[实用新型]一种基于磁场反馈的磁调谐器件激励电路

说明书

本实用新型公开了一种基于磁场反馈的磁调谐器件激励电路，包括输入电路、磁调谐器件、设定电压电路、误差放大电路和功率放大电路，磁调谐器件包括磁路和绕组线包，绕组线包用于在通过电流后产生磁场，所述磁路内设有磁路采样气隙，磁路采样气隙内设有磁传感电路，用于产生与磁场强度对应的感应电压并输出；误差放大电路放大设定电压和感应电压的差值，该电压输出用于驱动功率放大电路。本实用新型采用磁传感器检测磁场代替电流采样电阻检测电流，将磁传感器的输出电压作为反馈量接入反馈环路，通过闭环控制获得稳定磁场，从而减小和消除长期困扰磁调谐器件的由于应力、磁滞等因素带来的频率漂移问题，具有很强的实用价值。

技术领域

本实用新型涉及磁性材料及器件，尤其涉及一种基于磁场反馈的磁调谐器件激励电路。

背景技术

常见的磁调谐器件，包括YIG带通波器，YIG带阻滤波器,YIG振荡器等，其利用特定磁场作用下YIG材料的铁磁共振原理实现超宽带调谐，具有调谐频带宽，调谐线性度好等优点，广泛应用于各类电子对抗设备、高精度测试仪器中，它的频率准确度对于这些仪器设备的性能具有重要意义。

这些磁调谐器件工作时需要提供高精度、可调谐的恒定磁场。YIG磁调谐器件的频率特性主要决定于YIG单晶小球的铁磁共振特性，YIG单晶小球的谐振频率f和外加磁场H₀为一次线性关系，可近似表示为以下公式：

（1）

其中，γ为自旋常量，值为2.8MHz/Oe。该式表明，如果磁场不稳定则必然导致YIG器件频率漂移。

磁调谐器件一般采用线包和磁性材料的组合实现所需磁场，在线包绕组中通过电流激励，则在磁路的气隙结构中产生均匀磁场，在不考虑各部分漏磁的情况下，工作气隙中的磁场强度Hg为:

（2）

其中，l_m为磁路有效长度，l_g为气隙高度，N为线包匝数，I为线包电流，μ₀为真空磁导率，μ_r为磁路材料的相对磁导率。

由于l_m/μ_r的值远远小于l_g,一般将其忽略。对于特定结构的器件,其线包匝数N和气隙l_g是固定不变的,气隙内的磁感强度Hg和电流呈一次线性关系，则以上两式可简化为：

f= （3）

即改变电流即可改变工作频率，这是磁调谐器件实现电调的基础。

因此，现有技术采用恒流源方式实现恒定磁场，一般采用如说明书附图中图1所示的单级线性恒流电路。可参见：ZL201710003402.0，一种带电压跟踪的高效率磁调谐器件驱动电路；ZL 201720004460.0，一种小体积高效率磁调谐器件驱动电路；ZL201720004464.9，一种高效率磁调谐器件驱动电路。

参见图1，该电路工作原理简述如下：电阻取样电路产生电压，该电压与通过磁调谐器件绕组的电流值呈线性关系，该取样电压与设定电压进行比较，通过V/I放大电路控制三极管进行电流放大，从而改变施加于磁调谐器件绕组上的电流，产生出所需的磁场。

在采用了高精度元件和温度补偿等技术手段后，该电路可以获得高稳定电流，在磁路特性不变的前提下，可获得可调谐的高稳定的磁场。

所以，现有技术可简单描述为：电阻采样电流至反馈环路形成恒流源，从而获得稳定的磁场。但该技术会导致如下问题：