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2012年江苏省职业学校技能大赛电子产品装配与调试项目操作技能考核试卷，含原理图、参考答案等。
1. 基本原理
自然界中的电荷只有两种，即正电荷和负电荷。电荷的多少，用电荷量表示。符号是Q，单位是库（仑）。在毛皮上摩擦后的橡胶制品能够吸引小纸片是物体带电的一种表现。我们还发现雷击、感应、加热、照射等等也能使物体带电。
有些传感器反映被测物理量大小是以电荷量来表示的。如利用晶体的压电效应，可以做成压力传感器、加速度传感器等。其输出电荷与所加其上的压力之比叫灵敏度，比如，某传感器灵敏度为12pC/kg，表示每千克力输出12×10-12库仑的电荷。
我们知道，测量电荷使用电容器是比较好的方法，利用公式U=Q/C，使用标准电容C，测量电压U，就可以知道电荷量Q。
由于传感器的引出线以及其他外部电容的存在（在本例中，我们以C21模拟这些电容的存在，C12作为普通标准电容器测量方法），使得我们不容易得到准确的标准电容C，工程师们发明了电荷放大器，其基本原理，是利用运算放大器的特性，将所有电荷转移到反馈电容中（本例中是C3和C22），而由于运算放大器的虚短特点，C21两端电压近似为零，没有额外的电荷消耗在其他的电容上，我们只要测量标准的反馈电容两端电压，就可以得到电荷量的大小。
设计电荷型输出传感器的电子线路设计者，需要把握以下两方面：一方面如何设计电荷放大器，把传感器输出电荷数量线性转换为容易处理的电压。这也是我们传感应用的电子产品设计的基本出发点。另一方面，我们设计好了产品，在传感器未知或不可测试时，怎么测定我们设计的电子产品的电荷测量准确性呢？
本产品是一种电荷放大电路的设计，还配合设计了其标定电路。电荷泵标定电路可以用来产生标准电荷量的发生装置。电荷放大电路将电荷量又转化为电压信号。
电荷泵标定电路，是通过产生一个恒流源，其电流大小是可调节的。同时设计了一个时间可控开关，这个开关用来控制加载电流的时间。这样就可以得到固定电荷量的输出了。
电路中，通过多个电流镜像电路，我们将由U5A和Q5确定的电流，在Q3和Q10上形成正和负电流源，在通过模拟开关，接入电荷放大器，其电荷量应为Q=I×T，其中I为电流源电流，T为模拟开关导通时间。通过控制模拟开关的时序，我们可以得到电荷输出的不同时序，为便于使用示波器测量，我们的通过单片机产生周期性的时序，使得电荷放大器的输出是周期性波形。
2. 产品概述和组成
《电荷放大器电荷泵标定电路》产品，为了调试方便，目前都布置在一块电路板上。给出的电路包括两个部分，一个是电荷放大电路。一个是电荷泵标定电路及控制电路1。原理图的右上角，PCB板右下角为电荷放大电路部分。在产品电路板上的电荷泵标定电路部分，有一片单片机（MCU1，89C2051）可以对PWM1通道进行简单的模式设定和状态显示。
另外，该产品的标定电路部分还扩展了一个控制接口，连接由YL-291部分模块组成的控制电路2。有一片单片机（MCU2，89S52）也可以切换模式并管理PWM2参数。
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