[发明专利]一种水下电场信号主动检测电路及检测方法

说明书

本发明公开了一种水下电场信号主动检测电路及检测方法，属于水下电场信号检测技术领域，能够实现避免被动电场测量中差分放大电路中零点漂移和失调电压对低频电场信号的干扰。检测电路包括交流激励源、偶极子电极、限流电阻R6、直流隔离电容C4、接地电阻R7、检波器、积分器以及滤波器。交流激励源频率为待测水下电场信号频率的20倍以上；交流激励源接入到偶极子电极的信号输入端，偶极子电极的信号输出端通过直流隔离电容C4连接检波器；偶极子电极位于水下。直流隔离电容C4两端分别通过限流电阻R6和接地电阻R7接地。检波器后端顺次连接积分器和滤波器。积分器输出端信号反馈给偶极子电机的信号输入端。

技术领域

本发明涉及水下电场信号检测技术领域，具体涉及一种水下电场信号主动检测电路及检测方法。

背景技术

目前，水下电场测量中，实际上是测量水下电场空间某一轴方向上两点间的电位电势差。通常采取被动测量的方式，如图2所示为传统的被动水下电场信号检测电路，其中电场传感器采用Ag/AgCl电极或高分子聚合物电极构成偶极子电极阵列，偶极子电极包括第一电极和第二电极，在偶极子电极的2个电极后级分别接前置电路，将电流信号转变为电压信号，将偶极子电极采得的电位电压经过差分放大器处理后，得到空间电场中两点的电位电势差，实现对电场信号的接收。这种方法需要测量极低频0.2Hz以下的目标舰船水下电场信号时，差分放大电路自身固有的零点漂移、直流偏置电压等形成极低频的干扰信号，影响测试结果。

而水下电场测量过程中，当需要测量极低频的目标舰船水下电场信号时，差分放大电路自身的零点漂移、直流偏置电压等形成极低频的干扰信号，影响测试结果。

因此，目前亟需一种能够对水下电场信号进行主动检测的方案，且能够实现避免被动电场测量中差分放大电路中零点漂移和失调电压对低频电场信号的干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水下电场信号主动检测电路及检测方法，能够实现避免被动电场测量中差分放大电路中零点漂移和失调电压对低频电场信号的干扰。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种水下电场信号主动检测电路，用于对待测水下电场信号进行电场信号幅度检测，包括交流激励源、偶极子电极、限流电阻R6、直流隔离电容C4、接地电阻R7、检波器、积分器以及滤波器。

交流激励源频率为待测水下电场信号频率的20倍以上；

交流激励源接入到偶极子电极的信号输入端，偶极子电极的信号输出端通过直流隔离电容C4连接检波器；偶极子电极位于水下。

所述直流隔离电容C4的一端通过所述限流电阻R6接地，所述直流隔离电容C4的另一端通过所述接地电阻R7接地。

检波器后端顺次连接积分器和滤波器。

积分器输出端信号反馈给偶极子电极的信号输入端。

本发明实施例中，进一步地，偶极子电极包括2个电极，分别记为第一电极和第二电极，交流激励源接入到第一电极和第二电极的一端，即偶极子电极的信号输入端，第一电极和第二电极的另一端，即偶极子电极的信号输出端通过直流隔离电容C4连接检波器。

本发明实施例中，进一步地，交流激励源由振荡电路以及集成反相器U3E组成；

振荡电路的输出端输出一个正相交流激励信号接入第一电极，交流激励信号的信号频率为待测水下电场信号频率的20倍以上；

振荡电路的输出端与集成反相器U3E输入端连接，得到一个反相交流激励信号接入第二电极。

本发明实施例中，进一步地，振荡电路由运算放大器U1A、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第八电容C8构成。

其中第二电阻R2、第二电容C2并联，R2和C2的并联电路一端接运算放大器U1A正向输入端管脚3，另一端接地。