[实用新型]一种闪电电场变化传感器信号处理电路

说明书

本实用新型公开了一种闪电电场变化传感器信号处理电路，包含积分放大电路、低通滤波电路和电压跟随电路，积分放大电路的输入端连接传感器用于将传感器采集到的电场信号放大为电信号，低通滤波电路的输入端与积分放大电路的输出端连接用于将截止频率以上的信号滤除，电压跟随电路的输入端与低通滤波电路的输出端连接用于提高整个电路的带负载能力。本实用新型提高了闪电电场变化传感器的探测效率。

技术领域

本实用新型涉及一种信号处理电路，特别是一种闪电电场变化传感器信号处理电路。

背景技术

闪电电场探测设备在大气电学研究领域有着极为重要的作用，是闪电探测领域最主要也是最广泛的探测手段之一。就目前研究而言，陆地表面平均电场为120V/m，海洋表面平均电场为130V/m，地表到电离层总电势差约为300kV。雷暴过程中，闪电电场极剧变化，近地面电场峰值可达几十kV/m，呈现为脉冲状。目前闪电电场探测资料广泛应用于雷电物理、雷电监测预警、全球电路、闪电定位等研究领域，因此闪电探测设备的优化对于闪电研究领域的发展具有重大意义。

近年来，国内使用的闪电电场变化传感器的性能没有取得足够的提高，也没有经过严格的标定实验，输出的电压信号无法与实际电场信号较好的对应。同时这些市场上的闪电电场变化测量系统因为采样率设置较高，记录时间较长(1s)的原因，存在死区时间较长的问题，对闪电资料的分析、雷电物理等方面的研究造成了极大的困扰。因此为了提高传感器的探测效率，有必要对闪电电场变化传感器进行优化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种闪电电场变化传感器信号处理电路，提高闪电电场变化传感器的探测效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种闪电电场变化传感器信号处理电路，其特征在于：包含积分放大电路、低通滤波电路和电压跟随电路，积分放大电路的输入端连接传感器用于将传感器采集到的电场信号放大为电信号，低通滤波电路的输入端与积分放大电路的输出端连接用于将截止频率以上的信号滤除，电压跟随电路的输入端与低通滤波电路的输出端连接用于提高整个电路的带负载能力。

进一步地，所述积分放大电路包含运算放大器IC1，运算放大器 IC1的反向输入端连接电阻R1一端、电阻R2一端和电容C1一端，运算放大器IC1的同向输入端接地，电阻R1另一端连接传感器信号 Vin1，运算放大器IC1的输出端连接电阻R2另一端和电容C1另一端并且输出信号Vout1。

进一步地，所述低通滤波电路包含运算放大器IC2，运算放大器 IC2的同向输入端连接电容C2一端和电阻R4一端，电容C2另一端接地，电阻R4另一端连接电阻R3一端和电容C3一端，电阻R3另一端连接输入信号Vin2，运算放大器IC2的反向输入端连接电阻R7一端、电阻R5一端和电容C4一端，电阻R7另一端连接，运算放大器 IC2的输出端连接电阻R5另一端、电容C4另一端和电容C3另一端并输出信号Vout2。

进一步地，所述电压跟随电路包含电压跟随器IC3，电压跟随器 IC3的输入端连接信号Vin3，电压跟随器IC3的输出端连接电阻R6 一端，电阻R6另一端输出信号Vout3。

进一步地，所述积分放大电路增益为25dB，时间频数为0.1ms，最高工作频率为10MHz。

进一步地，所述低通滤波电路截止频率为5MHz。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本实用新型的信号处理电路对传感器增益为25dB，使得传感器的灵敏度达到了0.5V/m，较现有的1.5V/m的灵敏度有所提高，即探测微小闪电电场变化信号的能力变强，增加了探测范围；