ROBOT之耳 雷卯针对次声传感器电路防护方案

 

 

 

一、次声传感器原理、结构与应用

 

工作原理：次声传感器用于检测频率 < 20Hz 的声波信号，核心原理是将机械振动转化为电信号。不同类型的传感器基于不同物理机制实现这一转换，其原理特性、适配型号及典型应用场景汇总如下：
 

领域	具体场景	核心频率	关键技术参数	原理	品牌和型号	防护要点
地质与自然灾害监测	地震预警系统	0.1-10Hz	定位精度±1km，响应时间 < 10 秒，分布式阵列部署	电容式、光纤式	北京华远星通 HY-IFSound、Luna OptaSense	防雷击（加装 TSS 晶闸管），宽温设计（-40~85℃）
	火山活动监测	2-5Hz	灵敏度≥50mV/Pa，连续工作≥365 天，喷发前 2 小时预警	压电式	PCB Piezotronics 393B04	抗火山灰腐蚀（金属外壳 + 三防漆）
	海啸预警	0.05-1Hz	水下抗压≥10MPa，耐盐雾≥5000 小时，提前 30 分钟预警	压电式、光纤式	欧赛龙 200E28TR-1、Fibersonics DVS	水下密封（IP68），防海水腐蚀
工业检测与安全	管道泄漏监测	10-20Hz	定位精度±50 米，符合 API 1174 标准，-20~60℃工作环境	压电式	TE Connectivity 333B30	抗电磁干扰（金属屏蔽层），RS485 接口配 SM712 防护
	大型设备故障诊断	5-50Hz	故障前兆次声强度突增≥3dB，微型化设计，支持 PLC 对接	电容式	Knowles Sensorex	防振动（硅胶固定），宽温工作
	密闭空间安全监测	0.1-5Hz	防爆等级 Ex ia II CT6，动态范围 ±100Pa	动圈式	B&K Precision 4939	本质安全型电路，防静电设计
国防与公共安全	远程火炮定位	3-10Hz	定位半径 < 1km，抗震等级≥50g，符合 MIL-STD-810H 标准	光纤式、动圈式	以色列 MKM-2180S、PCB 333B30M	抗冲击（硅胶缓冲），防电磁脉冲（EMP 防护）
	水下目标探测	0.1-20Hz	探测距离≥数十公里，抗深水压力≥50MPa，无源工作模式	光纤式	Luna OptaSense 光纤阵列	隐蔽性部署，铠装光缆防破坏
	边境安防	1-5Hz	单根光纤覆盖 50 公里，识别车辆 / 人员振动信号	光纤式	Fibersonics DVS	防开挖破坏（铠装），屏蔽接地抗电磁干扰
环境与气象监测	台风强度评估	0.1-1Hz	升空高度≥3000 米，待机电流 < 10μA，耐受 ±15kV 静电	电容式	GRAS 47AC	低功耗设计，防高空低温（-50℃）
	大气扰动测量	0.001-0.1Hz	长期稳定性 < 0.1%/ 年，LoRa 传输距离≥10 公里	电容式	华远星通 HY-IFSound	高空气密性封装，抗辐射干扰

（注：表格中数据为雷卯EMC小哥整理，如有错漏，欢迎指正）
 

 

二、次声传感器的电源管理防护器件推荐

 

传感器类型	核心组件	技术参数	防护器件推荐
所有类型传感器	仪表放大器（AD620/INA128）	增益 100-1000 倍，输入失调电压 < 10μV	SD05C、ESDA05CP
电容式、压电式	可编程PGA（PGA204）	增益档位 1/2/4/8 倍，动态范围 ±10V	SD03C、SD05C、ESDA05CP
电容式、光纤式	LDO稳压器（LM1117）	输出纹波 < 1mV，压降 1.2V，负载电流 500mA	SD03C、SD05C、ESDA05CP
压电式、动圈式	DC-DC转换器（LM2596）	输入 8-36V，效率 > 85%，输出可调 5-12V	SD05C、SD12C
电池供电传感器	微功耗LDO（TC1185）	静态电流 3μA，输出 5V/300mA	SD05C、ESDA05CP
所有类型传感器	二阶巴特沃斯带通滤波器	截止频率 0.01-30Hz，衰减率 40dB/decade	磁珠（100Ω@100MHz）
数字接口电路	RC吸收网络（100Ω+100pF）	高频截止 16MHz，抑制电磁干扰	ESDA05CP

 

三.次声传感器电路的信号接口静电浪涌防护方案

 

01

RS485接口：

在工业应用上TE Connectivity 333B30，采用RS485接口，，雷卯针对RS485采用SM712多路保护二极管，满足IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV（空气）和±30kV（接触）标准。

02

USB 2.0接口

如华科电子的hkc-17d采用USB通信，雷卯针对USB2.0静电防护采用单颗器件SR05W 满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV，保证工业传输的稳定。

03

模拟接口：

雷卯采用S1M与GBLC24C保护电流输出4-20mA敏感传感器芯片，小封装，低电容，大电流保护。满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。

04

I2C/SPI接口：

雷卯采用SMC12防护I2C和SPI接口的，单颗保护2路差分线，节约空间，大电流保护。满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电8kV，空气放电15kV。

 

雷卯针对次声传感器常见端口防护推荐料号
类型	品牌	型号	描述	封装	应用
ESD	Leiditech	ESDA05CP	5V,Bi,15PF,18A	DFN1006	5V电源静电防护
ESD	Leiditech	SD05C	5V,Bi,110PF,25A	SOD-323	5V电源静电防护
ESD	Leiditech	SD12C	12V,Bi,45PF,15A	SOD-323	12V电源静电防护
ESD	Leiditech	SM05	5V,Uni,168PF,30A	SOT-23	MIPI高速接口防静电
ESD	Leiditech	SM712	7/12V,Bi,45PF,17A	SOT-23	RS485静电防护
ESD	Leiditech	SR05W	5V.Uni,3PF,20A	SOT-143	USB2.0接口静电防护
ESD	Leiditech	GBLC24C	24V,Bi,1PF,10A	SOD-323	4-20mA传感器芯片静电防护
ESD	Leiditech	SMC12	12V.Bi,45PF,15A	SOT-23	I2C/SPI接口静电防护

Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。