本文将详细介绍PCB罗氏线圈以及积分电路板的设计,通过PSpice仿真软件对系统的频率特性进行分析，并利用现有的实验条件，使用功率放大器搭建简单的测试电路对PCB罗氏线圈的微分工作方式进行验证。
根据在PSpice软件中搭建罗氏线圈的集总参数等效模型，结合通过阻抗分析仪测量得到的电磁参数，运行仿真即可得到罗氏线圈的频率特性。
罗氏线圈的频率特性
从幅频特性上看，在10Hz-1MHz频段内，幅值增益随着频率的增大而线性增大;从相频特性上看，罗氏线圈的输出电压与被测电流信亏之间仔在90°相位差，是典型的微分工作方式，需要后续信号电路对被测电流的微分进行积分还原。
为了验证PCB罗氏线圈探头的微分工作方式，设计了周期信号传变实验。试验中采用的设备有:任意波形发生器、功率放大器ATA-1200B、线圈电流探头、自制PCB罗氏线圈探头以及碳膜电阻若干。
微分方程实验示意图
微分方程试验现场图
信号发生器的参数设置为2 Vpp，使用功率放大器放大，手动触发不同频率的5个周期信号，即正弦波（2.5MHz、1MHz、500kHz、250kHz)、三角波（400 kHz、200kHz)，测量结果如图所示。当被测信号为不同频率的正弦波时，PCB罗氏线圈的输出Veoi均为滞后于参考波形90°的余弦波;而当被测信号为不同频率的三角波时PCB罗氏线圈的输出Vooi为方波，PCB罗氏线圈的微分工作方式得到验证。另外可以观察到，随着频率的减小，自制PCB罗氏线圈的输出波形中干扰和噪声也比较明显。
不同频率正弦波下测量结果对比
不同频率三角波下测量结果对比
PCB罗氏线圈微分工作方式验证
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