高灵敏度、高动态范围互阻放大器

一种高增益、大带宽跨阻放大器的设计杨赟秀;袁菲;明鑫;邓世杰;路小龙;景立;呙长冬【摘要】作为激光近炸引信中探测与目标识别核心元件的光电探测器,其性能取决于光电二极管和相应的放大电路.针对引信、制导应用对光电探测器的要求,提出一种新型高增益、大带宽跨阻放大器设计.该跨阻放大器由两级放大电路构成,第1级由两个对称的RGC(Regulated Cascode)结构组成,消除光电二极管漏电流对直流工作点影响,隔离光电二极管寄生电容提升工作带宽;第2级放大电路由3个级联的反相放大器构成,是跨阻放大器的主要增益级;最后以射级跟随器输出,为后续系统提供足够的电压摆幅.该电路基于SMIC 0.35μm标准CMOS工艺设计,仿真结果表明:跨阻增益为110.2 dBΩ,带宽为46.7 MHz,40 MHz处的等效输入噪声电流低至1.09 pA/Hz,带宽内等效输出噪声电压为5.37 mV.测试结果表明,跨阻放大器增益约为109.3 dBΩ,输出电压信号上升时间约为7.8 ns,等效输出噪声电压大小为6.03 mV,功耗约为10 mW,对应芯片面积为1560μm×810μm.%The performance of photoelectric detectors,as the core element for detection and object identification of laser proximity fuse,depends on the photodiode and corresponding amplifier circuit. Aiming at the requirement of fuse and guidance application, a kind of high gain and high bandwidth TIA is proposed. The TIA consists of two-stage amplifier. The first stage is composed of two symmetrical Regulated Cascodes which eliminate the influence of photodiode's leakage current on DC Operating point and insulate the parasitic capacitance of photodiode to increase the bandwidth of TIA. The second stage consists of three cascade current reuse inverter which is used as the main gain stage. As the output stage, emitter followeris used to provide enough voltage swing for following system. The circuit design is based on SMIC 0.35 μm standard CMOS process. The simulating results indicate that the transimpedance gain is 110.2 dBΩand the bandwidth is 46.7 MHz. At the frequency of 40 MHz the equivalent input noise is as low as 1.09 pA/ Hz and the whole equivalent output noise voltage is 5.37 mV within the frequency bandwidth. Testing results indicate that the transimpedance gain is 109.3 dBΩ,the output rise time is 7.8ns,the e-quivalent output noise voltage is 6.03 mV,and the total power dissipation is less than 10 mW. The die size is 1560μm×810 μm.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2017(040)006【总页数】5页(P1451-1455)【关键词】跨阻放大器;高增益;大带宽;RGC;反相放大器【作者】杨赟秀;袁菲;明鑫;邓世杰;路小龙;景立;呙长冬【作者单位】西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;电子科技大学微电子与固体电子学院,成都610054;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041;西南技术物理研究所激光光电基础技术部,成都610041【正文语种】中文【中图分类】TN492近年来,光电探测器作为激光近炸引信中探测与目标识别的核心元件,在弹丸飞行过程中实时获取目标位置信息,以达到最佳毁伤效果,由于光电探测器抗电磁干扰能力强、方向性好、测距精度高等优点,已成为引信、制导发展的一个重要方向。

第一章 思考题与习题1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。

它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）。

2、传感器动特性取决于什么因素？答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节（接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量（正弦、阶跃、脉冲等）其动特性和性能指标不同。

3、某传感器给定相对误差为2%FS ，满度值输出为50mV ，求可能出现的最大误差δ（以mV 计）。

当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。

并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。

已知：FS %2=γ, mV y FS 50=；求：δm =？解：∵ %100⨯=FS my δγ；∴ mV y FS m 1%100=⨯∙=γδ若: FS FS y y 211= 则: %4%100251%1001=⨯=⨯=FS m y δγ 若: FS FS y y 812=则: %16%10025.61%1002=⨯=⨯=FS m y δγ 由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差小一些。

4、有一个传感器，其微分方程为x y dt dy 15.03/30=+，其中y 为输出电压（mV ），x 为输入温度（0C ），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。

已知：x y dt dy 15.03/30=+；求：τ=？，k =?解：将x y dt dy 15.03/30=+化为标准方程式为：x y dt dy 05.0/10=+ 与一阶传感器的标准方程：kx y dtdy =+τ 比较有： ⎩⎨⎧==)/(05.0)(100C mV k s τ 5、已知某二阶系统传感器的自振频率f 0=20k Hz,阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。

锁相放大器测量微小阻抗的方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述在科学研究和工程应用中，测量微小阻抗是一个重要的任务。

微小阻抗的测量对于了解物质的电性质、材料的表征以及电路的设计等方面都具有关键意义。

然而，由于微小阻抗通常处于非常低的水平，传统电测方法难以满足该需求。

因此，本文将介绍一种新颖且有效的方法——锁相放大器法来测量微小阻抗。

1.2 文章结构本文将首先介绍锁相放大器的基本原理和工作流程。

接下来，将讨论现有微小阻抗测量方法存在的局限性，并重点分析锁相放大器在微小阻抗测量中的优势。

然后，我们将详细探讨采用锁相放大器进行微小阻抗测量时所使用的技术和参数设置，并介绍相关数据处理和结果分析方法。

最后，文章将总结主要发现并展望未来在该领域中改进方法和研究方向。

1.3 目的本文旨在全面概述并深入解释锁相放大器测量微小阻抗的方法。

通过阐述锁相放大器的基本原理、优势和应用领域，以及与现有方法进行对比分析，读者将能够更好地了解锁相放大器在微小阻抗测量中的作用。

此外，该文章还将详细介绍使用锁相放大器进行微小阻抗测量时的技术和参数设置，并传达相关数据处理和结果分析的方法。

最终，读者将对该方法有一个全面的了解，并能够针对具体需求进行合理运用和改进。

以上为“1. 引言”部分内容，介绍了本文撰写的背景、结构和目的。

2. 锁相放大器基本原理2.1 工作原理锁相放大器是一种电子测量仪器，主要用于检测微弱信号并放大它们。

其基本原理是通过将待测信号与参考信号进行比较，并利用谐波分析技术来提取感兴趣的信号成分。

具体来说，锁相放大器首先将待测信号和参考信号进行相乘，得到一个交流信号。

然后，交流信号经过一个低通滤波器对高频噪声进行滤除。

随后，该信号进入一个环路滤波器，用于提取特定频率范围内的成分。

接下来，被锁定的振荡器会产生一个与参考信号频率一致的参考信号，并通过一个称为控制环路的反馈路径传输。

在控制环路中，被锁住的振荡器与低通滤波器、环路滤波器以及增益控制单元等组件相互配合工作。

传感器与测试技术一、判断题1、传感器是与人感觉器官相对应的原件。

B 错误2、敏感元件，是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。

A 正确3、信息革命的两大重要支柱是信息的采集和处理。

A 正确4、传感元件把各种被测非电量转换为R,L,C的变化后，必须进一步转换为电流或电压的变化，才能进行处理，记录和显示。

A 正确5、弹性敏感元件在传感器技术中有极重要的地位。

A 正确6、敏感元件加工新技术有薄膜技术和真空镀膜技术。

B 错误2、传感器动态特性可用瞬态响应法和频率相应法分析。

A 正确4、传感器的输出--输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”。

A 正确5、选择传感器时，相对灵敏度必须大于零。

B 错误6、用一阶系统描述的传感器，其动态响应特征的优劣也主要取决于时间常数τ，τ越大越好。

B 错误7、一阶装置动态特性的主要参数是时间常数，一般希望它越大越好。

B 错误8、LTI系统的灵敏度是时间的线性函数。

B 错误9、一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、一阶和二阶系统并联而成的。

B 错误10、无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。

B 错误11、幅频特性优良的传感器，其动态范围大，故可以用于高精度测量。

B 错误12、传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨力。

B 错误13、非线性误差的大小是以一拟合直线作为基准直线计算出来的，基准直线不同，所得出的线性度就不一样。

A 正确14、外差检测的优点是对光强波动和低频噪声不敏感。

A 正确15、传感器在稳态信号作用下，输入和输出的对应关系称为静态特性；在动态的信号作用下，输入和输出的关系称为动态特性。

A 正确16、传感器动态特性的传递函数中，两个各有G1(s）和G2(s)传递函数的系统串联后，如果他们的阻抗匹配合适，相互之间仍会影响彼此的工作状态。

B 错误17、对比波长大得多的长度变化，物理扰动P随时间变化的速率与振荡频率f成正比。

电容传感器的误差分析摘要：电容传感器具有高灵敏度、高阻抗、小功率、动态范围大、动态响应较快、几乎没有零漂、结构简单和适应性强等优点，在测量荷重、位移、振动、角度、加速度的工业领域有着广泛的应用,随着新材料、新材料的应用，电容式传感器在我们日常生活中广泛的使用，如现在手机的电容式触摸屏，凭借其多点触控、不易误触等优点取代了电阻触摸屏；最近Apple公司推出的最新款手机Iphone5s的HOME键的指纹识别功能，也是使用电容传感器实现指纹采集的。

电容传感器的高灵敏度、高精度的优点离不开精细的加工技术、正确的选材以及正确的设计。

本文从不同方面考虑以发扬优点、克服缺点。

1、减小环境温度、湿度变化所产生的误差温度变化使传感器内各零件的几何尺寸和相互位置及某些介质的介电常数发生改变，从而改变电容传感器的电容量,产生温度误差。

湿度也影响某些介质的介电常数和绝缘电阻值。

因此必须从选材、材料加工工艺等方面来减小温度等误差以保证绝缘材料具有高的绝缘性能。

电容传感器的金厲电极材料以选用温度系数低的铁镍合金为好，但较难加工也可釆用在陶瓷或石英上喷镀金或银的工艺，这样电极可以做得极薄，对减小边缘效应极为有利。

传感器内电极表面不便经常淸洗，应加以密封，用以防尘、防潮。

若在电极表面镀以极薄的惰性金属（如铑等)层，则可代替密封件而起保护作用，可防尘、防湿、防腐蚀，并且可以在高温下减少表面损耗，降低温度系数，但成本较高。

传感器内电极的支架除要有一定的机械强度外还要有稳定的性能。

因此选用温度系敷小和几何尺寸长期稳定性好，并具有髙的绝缘电阻、低的吸潮性和高的表面电阻的材料作为支架。

例如，可以采用石英、云母、入造宝石及各种陶瓷，虽然它们较难加工，但性能远高于塑料、有机玻璃等材料。

在温度不太高的环境下，聚四氟乙烯具有良好的绝缘性能，选用时也可予以考虑。

尽量采用空气或云母等介电常数的温度系数近似为零的电介质作为电容传感器的电介质。

若用某些液体如硅油、煤油等作为电介质，当环境温度、湿度变化时，它们的介电常数随之改变，产生误^这种误差虽可用后接的电子电路加以补偿(如采用与测量电桥相并联补偿电桥)，但不易完全消除。

灵敏放大器工作原理
灵敏放大器是一种电子设备，用于将弱信号放大至足够大的幅度以便进行进一步处理或传输。

它主要由放大电路和反馈电路组成。

在工作时，灵敏放大器首先接收到一个输入信号。

这个输入信号可能是来自传感器、天线或其他信号源。

由于输入信号的强度通常很小，因此需要将其放大。

放大电路是灵敏放大器中的核心部分。

它基本上由一个或多个放大器级联组成。

每个放大器都是由晶体管、场效应管或运放等电子元件构成。

这些元件通过适当的电路连接方式，将输入信号放大。

放大电路中的每个放大器级都有特定的放大倍数，可以将输入信号的振幅放大至所需的程度。

通常情况下，放大器阶数越多，放大倍数越高。

为了确保放大电路的稳定性和线性度，灵敏放大器还包括一个反馈电路。

反馈电路从放大电路的输出端提取一部分信号，并将其重新注入到放大电路的输入端。

这样可以实现负反馈作用，稳定放大电路的工作。

通过负反馈，放大器可以减小非线性失真，提高放大器的带宽，并保持放大器的稳定性。

此外，反馈电路还可以控制放大器的放大倍数，使其适应不同的输入信号强度。

总之，灵敏放大器通过放大电路将输入信号放大至所需的幅度，并通过反馈电路实现对放大器的稳定控制。

这使得灵敏放大器能够处理弱信号，并在各种应用中发挥重要作用，如通信系统、医疗仪器、无线传感器网络等。

传感与检测技术_武汉理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在经典传感器中主要（）来消除环境温度的影响，智能传感器中主要采用的是（）。

参考答案:结构对称，监测补偿2.如果有些传感器的特性存在非线性严重，采用线性拟合或分段线性拟合仍不能满足校正误差要求时，可以采用分段曲线拟合，分段数一般取（）。

参考答案:23.在实际应用中，随机扰动往往不是单一的。

有时既要消除大幅度的脉冲干扰，又要做数据平滑，需要采（）算法，既能抑制随机干扰，又能滤除明显的脉冲干扰。

参考答案:复合滤波算法4.一般情况下，要求热敏电阻式传感器的热敏电阻的阻值与被测温度之间呈（）关系。

参考答案:一定范围内的线性5.红外光导摄像管中，红外图像所产生的温度分布可以把靶面上感应出相应电压分布图像的物理基础是( )。

参考答案:热电效应6.压电式传感器使用( )放大器时,输出电压几乎不受联接电缆长度变化的影响。

参考答案:电荷放大器7.在压电式加速度传感器中，将被测加速度转变为力的是（）。

参考答案:质量块8.算术平均滤波算法可以有效地滤出（）,滤波效果主要取决于采样次数，采样次数越大越大, 滤波效果越好，但系统的灵敏度下降，因此这种滤波效果只适用于（）信号。

参考答案:随机误差，缓慢变化9.两片压电片电荷极性为正、负并联输出，输出总电荷是单片电荷的（）倍，输出电压为单片电压的（）倍；参考答案:2，110.天然石英晶体理想外形是一个正六面棱体，为了分析方便，把它用三根相互垂直的轴x,y,z来描述，那么x,y,z轴分别称为（）。

参考答案:电轴，机械轴，光轴11.压电式压力传感器不适于测量（）。

参考答案:静态力12.差动变压器是利用两线圈的（）来实现非电检测的。

参考答案:互感变化13.电感传感器的频率响应低，不适用于（）测量。

参考答案:快速动态14.差动脉冲调宽电路属脉冲调制电路，它利用对传感器电容充放电使输出脉冲的宽度随电容量的变化而变化，再经（）可得对应被测量变化的（）信号。

传声器的主要技术指标传声器的主要技术指标传声器的主要技术指标包括传声器的输出阻抗。

灵敏度。

频率响应。

顺态响应。

动态范围等。

输出阻抗(output impedance)输出阻抗又叫源阻抗，用来表明一个信号源对下级负载(输入阻抗)呈现的信号提供能力。

传声器的输出阻抗通常用1kHz信号测得，它是传声器对1kHz信号的交流内阻，以(Ω)为单位。

源阻抗在150～600Ω之间的传声器是低阻抗型的；在1kΩ～5kΩ之间是中阻抗型的；在25 kΩ～15 0 kΩ之间是高阻抗型的。

过去，高阻抗传声器用起来较便宜，因为电子管放大器的输入阻抗很高，在使用低阻抗传声器时，电子管放大器需要较贵的输入变压器。

应该注意的是，所有的电容式传声器都是低阻抗器件，那些有高阻抗输出的电容式传声器使用一个内置阻抗升高变换器。

高阻抗传声器的缺点是它们的高阻抗电缆线容易拾取到静电噪声，诸如发动机和荧光灯等引起的噪声，这就是要求使用带屏蔽的电缆。

另外，围绕屏蔽的导体会形成一个电容器，它实际上是跨接在传声器的输出上。

当电缆的长度增加时，电容量就变大，直到6至8米长时，电容量开始短路掉由传声器拾取的许多高频信号。

因此，使用高阻抗传声器应避免用长电缆来连接，这种限制有时会给录音带来不便。

极低阻抗(50Ω)传声器的优点是它的连接线对于拾取静电噪声不敏感，但是，它对于拾取交流电源线产生的电磁场所感应的噪声又是颇为敏感的，这种交流声的拾取可通过使用双纽绞线对来消除，因为纽绞线对于电磁感应昌盛的电流方向相反，在调音台的传声器平衡输入端上互相抵消。

150到250Ω的传声器信号损失低，可使用长到数百米的电缆线。

他们比50Ω的线路较不易拾取到电磁感应，但对经典噪声的拾取相对明显，因此，使用纽绞线对电缆，并采用平衡信号线而获得最低的噪声。

在这样的线路内，两条线运载信号，而屏蔽线接地，其工作原理是在两条导线中声频信号的交变电流极性是相反的。

而任何静电的或电磁的拾音会同时以同极性感应在相关的两条导线中。

1、画出光纤通信系统的基本组成框图。

—-基本光纤传输系统2、光纤通信系统中，电信号对光的调制的实现方式有哪两种？简述各自含义及特点。

答：电信号对光的调制的实现方式分别为直接调制和外调制。

直接调制是用电信号直接调制 半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。

这种方案的特点是技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。

外调制是把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。

外调制的特点是调制速率高，但技术复杂，成本较高。

因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。

3、简述半导体激光器工作原理。

答：半导体激光器是向半导体PN 结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，再利 用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡的。

4、简述数字通信系统和模拟通信系统的区别。

答：数字通信系统用参数取值离散的信号（如脉冲的有和无、电平的高和低等）代表信息，强 调的是信号和信息之间的一一对应关系；模拟通信系统则用参数取值连续的信号代表信息，强调的是变换过程中信号和信息之间的线性关系。

这种基本特征决定着两种通信方式的优缺点和不同时期的发展趋势。

5、什么是电光延迟和张弛振荡？会产生什么样的后果？答：（1）输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间，称为电光延迟时间Z d ，其 数量级一般为ns ；（2）当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰减的振荡，称为张弛振 荡；（3）产生的后果：张弛振荡和电光延迟的后果是限制调制速率。

6、光纤通信有哪些优点？答：（1）容许频带很宽，传输容量很大；（2） 损耗很小，中继距离很长且误码率很小；（3） 重量轻、体积小；（4） 抗电磁干扰性能好；（5） 泄漏小，保密性能好；（6）节约金属材料，有利于资源合理使用。

简答题信息源 电发射机光发射机 光纤线路 光信号 信息宿 输入 输出 输入 输出电接收机7、基本光纤传输系统有哪几部分组成？简述各部分的主要功能及主要组成部分。

固态电子器件答案【篇一：微波固态电路复习题】1. 微波是指频率在（300mhz~300ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（1mm~1m）。

2. ku波段是指频率在（12ghz~18ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（2.5~1.67cm）。

vhf波段是指频率在（0.1ghz~0.3ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（300~100cm） uhf波段是指频率在（0.3ghz~1ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（100~30cm）s波段是指频率在（2ghz~4ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（15~7.5cm）c波段是指频率在（4ghz~8ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（7.5~3.75cm）3. 在大气中，影响微波/毫米波传播的主要是（氧分子）和（水分子），由于气体的（谐振）会对微波/毫米波产生（吸收）和（散射）。

4.毫米波的四个大气“窗口”是（35ghz）、（94ghz）（140ghz）（220ghz）。

简答题1. 简述微波电路的发展历程由最初的电子管向固态化发展，由大型元件向小型元件、集成电路、器件方向发展，同时开发新系统。

目前微波技术的发展趋势是朝小型化、高集成化、高可靠、低功耗、大批量应用方向发展。

2. 什么是mmic利用半导体批生产技术，将电路中所有的有源元件和无源元件都制作在一块砷化镓衬底上的电路称为微波单片集成电路。

第2章选择与填空题1. 列举几种常用的平面传输线（微带线、悬置式微带线、倒置式微带线、带线、槽线、共面波导、鳍线）2. 微带线主要传输的模式是（准tem），带线的传输主模是（tem）11. 槽线的传输模式是（te模）。

12. 共面波导的传输模式是（准tem模）。

8. 鳍线的传输模式是（te与tm模式组成的混合模）。

3. 微带线最高工作频率的影响因素有（寄生模的激励、较高的损耗、严格的制造公差、处理过程中的脆性、显著地不连续效应、不连续处的辐射引起低的q值）（列举四个即可）4. 定向耦合器常用表征参量有（耦合度、方向性、隔离度）7. 耦合器的耦合度的定义是（c= 10lgp1/p3 = 20lg|s31| db ）。

机械⼯程测试技术基础试题及答案三（⼆）判断对错题（⽤√或×表⽰）1、各态历经随机过程⼀定是平稳随机过程。

（）2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（）3、⾮周期信号的频谱⼀定是连续的。

（）4、⾮周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲⼀样。

（）5、随机信号的频域描述为功率谱。

（）（⼆）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；1、⼀线性系统不满⾜“不失真测试”条件，若⽤它传输⼀个1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。

（）2、在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输⼊量之⽐的拉⽒变换称为传递函数。

（）3、当输⼊信号)(t x ⼀定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，⽽与该系统的物理模型⽆关。

（）4、传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。

（）5、测量装置的灵敏度越⾼，其测量范围就越⼤。

（）6、幅频特性是指响应与激励信号的振幅⽐与频率的关系。

（）（三）╳ √ √ √ ╳╳（三）判断对错题（⽤√或×表⽰）1、滑线变阻器式传感器不适于微⼩位移量测量。

（）2、涡流式传感器属于能量控制型传感器（）3、压电加速度计的灵敏度越⾼，其⼯作频率越宽。

（）4、磁电式速度拾振器的上限⼯作频率取决于其固有频率。

（）（三）√ √ ╳╳（⼆）选择题1、不属于测试系统的静特性。

（1）灵敏度（2）线性度（3）回程误差（4）阻尼系数2、从时域上看，系统的输出是输⼊与该系统 3 响应的卷积。

（1）正弦（2）阶跃（3）脉冲（4）斜坡3、两环节的相频特性各为)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为。

（1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）)()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q -4、⼀阶系统的阶跃响应中，超调量 4 。

（1）存在，但<5％（2）存在，但<1（3）在时间常数很⼩时存在（4）不存在5、忽略质量的单⾃由度振动系统是 2 系统。

电容传感器的误差分析摘要：电容传感器具有高灵敏度、高阻抗、小功率、动态范围大、动态响应较快、几乎没有零漂、结构简单和适应性强等优点，在测量荷重、位移、振动、角度、加速度的工业领域有着广泛的应用,随着新材料、新材料的应用，电容式传感器在我们日常生活中广泛的使用，如现在手机的电容式触摸屏，凭借其多点触控、不易误触等优点取代了电阻触摸屏；最近Apple公司推出的最新款手机Iphone5s的HOME键的指纹识别功能，也是使用电容传感器实现指纹采集的。

电容传感器的高灵敏度、高精度的优点离不开精细的加工技术、正确的选材以及正确的设计。

本文从不同方面考虑以发扬优点、克服缺点。

1、减小环境温度、湿度变化所产生的误差温度变化使传感器内各零件的几何尺寸和相互位置及某些介质的介电常数发生改变，从而改变电容传感器的电容量,产生温度误差。

湿度也影响某些介质的介电常数和绝缘电阻值。

因此必须从选材、材料加工工艺等方面来减小温度等误差以保证绝缘材料具有高的绝缘性能。

电容传感器的金厲电极材料以选用温度系数低的铁镍合金为好，但较难加工也可釆用在陶瓷或石英上喷镀金或银的工艺，这样电极可以做得极薄，对减小边缘效应极为有利。

传感器内电极表面不便经常淸洗，应加以密封，用以防尘、防潮。

若在电极表面镀以极薄的惰性金属（如铑等)层，则可代替密封件而起保护作用，可防尘、防湿、防腐蚀，并且可以在高温下减少表面损耗，降低温度系数，但成本较高。

传感器内电极的支架除要有一定的机械强度外还要有稳定的性能。

因此选用温度系敷小和几何尺寸长期稳定性好，并具有髙的绝缘电阻、低的吸潮性和高的表面电阻的材料作为支架。

例如，可以采用石英、云母、入造宝石及各种陶瓷，虽然它们较难加工，但性能远高于塑料、有机玻璃等材料。

在温度不太高的环境下，聚四氟乙烯具有良好的绝缘性能，选用时也可予以考虑。

尽量采用空气或云母等介电常数的温度系数近似为零的电介质作为电容传感器的电介质。

若用某些液体如硅油、煤油等作为电介质，当环境温度、湿度变化时，它们的介电常数随之改变，产生误^这种误差虽可用后接的电子电路加以补偿(如采用与测量电桥相并联补偿电桥)，但不易完全消除。