典型的電荷放大測量系統(tǒng)如下圖3所示。

圖3:典型的充電放大系統(tǒng)
圖4顯示了電荷放大系統(tǒng)的示意圖,包括傳感器,電纜和電荷放大器。再一次,絕緣電阻(信號和地之間的電阻)假設(shè)很大(> 1012歐姆),因此不是如圖所示。

圖4:電荷放大系統(tǒng)原理圖
在該系統(tǒng)中,輸出電壓僅取決于輸入電荷q與反饋電容器Cf的比率,如公式3所示。因此,具有高電荷輸出的人工極化多晶陶瓷是用于此類系統(tǒng)。
V out = q / C f(等式3)
使用傳統(tǒng)的電荷放大系統(tǒng)存在嚴(yán)重的局限性,特別是在現(xiàn)場環(huán)境中或在傳感器和放大器之間驅(qū)動長電纜時。***先,電荷放大器輸出端的電噪聲與總系統(tǒng)電容(C1 + C2 + C3)與反饋電容(Cf)的比值直接相關(guān)。因此,應(yīng)該限制電纜長度,如電壓模式系統(tǒng)中的情況。其次,由于傳感器輸出信號是高阻抗類型,必須使用特殊的低噪聲電纜來減少電纜運動(摩擦電效應(yīng))產(chǎn)生的電荷以及由過多的RFI和EMI引起的噪聲。
此外,必須注意避免電荷放大器輸入端的絕緣電阻降低,以避免信號漂移的可能性。這通常會妨礙在惡劣或骯臟的環(huán)境中使用此類系統(tǒng),除非采取大量措施來密封所有電纜和連接器。
雖然與電壓模式系統(tǒng)相比,許多性能特征是有利的,但是電荷放大儀器的每通道成本通常非常高。使用高于50或100kHz的電荷放大系統(tǒng)也是不切實際的,因為反饋電容器具有高于該范圍的濾波特性。