大气电场仪中相敏检波器电路设计


更新时间: 2021-08-09

  波器有两种:一种由变压器和二极管桥组成,这种电路体积大,稳定性差;另一种则由模拟乘法器构成,性能上得到了很大提高,但价格高,调试麻烦。为此,在研制仪的过程中,根据仪探头的结构特点和测试中对检波器的要求,利用光电开关、四通道模拟开关和运放组合设计一种结构简单,性能稳定的

  波理论,将通过调整光电开关的设置位置,保证感应电压信号与同步脉冲信号同相,以获得最大整流输出,从而准确辨别被测电场极性。

  大气电场仪传感器探头如图1所示,动片与小叶片形状相似,且上下位置对应一致,均固定在电机轴上,由无刷电机带动按一定的频率同时旋转。感应片为分离的四片,相对的两片为一组,分为A,B两组,每组的形状与动片完全相同,动片和感应片均选用黄铜材料制成。

  当探头中的电机带动动片和小叶片转动时,感应片上产生了交流感应电流信号,该交流电流信号经I-V转换电路后,得到交流感应电压信号V1(t),在一个周期T内其表达式为:

  式中:I为电场仪探头输出的感应电流信号的幅度;R,C分别为I-V转换电路的反馈电阻和反馈电容;T为动片暴露和遮挡感应片A或B一次的时间;VRC为t=T/2时感应电压信号的等效幅度;K为一常数,

  在动片转动的同时,小叶片按同样的频率ω周期,通过光电开关的凹槽,发光二极管的光路被周期切断或通过,使光电三极管处于导通和截止两种状态,因此,在第一个周期T内,同步脉冲信号为Vc(t),其表达式为:

  经对电路实验证明,此检波电路能很好地滤除谐波成分,同时,通过观察滤波之后直流电压的正负,可以辨别出被测电场极性。实际电路中运放A1,A2均选用的是双电源运放OP07DP。

  假如电场仪探头处于正电场中,探头的感应电压信号V1(t)和同步信号VC(t)分别经图3的检波器输入。澳门精准三肖2020


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