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本文將詳細介紹PCB羅氏線圈以及積分電路板的設計,通過PSpice仿真軟件對系統(tǒng)的頻率特性進行分析，并利用現有的實驗條件，使用功率放大器搭建簡單的測試電路對PCB羅氏線圈的微分工作方式進行驗證。
根據在PSpice軟件中搭建羅氏線圈的集總參數等效模型，結合通過阻抗分析儀測量得到的電磁參數，運行仿真即可得到羅氏線圈的頻率特性。
羅氏線圈的頻率特性
從幅頻特性上看，在10Hz-1MHz頻段內，幅值增益隨著頻率的增大而線性增大;從相頻特性上看，羅氏線圈的輸出電壓與被測電流信虧之間仔在90°相位差，是典型的微分工作方式，需要后續(xù)信號電路對被測電流的微分進行積分還原。
為了驗證PCB羅氏線圈探頭的微分工作方式，設計了周期信號傳變實驗。試驗中采用的設備有:任意波形發(fā)生器、功率放大器ATA-1200B、線圈電流探頭、自制PCB羅氏線圈探頭以及碳膜電阻若干。
微分方程實驗示意圖
微分方程試驗現場圖
信號發(fā)生器的參數設置為2 Vpp，使用功率放大器放大，手動觸發(fā)不同頻率的5個周期信號，即正弦波（2.5MHz、1MHz、500kHz、250kHz)、三角波（400 kHz、200kHz)，測量結果如圖所示。當被測信號為不同頻率的正弦波時，PCB羅氏線圈的輸出Veoi均為滯后于參考波形90°的余弦波;而當被測信號為不同頻率的三角波時PCB羅氏線圈的輸出Vooi為方波，PCB羅氏線圈的微分工作方式得到驗證。另外可以觀察到，隨著頻率的減小，自制PCB羅氏線圈的輸出波形中干擾和噪聲也比較明顯。
不同頻率正弦波下測量結果對比
不同頻率三角波下測量結果對比
PCB羅氏線圈微分工作方式驗證
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