本发明专利技术公开了一种磁通门传感器激励电路，其特点是采用积分、微分和相加的方法把方波信号转换成在峰值处带有尖脉冲的三角波电流信号作为磁通门的激励信号。该电路的一种形式是由一个积分器、一个微分器和一个加法器组成；另一种形式是由一个运算放大器、两个电阻和两个电容组成。第一种形式中的微分电路有同相微分器、反相器加反相微分器和反相微分器加反相放大器三种形式。该电路可以用于产生磁通门传感器的激励信号，在低功耗条件下降低磁通门的剩磁误差，且不需要激励电路工作在调谐状态。本发明专利技术的有益效果是，在经历磁场强度为１０ｍＴ的冲击后，剩磁误差可达到０．５ｎＴ，消耗功率为４２ｍＷ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种激励电路，特别涉及磁通门传感器激励电路。
技术介绍
剩磁误差是磁传感器受到较强磁场干扰后，因磁性材料的剩磁变化产生的附加误差。与 其他磁传感器相比，磁通门传感器的剩磁误差较小，但在高要求场合必须进一步降低剩磁误 差。提高激励电流可以有效降低磁通门传感器的剩磁误差，但也造成了功耗大的问题。文献l"Pulse Excitation of Micro-Fluxgate Sensors, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL, 37, NO. 4, JULY 2001 1988-2000"公开了一种采用窄脉冲激励方法，可以在功耗不大的情况下获得 足够的激励电流幅值，从而有效降剩磁误差，但该方法在相同条件下使磁通门的灵敏度降低， 且输出信号中高次谐波较多，给信号提取带来困难。参照图5，文献2 "Switching-mode fluxgate, TRANSDUCERS '03. 12th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, 2003, Vol. 2, ppl283 - 1286"禾口文献3 "Excitation efficiency of fluxgate sensors, Sensors and Actuators A 129, 2006, pp75—79,"公开了 一禾中激励端调谐的方 法减小磁通门剩磁误差。其激励信号是用开关电路产生的方波信号，在信号输出端1和磁通 门3的激励输入端2之间串联一个调谐电容Cr。利用磁通门激励线圈电感在铁芯饱和后减小 的特性，通过调节串联电容Cr使其与铁芯饱和后的磁通门激励线圈谐振，获得一种在峰值处 带有窄脉冲的正弦波激励电流信号。该方法经适当的调谐后，在经历磁场强度为5mT的冲击 后，剩磁可误差达到lnT，消耗功率为50mW。这种方法必须仔细调节串联电容的数值使其在激 励频率处与激励线圈电感产生谐振。当环境温度发生变化时，并联电容数值的变化和激励线 圈电感的变化有可能偏离或破坏这种谐振状态。在谐振状态，激励电流的峰值(即尖脉冲的 峰值)和激励电流的有效值调节很不方便。
技术实现思路
为了克服现有技术谐振调节困难的不足，本专利技术提供一种磁通门传感器激励电路，采用 电子线路分别对方波信号进行积分和微分获得三角波和尖脉冲信号，再将他们相加获得一 种在峰值处带有尖脉冲的三角波电压信号作为磁通门的激励信号。它的输出波形是靠电路 功能保证的，不用调节谐振，因而受温度影响小，且能方便调节激励电流峰值与有效值。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种磁通门传感器激励电路，其特点是 电阻R卜电容d与运算放大器Ai连接成反相积分器，电阻R2、电阻Rs、电容C2与运算放 大器A2连接成反相微分器，电阻Rs、电阻R7和运算放大器As连接成反相放大器，电阻R3、电阻R4、可调电阻W！和运算放大器A3连接成加法器，积分器和微分器的输入端连接在一起， 并与输入的方波信号端相连接，积分器的输出与加法器的一个输入端R3连接；微分器的输出 端与反相放大器的输入端相连，反相放大器的输出端与加法器的另一个输入端Wi连接，加 法器的输出端与磁通门的输入端之间连接电容Cp。一种磁通门传感器激励电路，其特点是电阻R!、电容C,和运算放大器A,连接成反相积分器，电阻R2、电阻R8、电容C2和运算放大器A2连接成反相微分器，电阻R3、电阻R4、可调电阻W,和运算放大器A3连接成加法器，积分器输入端与输入的方波信号端相连接，输 入的方波信号端经反相器Ni与反相微分器的输入端相连，积分器的输出与加法器的一个输入 端R3连接；微分器的输出与加法器的另一个输入端W!连接，加法器的输出端与磁通门的输 入端之间连接电容Cp。一种磁通门传感器激励电路，其特点是电阻R!、电容Q和运算放大器Ai连接成反相 积分器，电阻R2、电容C2和运算放大器A2连接成同相微分器，积分器和微分器的输入端连接在一起，并与输入的方波信号端相连接，电阻R3、电阻R4、可调电阻W！和运算放大器 A3连接成加法器，积分器的输出与加法器的一个输入端R3连接；微分器的输出与加法器的另 一个输入端Wi连接，加法器的输出端与磁通门的输入端之间连接电容Cp。一种磁通门传感器激励电路，其特点是电阻R9的一端与输入的方波信号端相连接，另 一端与运算放大器A4的反相端连接，电容C3的一端与运算放大器A4的反相端连接，另一端 与运算放大器A4的输出端连接，组成积分部分电路，电容C4的一端与输入的方波信号端相连接，另一端与运算放大器A4的同相端连接，电阻R1G的一端与运算放大器A4的同相端连接，另一端接地，组成微分部分电路，运算放大器A4的输出端与磁通门的输入端之间连接电容Cp。本专利技术的有益效果是由于采用积分、微分和相加的方法产生在三角波峰值处带有尖脉 冲的信号作为磁通门的激励信号。它的输出波形是靠电路功能保证的，不用调节谐振，因 而受温度影响小，且能方便调节激励电流峰值与有效值。本专利技术在经历磁场强度为10mT的 冲击后，剩磁可误差达到0.5nT，消耗功率为42raW。与
技术介绍
对比，本专利技术在不进行调谐 的情况下，干扰磁场增大了一倍，剩磁误差减小了一半，功耗降低了8mW。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细说明。 附图说明图1是实施例1的电路图。图2是实施例2的电路图。图3是实施例3的电路图。图4是实施例4的电路图。 图5是
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的电路图。图中，l-方波信号，2-磁通门激励输入端，3-磁通门，4-激励电路输出端。 具体实施例方式实施例l:含反相微分器和反相放大器的磁通门传感器激励电路。参照图l.(1) 电阻R卜电容Q和运算放大器A,连接成反相积分器；(2) 电阻R2、电阻Rs、电容C2和运算放大器A2连接成反相微分器；(3) 电阻116、电阻R7和运算放大器A5连接成反相放大器；(4) 电阻R3、电阻R4、可调电阻W,和运算放大器A3连接成加法器，运算放大器A3具有功率驱动能力，可不失真地输出本实施例电路产生的激励电压和激励电流；(5) 积分器和微分器的输入端连接在一起，并与输入的方波信号1端相连接；(6) 积分器的输出与加法器的一个输入端R3连接；微分器的输出端与反相放大器的输 入端相连；反相放大器的输出端与加法器的另一个输入端W,连接；(7) 电阻R卜电容d、电阻R3和电阻R4的数值由磁通门的激励频率，所需激励电压 三角波部分的峰峰值和输入方波信号的峰峰值确定。所需激励电压三角波部分的峰峰值Vp-p 与电阻R,、电容Q、电阻R3和电阻R4、激励频率f和输入方波的峰峰值E之间的关系为p_p4 R3 7 当激励频率为3kHz，输入方波的峰峰值为5V，所需激励电压三角波部分的峰峰值Vp-p为 1.25V时，电阻R4为lOkQ、电容d为33nF，电阻R3和电阻R4均为10 kQ 。电阻R卜电 容d、电阻R3和电阻R4的数值也可以是满足上述关系的其他组合；(8) 激励频率f由所使用的磁通门的要求确定，激励电压三角波部分的峰峰值Vp-p大 于使磁通门铁芯饱和的最小激励电压峰峰值。本实施例中激励频率f为3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁通门传感器激励电路，其特征在于：电阻Ｒ↓［１］、电容Ｃ↓［１］与运算放大器Ａ↓［１］连接成反相积分器，电阻Ｒ↓［２］、电阻Ｒ↓［５］、电容Ｃ↓［２］与运算放大器Ａ↓［２］连接成反相微分器，电阻Ｒ↓［６］、电阻Ｒ↓［７］和运算放大器Ａ↓［５］连接成反相放大器，电阻Ｒ↓［３］、电阻Ｒ↓［４］、可调电阻Ｗ↓［１］和运算放大器Ａ↓［３］连接成加法器，积分器和微分器的输入端连接在一起，并与输入的方波信号端相连接，积分器的输出与加法器的一个输入端Ｒ↓［３］连接；微分器的输出端与反相放大器的输入端相连，反相放大器的输出端与加法器的另一个输入端Ｗ↓［１］连接，加法器的输出端与磁通门的输入端之间连接电容Ｃｐ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘诗斌，崔智军，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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