本文將詳細(xì)介紹PCB羅氏線圈以及積分電路板的設(shè)計,通過PSpice仿真軟件對系統(tǒng)的頻率特性進(jìn)行分析，并利用現(xiàn)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(jìn)行驗證。

根據(jù)在PSpice軟件中搭建羅氏線圈的集總參數(shù)等效模型，結(jié)合通過阻抗分析儀測量得到的電磁參數(shù)，運(yùn)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(nèi)，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(jìn)行積分還原。

為了驗證PCB羅氏線圈探頭的微分工作方式，設(shè)計了周期信號傳變實驗。試驗中采用的設(shè)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(xiàn)場圖

信號發(fā)生器的參數(shù)設(shè)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(jié)果如圖所示。當(dāng)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(dāng)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(jié)果對比

不同頻率三角波下測量結(jié)果對比

PCB羅氏線圈微分工作方式驗證