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1. CN102854535 - Broadband magnetic sensor

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ ZH ]

权利要求书

1.一种宽带磁性传感器,包括感应线圈、高频通道放大电路、低频通道 放大电路、低通滤波器、运算放大器、电压跟随器和反馈电路,其特征在于:
所述感应线圈的感应信号输入端接收磁感应信号,感应线圈的输出信号 分别送到高频通道放大电路输入端和低频通道放大电路输入端,高频通道放 大电路输出端通过补偿电容连接双刀双掷开关中第一开关(K1)的常开触点, 高频通道放大电路输出端同时连接双刀双掷开关中第一开关(K1)的常闭触 点;低频通道放大电路输出端通过低通滤波器连接双刀双掷开关中第二开关 (K2)的常开触点,所述第二开关(K2)的常闭触点接地;所述第一开关(K1) 的中心触点通过第一输入电阻(R1)连接运算放大器的反相输入端,所述第 二开关(K2)的中心触点通过第二输入电阻(R2)连接运算放大器的反相输 入端,运算放大器的同相输入端通过接地电阻(R3)接地,运算放大器的输 出端连接电压跟随器的同相输入端,运算放大器的输出端通过反馈电阻(R4) 连接运算放大器的反相输入端;运算放大器的输出端同时通过反馈电路连接 所述感应线圈的感应信号输入端;电压跟随器的输出端连接电压跟随器的反 相输入端;
所述感应线圈的电感量为200H~350H;
所述高频通道放大电路,由第一差分放大电路和第二差分放大电路级联 组成,第一差分放大电路的增益为35dB~45dB,噪声系数小于4dB,第二差 分放大电路增益为15dB~25dB;
所述低频通道放大电路,由平衡混频斩波器、第三差分放大电路、第四 差分放大电路和电子开关级联组成,平衡混频斩波器和电子开关的开关频率 相同,均为2kHz~9kHz,由磁性传感器的用户设备接收机决定,第三差分 放大电路的增益为35dB~45dB,噪声系数小于4dB,第四差分放大电路增益 为15dB~25dB;
所述低通滤波器为一阶有源低通滤波器,截止频率为300Hz~500Hz;
所述反馈电路,由反馈放大器和反馈线圈级联组成,反馈放大器增益可 调节,为-10dB~-15dB,反馈线圈用漆包线绕制在感应线圈外表面,电感量 为0.3H~0.6H;
所述电压跟随器为同相输入电压跟随器。

2.如权利要求1所述的宽带磁性传感器,其特征在于:
所述感应线圈由磁芯、线圈骨架和线圈构成,所述磁芯为非晶铁钴镍材 料,导磁率为150000~200000,所述线圈骨架套在磁芯中间段,线圈骨架包 括多个长度均匀的绕线槽,线圈在各绕线槽中分段均匀绕制;
所述反馈电路中,反馈线圈匝数为30~50匝,均匀绕制在感应线圈外表 面。

3.如权利要求1所述的宽带磁性传感器,其特征在于:
所述高频通道放大电路中,所述第一差分放大电路包括两个场效应管和 两个运算放大器,两个场效应管的栅极分别连接所述感应线圈两端,两个场 效应管的漏极分别通过偏置电路连接第一基准电压,两个场效应管的漏极分 别连接两个运算放大器的反相输入端,两个运算放大器的同相输入端连接第 二基准电压,两个运算放大器的输出端分别通过隔直电容连接所述第二差分 放大电路的输入端,两个运算放大器的输出端之间串联三个取样电阻;两个 场效应管的源极分别连接所述三个取样电阻的中间取样电阻两端;
所述第二差分放大电路为平衡输入、不平衡输出差分放大电路。

4.如权利要求3所述的宽带磁性传感器,其特征在于:
所述第一差分放大电路的第一基准电压和第二基准电压由基准电压生成 电路产生,所述基准电压生成电路由输入分压电路、电压跟随器和输出稳压 电路级联组成,电压跟随器的同相输入端连接输入分压电路的输出端,电压 跟随器的输出端连接电压跟随器的反相输入端和输出稳压电路,同时输出第 一基准电压,输出稳压电路的输出端输出第二基准电压;输入分压电路输入 为电压跟随器的供电电源的正输入端。

5.如权利要求1、2、3或4所述的宽带磁性传感器,其征在于:
所述低频通道放大电路中,所述平衡混频斩波器为双平衡混频器,所述 第三差分放大电路结构和所述第一差分放大电路结构完全相同,区别仅在于 两个场效应管的栅极分别连接所述平衡混频斩波器的两输出端,两个运算放 大器的输出端分别通过隔直电容连接所述第四差分放大电路的输入端;
所述第四差分放大电路为平衡输入、平衡输出差分放大电路;
所述电子开关为平衡输入、不平衡输出电子开关。

6.如权利要求1、2、3或4所述的宽带磁性传感器,其征在于:
所述反馈电路中,所述反馈放大器由两个运算放大器级联构成,反馈放 大器为不平衡输入、平衡输出。

7.如权利要求5所述的宽带磁性传感器,其征在于:
所述反馈电路中,所述反馈放大器由两个运算放大器级联构成,反馈放 大器为不平衡输入、平衡输出。