[发明专利]一种用于静电传感器电信号调理的电路

说明书

本发明公开了一种用于静电传感器电信号调理的电路，包括有阻抗匹配单元、辅助单元和放大单元。静电传感器输出的微弱电压信号首先经过阻抗匹配单元，完成高阻抗输入到低阻抗输出；再经过辅助单元，将信号调整到±0.01V以内；然后进入放大单元，将信号调整到合适的幅值，即可用于后续采集和运算处理。本发明的调理电路可以解决静电传感器输出阻抗极高，直流电压不定，信号幅值较低的问题，大大减弱了后续信号采集处理的误差，提高了测量系统的精度。

技术领域

本发明涉及静电传感器领域，更具体地说，本发明涉及一种用于静电传感器电信号调理的电路。

背景技术

静电传感器输出信号是感应电荷产生的一种电压信号，但由于静电传感器极高的阻抗和极小的功率，导致静电传感器的信号不能直接显示、记录和使用，而且其信号会受使用环境的影响。而现有的静电传感器的调理电路往往在第一步就进行信号放大，但由于静电传感器输出信号幅值的不确定性，会带来过量放大，而导致放大后的信号超出后续电路输入的范围，这造成了静电传感器调理电路的通用性较差，其次由于静电传感器极高的阻抗和极小的功率，一般的运放的效果并不是很好。如何解决上述问题，从而获得较高信噪比的有用信号，对于后续的信号采集与处理是至关重要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种获得高信噪比的调理电路，为后续实时、高精度、高稳定性测量的提供了良好的先决条件。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于静电传感器电信号调理的电路，其特征在于：包括有阻抗匹配单元、辅助单元和放大单元。静电传感器输出的微弱电压信号首先经过阻抗匹配单元，完成高阻抗输入到低阻抗输出；再经过辅助单元，将信号调整到0V附近，即±0.01V；然后进入放大单元，将信号调整到合适的幅值，即可用于后续采集和运算处理。

所述的一种用于静电传感器电信号调理的电路，其特征在于所述的阻抗匹配单元的电路为：

静电传感器信号接运算放大器U1的3脚，同时接电容C1，电容C1另一端接地；

运算放大器U1的2脚接电阻R1，电阻R1另一端接地；

运算放大器U1的2脚和6脚分别接电阻R3和电容C4的两端；

运算放大器U1的6脚将信号输入到辅助单元，进行下一步处理；

运算放大器U1的5脚接-9V电源，同时接滤波电容C2，电容C2另一端接地；

运算放大器U1的7脚接+9V电源，同时接滤波电容C3，电容C3另一端接地；

运算放大器U1的1、4、8脚相连，接电阻R2，电阻R2另一端接地。

所述的一种用于静电传感器电信号调理的电路，其特征在于所述的辅助单元的电路为：

阻抗匹配单元输出信号OUT1接电阻R4，电阻R4另一端接运算放大器U2的6脚和电阻R5，电阻R5的另一端接运算放大器U2的7脚；

运算放大器U2的5脚接电阻R7和R8，R7的另一端接可变电阻R6中间引脚，可变电阻R6两端引脚接±15V电源，电阻R8另一端接地

运算放大器U2的7脚将信号输入到放大单元，进行下一步处理；

运算放大器U2的4脚接+9V电源，同时接滤波电容C6，电容C6另一端接地；

运算放大器U2的8脚接-9V电源，同时接滤波电容C5，电容C5另一端接地。

所述的一种用于静电传感器电信号调理的电路，其特征在于所述的放大单元的电路为：

运算放大器U3的4脚接电阻R9，电阻R9的另一端接地；