[發明專利]一種基于磁場反饋的磁調諧器件激勵電路

在審

• 申請號: 202110074658.7
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112486243A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 趙勇;陳勁松;代中華;張弛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第九研究所
• 主分類號: G05F7/00
• 分類號: G05F7/00
• 代理公司: 綿陽市博圖知識產權代理事務所(普通合伙) 51235
• 代理人: 黎仲

本發明公開了一種基于磁場反饋的磁調諧器件激勵電路，包括輸入電路、磁調諧器件、設定電壓電路、誤差放大電路和功率放大電路，磁調諧器件包括磁路和繞組線包，繞組線包用于在通過電流后產生磁場，所述磁路內設有磁路采樣氣隙，磁路采樣氣隙內設有磁傳感電路，用于產生與磁場強度對應的感應電壓并輸出；誤差放大電路放大設定電壓和感應電壓的差值，該電壓輸出用于驅動功率放大電路。本發明采用磁傳感器檢測磁場代替電流采樣電阻檢測電流，將磁傳感器的輸出電壓作為反饋量接入反饋環路，通過閉環控制獲得穩定磁場，從而減小和消除長期困擾磁調諧器件的由于應力、磁滯等因素帶來的頻率漂移問題，具有很強的實用價值。

技術領域

本發明涉及磁性材料及器件，尤其涉及一種基于磁場反饋的磁調諧器件激勵電路。

背景技術

常見的磁調諧器件，包括YIG帶通波器，YIG帶阻濾波器,YIG振蕩器等，其利用特定磁場作用下YIG材料的鐵磁共振原理實現超寬帶調諧，具有調諧頻帶寬，調諧線性度好等優點，廣泛應用于各類電子對抗設備、高精度測試儀器中，它的頻率準確度對于這些儀器設備的性能具有重要意義。

這些磁調諧器件工作時需要提供高精度、可調諧的恒定磁場。YIG磁調諧器件的頻率特性主要決定于YIG單晶小球的鐵磁共振特性，YIG單晶小球的諧振頻率f和外加磁場H₀為一次線性關系，可近似表示為以下公式：

（1）

其中，γ為自旋常量，值為2.8MHz/Oe。該式表明，如果磁場不穩定則必然導致YIG器件頻率漂移。

磁調諧器件一般采用線包和磁性材料的組合實現所需磁場，在線包繞組中通過電流激勵，則在磁路的氣隙結構中產生均勻磁場，在不考慮各部分漏磁的情況下，工作氣隙中的磁場強度Hg為:

（2）

其中，l_m為磁路有效長度，l_g為氣隙高度，N為線包匝數，I為線包電流，μ₀為真空磁導率，μ_r為磁路材料的相對磁導率。

由于l_m/μ_r的值遠遠小于l_g,一般將其忽略。對于特定結構的器件,其線包匝數N和氣隙l_g是固定不變的,氣隙內的磁感強度Hg和電流呈一次線性關系，則以上兩式可簡化為：

f= （3）

即改變電流即可改變工作頻率，這是磁調諧器件實現電調的基礎。

因此，現有技術采用恒流源方式實現恒定磁場，一般采用如說明書附圖中圖1所示的單級線性恒流電路?？蓞⒁姡篫L201710003402.0，一種帶電壓跟蹤的高效率磁調諧器件驅動電路；ZL 201720004460.0，一種小體積高效率磁調諧器件驅動電路；ZL201720004464.9，一種高效率磁調諧器件驅動電路。

參見圖1，該電路工作原理簡述如下：電阻取樣電路產生電壓，該電壓與通過磁調諧器件繞組的電流值呈線性關系，該取樣電壓與設定電壓進行比較，通過V/I放大電路控制三極管進行電流放大，從而改變施加于磁調諧器件繞組上的電流，產生出所需的磁場。

在采用了高精度元件和溫度補償等技術手段后，該電路可以獲得高穩定電流，在磁路特性不變的前提下，可獲得可調諧的高穩定的磁場。

所以，現有技術可簡單描述為：電阻采樣電流至反饋環路形成恒流源，從而獲得穩定的磁場。但該技術會導致如下問題：