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反饋電路范文第1篇

（1.63888部隊(duì)，河南濟(jì)源459000；2.西安建筑科技大學(xué)，陜西西安710055）

摘要：實(shí)際放大電路中，常常采用反饋來(lái)展寬帶寬，穩(wěn)定工作點(diǎn)，減小非線性失真，提高或降低輸入阻抗等。但是，采用了反饋會(huì)使放大器系統(tǒng)的噪聲系數(shù)變壞，如果設(shè)計(jì)合理，能使變壞的程度減小到忽略不計(jì)?，F(xiàn)重點(diǎn)研究電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路、電流串聯(lián)負(fù)反饋電路、電流并聯(lián)負(fù)反饋電路的噪聲特性。針對(duì)各個(gè)反饋電路，先推導(dǎo)電路總增益Kv，接著計(jì)算各噪聲源對(duì)輸出噪聲的貢獻(xiàn)，得到總輸出噪聲E2no，然后轉(zhuǎn)化成等效輸入噪聲E2ni，最后根據(jù)等效噪聲模型求得最佳源電阻Ro和最佳噪聲系數(shù)Fo。通過(guò)對(duì)推導(dǎo)出的公式進(jìn)行分析可得，對(duì)于典型反饋電路，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，最佳源電阻、最佳噪聲系數(shù)和沒(méi)有反饋的情況相同，即反饋對(duì)噪聲的影響可忽略不計(jì)。

關(guān)鍵詞 ：反饋電路；噪聲特性；最佳源電阻；最佳噪聲系數(shù)

0引言

在弱光檢測(cè)中，光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由于背景和探測(cè)器本身產(chǎn)生的噪聲，使得信號(hào)的信噪比比較低，所以需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理［1?3］。對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，并不是單純地提高放大器的增益。因?yàn)榉糯笃饔捎性雌骷蜔o(wú)源器件組成，它們是新的噪聲源，放大器不但把輸入信號(hào)和噪聲放大，同時(shí)還會(huì)引進(jìn)放大器本身產(chǎn)生的噪聲，使輸出信噪比降低，甚至可能達(dá)到噪聲把所有有用信號(hào)淹沒(méi)的惡劣程度，以致無(wú)法檢測(cè)有用信號(hào)［4］。低噪聲放大器的設(shè)計(jì)是要將放大器引進(jìn)的噪聲降低到最小程度，同時(shí)又要滿足放大器的一系列指標(biāo)，如增益、帶寬、輸入阻抗和輸出阻抗等。所以低噪聲放大器的設(shè)計(jì)是整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本文利用課堂上劉老師對(duì)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的噪聲特性的分析方法，推導(dǎo)了電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路、電流串聯(lián)負(fù)反饋電路、電流并聯(lián)負(fù)反饋電路的噪聲特性。首先推導(dǎo)電路總增益Kv，接著計(jì)算各噪聲源對(duì)輸出噪聲的貢獻(xiàn)，得到總輸出噪聲E2no，然后轉(zhuǎn)化成等效輸入噪聲E2ni，最后根據(jù)等效噪聲模型求得最佳源電阻Ro和最佳噪聲系數(shù)Fo。通過(guò)對(duì)各個(gè)反饋電路的噪聲特性分析，得到反饋對(duì)噪聲的影響可忽略不計(jì)所需要滿足的條件，為低噪聲放大器的設(shè)計(jì)提供了一定的參考依據(jù)。

4結(jié)論

本文利用課堂上劉老師對(duì)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的噪聲特性的分析方法，推導(dǎo)了電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路、電流串聯(lián)負(fù)反饋電路、電流并聯(lián)負(fù)反饋電路的噪聲特性，得到了相應(yīng)結(jié)論。對(duì)于電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，當(dāng)滿足RF?Rs的低噪聲條件時(shí)，負(fù)反饋對(duì)噪聲的影響可以忽略；對(duì)于電流串聯(lián)負(fù)反饋電路，當(dāng)滿足Re?Rs的低噪聲條件時(shí)，負(fù)反饋對(duì)噪聲的影響可以忽略；對(duì)于電流并聯(lián)負(fù)反饋電路，當(dāng)滿足ReF?Rs時(shí)，最佳源電阻、最佳噪聲系數(shù)和沒(méi)有負(fù)反饋的情況相同，即負(fù)反饋對(duì)噪聲的影響可以忽略。

［

參考文獻(xiàn)］

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［2］魏立安，秦石喬，王省書.基于運(yùn)算放大器的光電探測(cè)電路噪聲分析［J］.電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2002（增刊）：1530?1533.

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反饋電路范文第2篇

【關(guān)鍵詞】負(fù)反饋；正反饋；穩(wěn)定性；自激

1.前言

反饋是電子電路中不可缺少的重要組成部分，有人為引入的，也有電路本身具有的，反饋對(duì)電路的影響有的可忽略不計(jì)，有的卻需高度重視。對(duì)有關(guān)反饋的知識(shí)掌握的好就可以充分利用反饋改善電路的性能，實(shí)現(xiàn)電路所不能實(shí)現(xiàn)的功能。同時(shí)對(duì)于一些影響電路性能的反饋，也能采取相應(yīng)的手段來(lái)消除，更好地保障電路的正常運(yùn)行。

2.反饋的基本概念

2.1 什么是反饋

所謂反饋，就是將放大電路的輸出量（電壓或電流）的一部分或全部，通過(guò)某種電路（稱為反饋網(wǎng)絡(luò)）送回到輸入回路，與外部所加輸入信號(hào)共同形成放大電路的輸入信號(hào)（電壓或電流），以影響輸出量（電壓或電流）的過(guò)程。反饋體現(xiàn)了輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的反作用。

2.2 反饋的分類

2.2.1 正反饋和負(fù)反饋

根據(jù)反饋極性的不同，可以把反饋分為正反饋和負(fù)反饋。如果引入的反饋信號(hào)增強(qiáng)外加輸入信號(hào)的作用，使凈輸入信號(hào)增加，從而使放大電路的放大倍數(shù)得到提高，這樣的反饋稱為正反饋；相反，如果反饋信號(hào)削弱外加輸入信號(hào)的作用，使凈輸入信號(hào)減弱，使放大電路的放大倍數(shù)降低，則稱為負(fù)反饋。

為了判斷引入的是正反饋還是負(fù)反饋，可以采用瞬時(shí)極性法。即先假定輸入信號(hào)為某一個(gè)瞬時(shí)極性，然后逐級(jí)推出電路其他有關(guān)各點(diǎn)瞬時(shí)信號(hào)的變化情況，最后判斷反饋到輸入端信號(hào)的瞬時(shí)極性是增強(qiáng)還是削弱了原來(lái)的輸入信號(hào)。

例如在圖1（a）中，假設(shè)加上一個(gè)瞬時(shí)極性為的正的輸入電壓（在電路中用符號(hào)+、-分別表示瞬時(shí)極性的正或負(fù)，代表該點(diǎn)瞬時(shí)信號(hào)的變化為增大或減?。Ｒ蜉斎腚妷杭釉诩蛇\(yùn)放的反相輸入端，故輸出電壓的瞬時(shí)極性為負(fù)，而反饋電壓由輸出電壓經(jīng)電阻R2、R3分壓后得到，因此反饋電壓的瞬時(shí)極性也是負(fù)，但集成運(yùn)放的差模輸入電壓等于輸入電壓與反饋電壓之差，可見反饋電壓增強(qiáng)了輸入電壓的作用，使放大倍數(shù)提高，因此是正反饋。在圖1（b）中，輸入電壓加在集成運(yùn)放的同相輸入端，當(dāng)其瞬時(shí)極性為正時(shí)，輸出電壓的瞬時(shí)極性也為正，輸出端通過(guò)電阻R3、R4分壓后將反饋電壓引回到集成運(yùn)放的反相輸入端，此反饋信號(hào)將削弱外加輸入信號(hào)的作用，使放大倍數(shù)降低，所以是負(fù)反饋。

2.2.2 直流反饋和交流反饋

根據(jù)反饋信號(hào)本身的交、直流性質(zhì)，可以分為直流反饋和交流反饋。如果反饋信號(hào)中只有直流成分，則稱為直流反饋；若反饋信號(hào)中只有交流成分，則稱為交流反饋。在很多情況下，交、直流兩種反饋兼而有之。

在圖2（a）中，設(shè)VT2發(fā)射極的旁路電容Ce足夠大，可認(rèn)為電容兩端的交流信號(hào)基本為零，則從VT2的發(fā)射極通過(guò)RF引回到VT1基極的反饋信號(hào)中將只有直流成分，因此電路中引入的是直流反饋。在圖2（b）中，從輸出通過(guò)CF和RF將反饋引回到VT1的發(fā)射極，由于電容的隔直作用，反饋信號(hào)中將只有交流成分，所以這個(gè)反饋是交流反饋。

2.2.3 電壓反饋和電流反饋

根據(jù)反饋信號(hào)在放大電路輸出端采樣方式的不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，稱為電壓反饋；如果反饋信號(hào)取自輸出電流，則稱為電流反饋。在圖2（b）中，反饋信號(hào)與輸出電壓成正比，屬于電壓反饋。而在圖2（a）中，如果不加旁路電容Ce，則反饋信號(hào)與輸出回路的電流成正比，因此是電流反饋。

放大電路中引入電壓負(fù)反饋，將使輸出電壓保持穩(wěn)定，其效果是降低了電路的輸出電阻；而電流負(fù)反饋將使輸出電流保持穩(wěn)定，因而提高了輸出電阻。

為了判斷放大電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋，一般可假設(shè)將輸出端交流短路（即令輸出電壓等于零），觀察此時(shí)是否仍有反饋信號(hào)。如果反饋信號(hào)不復(fù)存在，則為電壓反饋，否則就是電流反饋。

2.2.4 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸入回路連接方式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和關(guān)聯(lián)反饋。

如果反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電壓形式求和（即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)），稱之為串聯(lián)反饋；如果二者以電流形式求和（即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)），則稱為并聯(lián)反饋。

在圖2（b）中，三極管VT1基極和發(fā)射極之間的凈輸入電壓等于外加輸入電壓與反饋電壓之差，即uBE=uI-uF，說(shuō)明反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式求和，因此屬于串聯(lián)反饋。而圖2（a）中，假設(shè)去掉旁路電容Ce，三極管VT1的基極電流等于輸入電流與反饋電流之差，即iB=iI-iF，也就是說(shuō)，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式求和，所以是并聯(lián)反饋。

以上提出了幾種常見的反饋分類方法。除此之外，反饋還可以按其他方面來(lái)分類。例如，在多級(jí)放大電路中，可以分為局部反饋和級(jí)間反饋；又如在差動(dòng)放大電路中，可以分為差模式反饋和共模反饋等等。

3.反饋在電路中的應(yīng)用

3.1 負(fù)反饋在電路中的應(yīng)用

3.1.1 負(fù)反饋能減小非線性失真。在開環(huán)放大器中，由于開環(huán)增益很大，會(huì)使放大器工作在非線性區(qū)，輸出波形出現(xiàn)雙向失真波形。電路加上了負(fù)反饋后，電路增益減小，放大器工作在線性區(qū)，輸出波形不再失真。

3.1.2 負(fù)反饋能提高增益的穩(wěn)定性。

3.1.3 負(fù)反饋能擴(kuò)展通頻帶。

3.1.4 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻有影響，引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻是無(wú)反饋時(shí)輸入電阻的（1+AF）。引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻是無(wú)反饋時(shí)輸入電阻的1/（1+AF）。

3.1.5 負(fù)反饋對(duì)輸出電阻有影響，電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小，電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。

3.2 正反饋在電路中的應(yīng)用

3.2.1 在振蕩電路中，在振蕩建立的初期，必須使反饋信號(hào)大于原輸入信號(hào)，反饋信號(hào)一次比一次大，才能使振蕩幅度逐漸增大，所以必須引入正反饋。

3.2.2 自舉電路實(shí)質(zhì)是在放大器的局部引入正反饋。加入自舉電路后，由于電容容量很大，它的放電回路時(shí)間常數(shù)很大，使電容上的電壓基本不變。在正反饋?zhàn)饔孟绿嵘娐分心滁c(diǎn)的電壓，使信號(hào)電壓在需要處更高，有更大的基極信號(hào)電流激勵(lì)發(fā)射極輸出信號(hào)電流更大，補(bǔ)償集電極與發(fā)射極之間直流工作電壓下降而造成的輸出信號(hào)電流不足。

3.2.3 在電壓-電流轉(zhuǎn)換電路中，有時(shí)也引入正反饋。當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí)，因電路內(nèi)阻的存在輸出電流將增大，但是由于電路存在正反饋，導(dǎo)致輸出電壓下降，輸出電流又將隨之減小。這樣由負(fù)載電阻R減小引起的輸出電流增大約等于因正反饋?zhàn)饔靡鸬妮敵鲭娏鞯臏p小，即正好抵消。

4.電路中無(wú)用反饋的消除

在放大電路中，有時(shí)正反饋會(huì)引起電路的自激振蕩，從而使一些干擾信號(hào)被放大，甚至有用信號(hào)被淹沒(méi)，這樣就要采取措施消除電路中的正反饋。從自激振蕩的產(chǎn)生條件看，要破壞形成正反饋的相位條件就可以。

4.1 電路中接入電容

接入的電容相當(dāng)于并聯(lián)在前一級(jí)的負(fù)載上，在中、低頻時(shí)，由于容抗很大，所以這個(gè)電容基本不起作用。高頻時(shí)，由于容抗減小，使前一級(jí)的放大倍數(shù)降低，從而破壞自激振蕩的條件，使電路穩(wěn)定工作。這種校正方法實(shí)質(zhì)上是將放大電路的主極點(diǎn)頻率降低，從而破壞自激振蕩的條件，所以也稱為主極點(diǎn)校正。

4.2 利用RC校正網(wǎng)絡(luò)代替電容校正網(wǎng)絡(luò)，將使通頻帶變窄的程度有所改善

在高頻時(shí)，電容的容抗將降低，但因有一個(gè)電阻與電容串聯(lián)，所以RC網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)在電路中，對(duì)高頻電壓放大倍數(shù)的影響相對(duì)小一些，因此，如果采用RC校正網(wǎng)絡(luò)，在消除自激振蕩的同時(shí)，高頻響應(yīng)的損失不如僅用電容校正時(shí)嚴(yán)重。校正網(wǎng)絡(luò)應(yīng)加在時(shí)間常數(shù)最大，即極點(diǎn)頻率最低的放大級(jí)。通常可接在前級(jí)輸出電阻和后級(jí)輸入電阻都比較高的地方。校正網(wǎng)絡(luò)中R、C元件的數(shù)值，一般應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試最后確定。

5.結(jié)束語(yǔ)

反饋是電子電路的重要組成部分，正、負(fù)反饋的作用也是有利有弊，充分地掌握它們的特點(diǎn)、了解它們的作用，對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)電路、分析電路都會(huì)有很大的益處，是學(xué)好電路知識(shí)的前提。

參考文獻(xiàn)

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[3]童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)第四版中電路中的反饋[M].專著，2010.

反饋電路范文第3篇

PID控制是隔振系統(tǒng)中常用的控制方法，本文主要介紹了一種基于PID控制的隔振系統(tǒng)反饋電路，其主要采用的是PI電路，推導(dǎo)出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，進(jìn)而分析出系統(tǒng)阻尼、周期和電阻、電容之間的關(guān)系，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)電阻、電容的參數(shù)進(jìn)行合適的設(shè)置，可以得到所期望的系統(tǒng)阻尼、周期及傳遞函數(shù)。

【關(guān)鍵詞】PID控制 隔振 反饋放大

PID控制是一種負(fù)反饋控制，是一種比較精確的反饋控制，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單、使用方便；m應(yīng)性強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合；魯棒性強(qiáng)，其控制品質(zhì)對(duì)被控對(duì)象特性的變化不太敏感。因此，PID控制是隔振系統(tǒng)中常用的控制方法。

1 PID控制原理

PID控制電路主要由比例電路（P）、積分電路（I）以及微分電路（D）構(gòu)成：

1.1 比例環(huán)節(jié)（P）

比例電路可以成比例的反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)，系統(tǒng)偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生與其成比例的控制作用，以減小偏差，比例控制反映快，但對(duì)于某些系統(tǒng)，可能存在穩(wěn)態(tài)誤差，增大比例系數(shù)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差減小，但穩(wěn)定性可能變差。

1.2 積分環(huán)節(jié)（I）

用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的無(wú)差度，積分作用的強(qiáng)弱取決于積分常數(shù)，積分常數(shù)越大，積分速度越慢，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)，積分環(huán)節(jié)可以使系統(tǒng)的頻帶變窄。

1.3 微分環(huán)節(jié)（D）

微分環(huán)節(jié)反應(yīng)偏差信號(hào)的變化速率，具有預(yù)見性，能預(yù)見信號(hào)的變化趨勢(shì)，并能在偏差信號(hào)的值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期的修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的響應(yīng)速率，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。

2 反饋放大電路

本系統(tǒng)中主要采用PI電路，PI電路中比例電路主要影響響應(yīng)速率，比例參數(shù)越大，響應(yīng)速度越快，但是當(dāng)比例參數(shù)太大時(shí)，會(huì)引起比較大的超調(diào)和振蕩，使得整個(gè)系統(tǒng)不穩(wěn)定。積分參數(shù)主要影響靜態(tài)精度，消除靜差，當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，積分參數(shù)越大，積分速度越慢，在偏差較大時(shí)，PI控制主要以提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度為主。

反饋放大電路圖如圖1所示，利用三個(gè)運(yùn)算放大器狀態(tài)變量來(lái)實(shí)現(xiàn)伺服放大，運(yùn)算放大器采用OP27。OP27是一款高精度、低溫漂運(yùn)算放大器，其失調(diào)電壓小且不隨溫度的變化而變化，常用在精密儀器、弱信號(hào)檢測(cè)等自動(dòng)控制系統(tǒng)中。第一級(jí)和第二級(jí)電路為積分電路（I），第三級(jí)電路為比例電路（P），共同組成了比例積分（PI）電路。

圖1中電路的獨(dú)特特性在于跟隨在第一級(jí)放大電路后的節(jié)點(diǎn)是反相帶通濾波器，而后一個(gè)節(jié)點(diǎn)是反相低通濾波器，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳遞函數(shù)分別為：

由式（7）和（8）可以看出，通過(guò)對(duì)電阻R和電容C的參數(shù)進(jìn)行合適的設(shè)置，可以得到所期望的阻尼、周期以及系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，但積分電路（I）中積分系數(shù)不宜過(guò)大，否則會(huì)破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的收斂特性將受到影響，甚至趨于發(fā)散；比例電路（P）則會(huì)改變系統(tǒng)的阻尼系數(shù)，系統(tǒng)的振蕩周期會(huì)相應(yīng)減小。

3 結(jié)語(yǔ)

利用PID控制可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，反饋電路中的積分電路（I），可維持系統(tǒng)的穩(wěn)定，但積分系數(shù)不宜過(guò)強(qiáng)，否則將會(huì)影響系統(tǒng)的收斂特性；比例電路（P），會(huì)減小系統(tǒng)的振蕩周期。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行比例、積分控制，并設(shè)置合適的參數(shù)，可以得到所期望的阻尼、周期及傳遞函數(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡璇，閆加勝，梅潔穎.一種應(yīng)用于溫度控制系統(tǒng)的PID控制電路設(shè)計(jì)[J].電子世界，2014，30（16）：121.

反饋電路范文第4篇

一、企業(yè)電子文件管理建立反饋機(jī)制的必要性

反饋機(jī)制實(shí)際上建立了一種溝通機(jī)制，使企業(yè)各部門員工能夠了解管理層設(shè)定的電子文件管理目標(biāo)，并有機(jī)會(huì)表達(dá)對(duì)這種目標(biāo)設(shè)定的認(rèn)可或質(zhì)疑。同時(shí)，管理層能夠通過(guò)多方途徑，獲取企業(yè)各部門員工在具體業(yè)務(wù)操作過(guò)程中，對(duì)電子文件管理策略的落實(shí)程度，并以此為依據(jù)，不斷對(duì)企業(yè)電子文件管理進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)。具體如下：

（一）反饋機(jī)制通過(guò)幫助企業(yè)電子文件管理實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制與自我調(diào)節(jié)，來(lái)解決決策層與執(zhí)行層之間的供需不平衡問(wèn)題

傳統(tǒng)的企業(yè)電子文件管理往往由管理層作出決定后，各部門負(fù)責(zé)電子文件管理的專門人員或相關(guān)人員，完全按照管理層決定的電子文件管理制度、規(guī)范、流程等，執(zhí)行電子文件管理系統(tǒng)中的某些操作。在這種單向工作流中執(zhí)行層是否能夠按照企業(yè)級(jí)電子文件管理戰(zhàn)略路線執(zhí)行好決策，是缺少足夠的評(píng)估依據(jù)的。設(shè)置反饋機(jī)制后，企業(yè)電子文件管理流則不再是單向的，而是形成決策層與執(zhí)行層之間“上傳”與“下達(dá)”的雙向甚至多向溝通機(jī)制。企業(yè)電子文件管理的過(guò)程因此處于監(jiān)控之下，反饋信息能夠直接反映這些過(guò)程中各方管理行為是否妥當(dāng)，上傳至管理層后，便會(huì)形成對(duì)企業(yè)電子文件管理的實(shí)時(shí)反思與不斷調(diào)整。

（二）反饋機(jī)制通過(guò)強(qiáng)化企業(yè)電子文件管理過(guò)程中的協(xié)同合作，來(lái)解決協(xié)作部門之間的供需不平衡問(wèn)題

傳統(tǒng)的企業(yè)電子文件管理中，固化的制度、規(guī)范、流程以及相對(duì)穩(wěn)定的電子文件管理系統(tǒng)，往往導(dǎo)致部門之間、員工之間以及人與系統(tǒng)之間缺少必要的溝通。反饋機(jī)制的設(shè)立著重關(guān)注業(yè)務(wù)部門對(duì)于電子文件管理的認(rèn)知或建議，增強(qiáng)除文檔管理部門之外，其他協(xié)同部門的參與程度。形成多方參與、共同協(xié)商、企業(yè)各層級(jí)普遍具有共同認(rèn)知的一種電子文件管理狀態(tài)。

（三）完善的企業(yè)電子文件反饋機(jī)制作為企業(yè)內(nèi)控機(jī)制的一部分，來(lái)解決系統(tǒng)與用戶之間的供需不平衡問(wèn)題

電子文件管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)都需要從管理者的管理需求出發(fā)。在設(shè)計(jì)階段，如果管理者不能明確完整地提出系統(tǒng)功能需求，系統(tǒng)日后就很難支持企業(yè)電子文件管理過(guò)程。在應(yīng)用階段，如果系統(tǒng)維護(hù)方不能夠及時(shí)了解系統(tǒng)用戶體驗(yàn)，就無(wú)法及時(shí)優(yōu)化和調(diào)整系統(tǒng)功能與操作流程。而完善的企業(yè)電子文件反饋機(jī)制是關(guān)于電子文件管理持續(xù)性的、周期性的自省與改革。反饋機(jī)制的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了新的管理理念下，企業(yè)電子文件對(duì)參與、協(xié)同、自我管理的重視，也體現(xiàn)了企業(yè)電子文件管理者積極尋求與業(yè)務(wù)活動(dòng)相結(jié)合、不斷提升用戶體驗(yàn)效果、建立更具認(rèn)可度和共識(shí)性的企業(yè)電子文件管理制度所作出的重要努力。

二、企業(yè)電子文件建立反饋機(jī)制的具體內(nèi)容

在反饋過(guò)程中，反饋信息的獲取非常關(guān)鍵，上一步管理行為的結(jié)果會(huì)成為下一步管理行為的原因，而不斷形成“原因――效果――原因”的良性循環(huán)。換句話說(shuō)，“反饋信息如何傳遞”（反饋流程）、“誰(shuí)傳遞反饋信息”（反饋主體）以及“反饋信息傳遞了什么”（反饋信息）是反饋機(jī)制必須明確的三個(gè)核心問(wèn)題。

（一）反饋流程

企業(yè)電子文件反饋機(jī)制應(yīng)該是一個(gè)覆蓋電子文件管理全流程的廣泛機(jī)制，是管理主體通過(guò)反饋信息流實(shí)現(xiàn)管理功能的一個(gè)完整的管理優(yōu)化過(guò)程。在該機(jī)制中，企業(yè)內(nèi)參與電子文件管理的部門和員工將他們參與電子文件管理的制度、規(guī)范、流程、系統(tǒng)等建議匯報(bào)給管理者，形成“反饋”；管理者根據(jù)接收到的反饋信息，評(píng)估已有的管理方法、程序和工具，作出相應(yīng)的“反饋?zhàn)駨摹?；管理目?biāo)和內(nèi)容在進(jìn)行調(diào)整后，新的電子文件管理策略、方法和系統(tǒng)又會(huì)引發(fā)“關(guān)于反饋的反饋”，即“再反饋”。企業(yè)電子文件管理的反饋流程，貫穿企業(yè)電子文件戰(zhàn)略制定、業(yè)務(wù)實(shí)施與系統(tǒng)操作的各個(gè)階段。在這一過(guò)程中，電子文件管理的決策制定者和執(zhí)行者都可能成為反饋主體，任何關(guān)于電子文件管理決策執(zhí)行的認(rèn)可、改進(jìn)、懷疑、否定都可能成為反饋信息，而不同反饋主體又會(huì)根據(jù)反饋信息的不同作出再反饋。如圖1所示。

（二）反饋主體

參與電子文件管理反饋機(jī)制的主體至少包含三大類：電子文件管理者（管理層）、系統(tǒng)開發(fā)者（技術(shù)層）、企業(yè)各業(yè)務(wù)部門員工（操作層）。三大主體的關(guān)系如圖2所示。

1.電子文件管理者作為管理層，擔(dān)負(fù)著掌控企業(yè)電子文件管理水平與發(fā)展的重任，其所制定的電子文件管理總體目標(biāo)，引導(dǎo)著企業(yè)電子文件管理的總體走向。從企業(yè)電子文件宏觀發(fā)展來(lái)看，管理者控制著反饋信息的使用與結(jié)果，即只有在作出管理者及時(shí)根據(jù)反饋信息對(duì)電子文件管理作出優(yōu)化調(diào)整時(shí)，反饋機(jī)制才能發(fā)揮積極作用。

2.系統(tǒng)開發(fā)者作為策略規(guī)劃的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)者，需要將管理者設(shè)定的目標(biāo)和制度，落實(shí)在復(fù)雜但有序的電子文件管理系統(tǒng)中，并通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)及時(shí)獲取并管理用戶在系統(tǒng)中的操作行為，節(jié)省管理者的管理成本，形成系統(tǒng)自動(dòng)管理與反饋。沒(méi)有系統(tǒng)開發(fā)者，管理者設(shè)定的目標(biāo)將無(wú)法落實(shí)，用戶反饋的信息將無(wú)序無(wú)用，反饋結(jié)果對(duì)管理升級(jí)并無(wú)意義。

3.企業(yè)各部門員工作為實(shí)際業(yè)務(wù)的執(zhí)行者，必須遵循管理者制定的電子文件管理制度，使用系統(tǒng)開發(fā)者設(shè)計(jì)的電子文件管理系統(tǒng)，以參與完成與本業(yè)務(wù)相關(guān)的電子文件管理流程，實(shí)際上是以用戶的身份使用管理成果。各部門員工的“用戶體驗(yàn)”對(duì)于管理者和系統(tǒng)開發(fā)者判斷管理目標(biāo)與管理成效是否匹配至關(guān)重要。

需要注意的是，反饋機(jī)制中三大主體之間的關(guān)系不是單向的，反饋與再反饋總是循環(huán)發(fā)生。例如，管理者會(huì)通過(guò)系統(tǒng)為各部門員工提供系統(tǒng)操作行為的反饋信息，幫助他們判斷自己的管理行為是否符合管理層提出的目標(biāo)和要求。而各部門員工又可以通過(guò)系統(tǒng)向管理者提出自己的質(zhì)疑或建議，幫助管理層調(diào)整管理策略等。

（三）反饋信息

不同反饋方提供的反饋信息與作用是不同的。當(dāng)電子文件管理系統(tǒng)作為反饋方時(shí)，反饋信息主要用于幫助用戶判斷自身操作行為是否正確并進(jìn)行有效修正；當(dāng)電子文件管理系統(tǒng)的用戶作為反饋方時(shí)，反饋信息主要用于幫助電子文件管理者判斷管理成效并作出更新優(yōu)化。按照反饋結(jié)果，反饋分為正面反饋和負(fù)面反饋。正面反饋是指企業(yè)用戶對(duì)電子文件管理流程或系統(tǒng)的肯定，也可指電子文件管理者或系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)企業(yè)用戶操作行為的肯定；負(fù)面反饋則是指企業(yè)用戶參與電子文件管理流程或使用系統(tǒng)時(shí)對(duì)其產(chǎn)生的不滿或質(zhì)疑，也可指電子文件管理者或系統(tǒng)在用戶使用不當(dāng)時(shí)，對(duì)其發(fā)出的警示。一般來(lái)說(shuō)，越完善的電子文件管理流程或系統(tǒng)所產(chǎn)生或接收的負(fù)面反饋信息就越少，但是也要注意：負(fù)面反饋信息越詳細(xì)越有利于用戶行為的修正和電子文件管理的優(yōu)化改進(jìn)。

三、企業(yè)電子文件管理中建立反饋機(jī)制的實(shí)踐路徑

反饋機(jī)制的實(shí)現(xiàn)需要電子文件管理部門、業(yè)務(wù)部門和技術(shù)部門等多方協(xié)同，在企業(yè)電子文件的生成、管理、利用等多個(gè)環(huán)節(jié)中完成相應(yīng)的反饋活動(dòng)。

（一）企業(yè)電子文件的生成

業(yè)務(wù)部門根據(jù)自身業(yè)務(wù)需要，同時(shí)遵從企業(yè)制定的電子文件管理制度和規(guī)范，在本部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)中生成電子文件，并在業(yè)務(wù)流程中流轉(zhuǎn)。在這一階段，文檔管理部門會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)部門提出相應(yīng)的電子文件格式與內(nèi)容要求等，各業(yè)務(wù)部門則成為主要的反饋主體，對(duì)文檔管理部門的“前端控制”進(jìn)行反饋：一是業(yè)務(wù)部門有必要積極向管理者提出需求，說(shuō)明本部門在業(yè)務(wù)過(guò)程中需要生成何種電子文件、需要何種技術(shù)支持管理以及需要的人員與財(cái)務(wù)成本等。二是業(yè)務(wù)部門要積極填寫由企業(yè)文檔管理部門下發(fā)的、用于調(diào)查業(yè)務(wù)部門電子文件管理情況的調(diào)查問(wèn)卷，或積極參加由文檔部門組織的座談會(huì)，及時(shí)反映本部門遵循現(xiàn)有電子文件制度、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的情況，生成業(yè)務(wù)類電子文件的類型與格式現(xiàn)狀等。

（二）企業(yè)電子文件的管理

企業(yè)電子文件在歸檔前，作為業(yè)務(wù)活動(dòng)憑證，仍需要在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中進(jìn)行管理，以隨時(shí)支持部門員工的電子文件利用需求。在這一階段，各部門員工成為主要的反饋主體。

1.績(jī)效評(píng)估。企業(yè)電子文件管理負(fù)責(zé)人可對(duì)員工參與電子文件管理的總體工作成效、各環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)等進(jìn)行評(píng)估，從而幫助員工判斷自身在電子文件管理方面的能力與表現(xiàn)。評(píng)估結(jié)果在合格以上即為正面反饋，在合格以下即為負(fù)面反饋。

2.專業(yè)培訓(xùn)。根據(jù)績(jī)效評(píng)估結(jié)果，那些對(duì)電子文件管理參與度不高、參與水平有限或操作行為不當(dāng)?shù)膯T工，需要接受專業(yè)的培訓(xùn)指導(dǎo)，以強(qiáng)化他們對(duì)電子文件管理的認(rèn)知，使員工認(rèn)識(shí)到在完成業(yè)務(wù)目標(biāo)的同時(shí)，也要完成相應(yīng)的電子文件管理任務(wù)。

（三）企業(yè)電子文件的利用

企業(yè)電子文件歸檔保存后，作為企業(yè)的信息資產(chǎn)，可以分級(jí)、分類面向企業(yè)用戶開放使用。企業(yè)電子文件的利用一般需要系統(tǒng)操作，此時(shí)系統(tǒng)及其用戶會(huì)對(duì)彼此的行為作出反饋，推動(dòng)電子文件利用過(guò)程中系統(tǒng)與用戶的相互適應(yīng)。

反饋電路范文第5篇

關(guān)鍵詞：自旋閥；巨磁阻；電流傳感器；霍爾；智能

中圖分類號(hào)：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）05-00-04

0 引 言

電流傳感器[1]在電力電子應(yīng)用方面主要起測(cè)量、保護(hù)和監(jiān)控的作用，根據(jù)其測(cè)量原理分為直接式和間接式兩類。直接式測(cè)量根據(jù)電流通過(guò)電阻時(shí)在電阻兩端產(chǎn)生的壓降來(lái)確定被測(cè)電流的大小，如分流器就采用這種原理來(lái)測(cè)量直流。分流器的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不受外磁場(chǎng)干擾、性能穩(wěn)定可靠，但缺點(diǎn)是需要接入電路中，且由于分流的材料一般是合金，因此在測(cè)量大電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量；間接式測(cè)量則通過(guò)測(cè)量被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，間接測(cè)量被測(cè)電流的大小。屬于間接式測(cè)量的主要有電流互感器[2]、羅氏線圈電流傳感器[3]、霍爾電流傳器[4]、光纖電流傳感器[5，6]、巨磁阻電流傳感器等[7]。羅氏線圈通過(guò)測(cè)量磁通勢(shì)砣范ū徊獾緦韉拇笮。由于線圈不含磁性材料，沒(méi)有磁滯效應(yīng)和磁飽和現(xiàn)象，但存在靈敏度低、頻帶較窄等問(wèn)題[8]。霍爾電流傳感器主要根據(jù)載流半導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)間接測(cè)量，但溫度對(duì)其影響較大，導(dǎo)致精度較低。光纖電流傳感器通過(guò)測(cè)量偏振光在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度來(lái)檢測(cè)電流大小，因采用光纖作為傳感介質(zhì)，故在絕緣性、抗電磁干擾、可靠性等方面優(yōu)勢(shì)明顯，但易受振動(dòng)干擾[9]。間接式測(cè)量相比直接式測(cè)量具有精度更高、線性度更好的特點(diǎn)，是目前電流傳感器研究的主要方向。

物聯(lián)網(wǎng)的興起，表明智能傳感器是當(dāng)今傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向，傳統(tǒng)的電流傳感器已無(wú)法完全滿足市場(chǎng)的需要。在電流檢測(cè)方面，巨磁阻傳感器[10]與其他類型的傳感器相比，具有能夠測(cè)量直流高頻（MHz量級(jí)）電流信號(hào)、測(cè)量范圍寬、靈敏度高和體積小等優(yōu)點(diǎn)，尤其是巨磁阻傳感器能夠測(cè)量直流電流，對(duì)于直流輸電系統(tǒng)中直流的檢測(cè)極為有利[11，12]。本文基于巨磁阻傳感器靈敏度高、溫漂小和ZigBee在組網(wǎng)、無(wú)線傳輸?shù)确矫娴膬?yōu)勢(shì)提出了一種智能直流電流傳感器設(shè)計(jì)方案，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電流傳感器在靈敏度、溫度穩(wěn)定性、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等方面的不足。

1 智能電流傳感器設(shè)計(jì)框架

智能電流傳感器分為巨磁阻電流傳感器和ZigBee智能傳輸模塊，其工作原理圖如圖1所示。巨磁阻電流傳感器負(fù)責(zé)將被測(cè)電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，其反饋電阻與智能無(wú)線傳輸模塊的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)相連；監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)主要采集巨磁阻電流傳感器的反饋電阻兩端電壓，將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，待轉(zhuǎn)化完成后，通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給協(xié)調(diào)器；協(xié)調(diào)器與計(jì)算機(jī)通過(guò)串口連接，將收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)給計(jì)算機(jī)，并在計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電流的非接觸測(cè)量和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

2 智能電流傳感器電路設(shè)計(jì)

智能無(wú)線傳輸模塊采用的ZigBee芯片是CC2530[13，14]，其電路主要由晶振電路、電源電路、RF電路等構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)較為常見。巨磁阻電流傳感器分為如下四部分：

（1）巨磁阻傳感器及磁芯將傳感器感應(yīng)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；

（2）放大電路將微弱的傳感器輸出電壓信號(hào)進(jìn)行放大；

（3）功率放大電路將放大后的電壓信號(hào)進(jìn)一步放大并提供反饋電流；

（4）反饋電路利用磁平衡原理，被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)反饋電流進(jìn)行補(bǔ)償，使磁芯始終處于零磁通工作狀態(tài)。巨磁阻電流傳感器結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 巨磁阻電流傳感器結(jié)構(gòu)圖

電流傳感器的工作電壓為±12 V，由穩(wěn)壓電源提供。VA100F3[15，16]是一款自旋閥材料的巨磁阻芯片，將VA100F3放在開有氣隙的磁環(huán)的氣隙里，并用膠水加以固定（巨磁阻傳感器與磁環(huán)的相對(duì)位置不能改變，否則會(huì)影響傳感器輸出電壓的大?。?。巨磁阻傳感器的差分輸出信號(hào)接到儀表放大器AD620的差分輸入引腳。放大器的增益可以通過(guò)1腳和8腳之間的電位器進(jìn)行控制。儀表放大器的輸出信號(hào)接至功率放大器LM3886TF，功率放大器的輸出接反饋線圈，該反饋線圈繞在磁環(huán)上，在反饋線圈的末端接一個(gè)10 Ω的反饋電阻并接地，通過(guò)測(cè)量反饋電阻兩端的電壓，計(jì)算反饋線圈中的電流，進(jìn)而推算出穿過(guò)磁環(huán)的被測(cè)電流的大小。電流傳感器電路圖如圖3所示。

2.1 巨磁阻傳感器

設(shè)計(jì)中選擇VA100F3型巨磁阻傳感器，采用惠斯通電橋結(jié)構(gòu)[17]，具有測(cè)量范圍寬、靈敏度高、磁滯小、溫漂低和線性度好等特點(diǎn)。巨磁阻芯片特性曲線如圖4所示，輸出電壓范圍為-60～60 mV，封裝為TO94，該封裝放入磁環(huán)氣隙中占位置比較小。VA100F3采用電壓供電，工作電壓為±5V，±5 V的電壓由±12 V的電壓經(jīng)LM7805和LM7905電源芯片得到。VA100F3的1腳和3腳是控制輸入端，2腳和4腳為電壓輸出端。巨磁阻傳感器可將磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。傳感器輸出電壓為：

VH=KHB （1）

式中，KH為巨磁阻傳感器的靈敏度，單位為mV/mT；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為mT。從圖4中可以得到KH的取值范圍。

圖4 巨磁阻芯片特性曲線

在本設(shè)計(jì)中，將巨磁阻傳感器放進(jìn)開有氣隙的磁環(huán)的氣隙里，并將傳感器和磁環(huán)固定，以獲得穩(wěn)定的輸出電壓信號(hào)。磁場(chǎng)B的大小根據(jù)安培環(huán)路定律得：

（2）

其中，l為路徑長(zhǎng)度；N為路徑包圍的通電導(dǎo)線的匝數(shù)；μ0為真空磁導(dǎo)率；I為通過(guò)的電流。

根據(jù)安培回路定律，被測(cè)導(dǎo)線和磁場(chǎng)的關(guān)系為：

（3）

式中，H1表示磁環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度；H2表示氣隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度；r0為平均半徑，r0=（r+R）/2；I0為被測(cè)電流；磁環(huán)氣隙寬度為d。由式（3）得：

（4）

由于磁環(huán)磁導(dǎo)率μ遠(yuǎn)大于真空磁導(dǎo)率μ0，上式可以簡(jiǎn)化為：

（5）

設(shè)N=1，代入式（1）可得：

（6）

由式（6）可知，輸出電壓與被測(cè)導(dǎo)線的電流成正比，而且磁環(huán)氣隙越小，巨磁阻傳感器輸出電壓越大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)磁環(huán)氣隙應(yīng)以卡住傳感器為宜。

2.2 放大電路

由巨磁阻傳感器將磁環(huán)收集到的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為弱電壓信號(hào)，輸出一般為幾十毫伏，需對(duì)其進(jìn)行放大。文中采用AD620儀表放大器，通過(guò)改變電阻來(lái)改變放大倍數(shù)（1～1000）。AD620的1腳和8腳跨接1個(gè)10 kΩ電位器S1和1個(gè)75Ω的電阻R1來(lái)調(diào)整放大倍數(shù)。如果需要改變放大倍數(shù)，則可以調(diào)節(jié)S1。AD620的引腳4和7分別接-5 V和+5 V的工作電壓，并各自接有0.01 μF的旁路電容至地，用來(lái)過(guò)濾交流成分，使輸出更平滑；輸入引腳3和2分別接巨磁阻傳感器的引腳4和2；引腳6輸出放大后的電壓值；引腳5為參考電壓，一般接地，在設(shè)計(jì)中接了一個(gè)可調(diào)電壓，可通過(guò)調(diào)整電位器S2的電壓來(lái)改變參考電壓。由于巨磁阻傳感器靈敏度較高，環(huán)境中的磁場(chǎng)干擾對(duì)其影響比較嚴(yán)重，在被測(cè)電流為零時(shí)，巨磁阻傳感器會(huì)有一個(gè)輸出，該輸出可通過(guò)調(diào)節(jié)S2來(lái)改善。AD620的輸出電壓V0與輸入電壓V1、V2的關(guān)系如式（7）所示：

（7）

具體改善零點(diǎn)漂移的方法是：在測(cè)試開始之前，如果V0不等于零，則通過(guò)調(diào)節(jié)S2改變VREF的大小使得V0為零。該方式理論上可以完全消除零點(diǎn)漂移，但實(shí)際操作時(shí)受電位器的精度影響，能明顯改善零點(diǎn)漂移狀況。

2.3 功率放大電路

巨磁阻傳感器的輸出電壓信號(hào)經(jīng)儀表放大器之后的輸出不足以驅(qū)動(dòng)次級(jí)線圈的負(fù)載，此時(shí)需加一個(gè)功率放大器進(jìn)行放大，使反饋電路能夠正常工作。設(shè)計(jì)中采用的功率放大器為L(zhǎng)M3886TF，LM886TF的引腳10和引腳9是信號(hào)輸入引腳，引腳10與AD620的輸出信號(hào)相連，引腳9接地，9腳和10腳接一個(gè)電容，與R9形成低通濾波，消除輸入的殘余高頻，使輸入信號(hào)更加光滑，減小功率放大器的不必要功耗，同時(shí)還可以消除電路自激；引腳1和引腳5分別接+24 V和-24 V工作電壓。引腳8為mute腳，接低電平表示為靜音狀態(tài)。引腳3為功率放大器的輸出引腳，最大輸出電流為400 mA，與反饋電阻相連。

2.4 反饋電路

反饋電路主要由反饋線圈和反饋電阻構(gòu)成，以平衡被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。平衡磁場(chǎng)的原理為：被測(cè)電流通過(guò)磁環(huán)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，由反饋線圈的電流進(jìn)行補(bǔ)償，使磁環(huán)始終處于零磁通工作狀態(tài)。當(dāng)被測(cè)電流通過(guò)磁環(huán)，反饋電流尚未形成時(shí)，巨磁阻傳感器感應(yīng)到磁場(chǎng)產(chǎn)生的電壓信號(hào)，經(jīng)放大級(jí)放大后，推動(dòng)驅(qū)動(dòng)級(jí)產(chǎn)生反饋電流，由于反饋線圈的存在，反饋電流不會(huì)發(fā)生突變，而是逐漸上升，反饋電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)補(bǔ)償了部分被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。因此，巨磁阻傳感器輸出降低，反饋電流上升減慢。當(dāng)反饋電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)完全補(bǔ)償了被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)時(shí)，磁環(huán)磁場(chǎng)為零，巨磁阻傳感器輸出為零。 但由于線圈的緣故，反饋電流還會(huì)上升，補(bǔ)償過(guò)沖，巨磁阻傳感器輸出發(fā)生變化，反饋電流減小，如此反復(fù)在平衡點(diǎn)附近振蕩?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量反饋電阻兩端的電壓，間接計(jì)算出被測(cè)電流。

3 智能電流傳感器穩(wěn)態(tài)誤差

智能電流傳感器是基于負(fù)反饋的一種運(yùn)用，從負(fù)反饋的角度分析，可以更好地改善其性能，電流傳感器的系統(tǒng)反饋框圖如圖5所示。BP是被測(cè)電流在磁芯中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BS是次級(jí)電流IS在磁芯中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BH是被測(cè)電流與反饋電流在磁芯中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度差，KH是巨磁阻傳感器的靈敏度系數(shù)，G（s）是巨磁阻傳感器輸出電壓VH進(jìn)一步處理的放大電路及功率放大電路的傳遞函數(shù)。RM、RS、SLS分別是串聯(lián)次級(jí)線圈的測(cè)量電阻、次級(jí)線圈的電阻以及次級(jí)線圈電感的阻抗，三者共同構(gòu)成了功率放大器的負(fù)載。BS與IS的比值定義為KS[18]。

該反饋系統(tǒng)的理論誤差為：

（8）

由式（7）可知，該穩(wěn)態(tài)誤差只能減小而不能消除，這也說(shuō)明了巨磁阻電流傳感器并非真正工作在零磁通狀態(tài)，正是由于穩(wěn)態(tài)誤差的存在，使得巨磁阻傳感器能夠不斷感應(yīng)到磁場(chǎng)使后續(xù)部分工作。該誤差產(chǎn)生的原因是磁芯和線圈的消耗。巨磁阻傳感器的靈敏度高，KH大可以有效減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；選用磁導(dǎo)率高，直徑小的磁環(huán)或減小負(fù)載均能改善傳感器的性能，提高傳感器的精度[19]。

忽略系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差可得到式 （9）， NP為被測(cè)電流的匝數(shù)，NS為次級(jí)線圈的匝數(shù)。

（9）

進(jìn)一步化簡(jiǎn)可得式（10），通過(guò)測(cè)量RM的電壓Vout即可求出被測(cè)電流IP。

（10）

4 測(cè)試結(jié)果分析

在25℃的溫度下，使用穩(wěn)壓電源以及安捷倫電流源進(jìn)行測(cè)試，用直流穩(wěn)壓電源為電流傳感器提供12 V的工作電壓；用安捷倫E3631A型直流電源提供0～5 A的被測(cè)電流。步長(zhǎng)為50 mA，從0 A逐漸增加到5 A。用ZigBee智能無(wú)線傳輸模塊測(cè)量反饋電阻的電壓并⑵浞⑺透計(jì)算機(jī)，從計(jì)算機(jī)上得到測(cè)量數(shù)據(jù)。部分?jǐn)?shù)據(jù)如表1所列。

25℃直流數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果如圖6所示。三角表示理論輸出值，方塊表示實(shí)際測(cè)量值。在零輸入情況的輸出是由外界磁場(chǎng)干擾產(chǎn)生的，外界磁場(chǎng)主要包括地磁場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室各種器件產(chǎn)生的磁場(chǎng)。在實(shí)驗(yàn)中可以通過(guò)調(diào)節(jié)AD620的參考電壓來(lái)抵消外界磁場(chǎng)干擾產(chǎn)生的輸出電壓，實(shí)際運(yùn)用時(shí)可對(duì)巨磁阻電流傳感器進(jìn)行屏蔽處理，否則會(huì)因環(huán)境的不同而產(chǎn)生不同的輸出，影響測(cè)量結(jié)果。25℃校正后的直流數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果如圖7所示，相比圖6傳感器的零點(diǎn)漂移有了明顯改善。從圖7中可以看出兩條線基本處于平行狀態(tài)，因此巨磁阻電流傳感器的線性度較好，計(jì)算表明線性度優(yōu)于0.05%。

通過(guò)增長(zhǎng)率的變化可判斷電流傳感器性能的穩(wěn)定性。理論增長(zhǎng)率取決于反饋線圈匝數(shù)和反饋電阻的比值，K=N/R。對(duì)1 A的測(cè)試電流進(jìn)行50次測(cè)試，根據(jù)I=KV得到測(cè)試增長(zhǎng)率K，圖8所示為實(shí)際測(cè)量與理論增長(zhǎng)率的對(duì)比圖，從圖中可以看出測(cè)試增長(zhǎng)率變化較小，穩(wěn)定性較好。由于計(jì)算過(guò)程中忽略了穩(wěn)態(tài)誤差，以此測(cè)試的K值比理論的K值大。測(cè)試電阻隨溫度的升高而變大，使得測(cè)試增長(zhǎng)率呈現(xiàn)變小的趨勢(shì)。選擇溫度穩(wěn)定性較好的電阻元件可以進(jìn)一步提高電流傳感器的性能。

5 結(jié) 語(yǔ)

設(shè)計(jì)表明，基于巨磁阻傳感器的智能電流傳感器測(cè)量直流的方案是可行的，該傳感器具有較好的靈敏度和線性度，解決了磁飽和、零點(diǎn)漂移、溫度穩(wěn)定性差等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電的非接觸測(cè)量和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。測(cè)試結(jié)果表明，該智能電流傳感器可測(cè)量幾十毫安至幾安的直流電流，其靈敏度為103.5 mV/A，線性度優(yōu)于0.05%?？蛇M(jìn)一步通過(guò)軟件補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣邆鞲衅鞯木取?/p>

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