[实用新型]一种监测闪电电场信号的装置

说明书

本实用新型公开了一种监测闪电电场信号的装置，包括传感器、信号处理部分和信号采集显示部分，所述信号处理部分包括电荷放大电路、相敏检波电路、滤波电路和电压跟随器；所述电荷放大电路的输入端连接接线端子P1，电荷放大电路的输出端连接相敏检波电路的输入端，相敏检波电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端连接接线端子P4。本实用新型所述装置的信号处理能力强，能够提高大气电场仪输出信号的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及雷电科学与技术，具体涉及一种监测闪电电场信号的装置。

背景技术

作为一种雷电预警设备，大气电场仪在我国只是最近才被人们所重视。它是一种通过监测地面电场的实时变化实现对带电云层活动状况进行监测的设备，因此，可以实现对雷电的短时预警。常见的电场仪可分为探空式和地面式两种。探空式电场仪又分为双球式电场仪和微火箭电场仪；地面式电场仪则主要是指场磨式旋转电场仪。双球式电场仪和微火箭电场仪是通过气球和小火箭直接送到空中，测量云层电荷所产生的电场，测量时间是有限的，获得的数据也是有限的，且为一次性使用设备，相应成本较高，只适用航天器发射场的雷电监测与预警。地面式电场仪中场磨式旋转电场仪是一种能适用于多种场合，多种用途，长时间连续性运行的设备，相应成本较低。但是，地面电场仪主要应用于高尔夫球场、大型运动场等一些露天场所，以单站点对小范围内进行雷电预警为主，存在着预警成功率低、提前预警时间不容易控制的缺点。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种信号处理能力强、提高大气电场仪输出信号稳定性的监测闪电电场信号的装置。

技术方案：本实用新型包括传感器、信号处理部分和信号采集显示部分，所述信号处理部分包括电荷放大电路、相敏检波电路、滤波电路和电压跟随器；所述电荷放大电路的输入端连接接线端子P1，电荷放大电路的输出端连接相敏检波电路的输入端，相敏检波电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端连接接线端子P4。

所述电荷放大电路包括运算放大器U1，所述运算放大器U1的2脚与6脚之间并联反馈电容C3，运算放大器U1的3脚接地，运算放大器U1的4脚分别连接电阻R2和电容C4，电容C4远离运算放大器U1的4脚的一端接地且电容C4两端并联连接电容C1；所述运算放大器U1的7脚分别连接电阻R3和电容C2，电容C2远离运算放大器U1的7脚的一端接地且电容C2两端并联连接电容C5。

所述运算放大器U1的2脚与6脚之间还并联连接电阻R1，用于确保电荷放大电路的正常工作。

所述相敏检波电路包括电阻R4、运算放大器U2，所述电阻R4的一端连接运算放大器U1的6脚，电阻R4的另一端连接运算放大器U2的2脚，运算放大器U2的2脚与6脚之间并联电阻R7，运算放大器U2的3脚接地，运算放大器U2的4脚分别连接电容C8和电阻R5，电容C8的两端并联连接电容C6，电容C8远离运算放大器U2的4脚的一端接地，运算放大器U2的7脚分别连接电容C7和电阻R6，电容C7的两端并联连接电容C9，电容C7远离运算放大器U2的7脚的一端接地。

所述相敏检波电路还包括电阻R8、运算放大器U3，所述电阻R8的一端连接运算放大器U2的6脚，电阻R8的另一端连接运算放大器U3的2脚，运算放大器U3的2脚与6脚之间并联电阻R11，运算放大器U3的3脚接地，运算放大器U3的4脚分别连接电容C12和电阻R9，电容C12的两端并联连接电容C10，电容C12远离运算放大器U3的4脚的一端接地，运算放大器U3的7脚分别连接电容C11和电阻R10，电容C11的两端并联连接电容C13，电容C11远离运算放大器U3的7脚的一端接地。