524两个差动输入端的阻抗完全匹配，而且数值很高，典型值为109 ，既可以差动输入也可以单端输入。AD524内置输入电源保护电路，适应上电和掉电时各种恶劣的工作环境。同时，它还提供较宽的增益带宽、高的输出转换速率和低的阶跃响应建立时间等优越的动态待性。AD524可以通过改变外围接线来设置增益，增益倍数分别为1、10、100、1000。当需要1到1000之间其它增益时，可通过外接电阻来设置所需增益。
声信号拾取电路的设计与实现
