CN112630493A - 一种宽频分流器 - Google Patents

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张建永
胡耀元
贾云涛
彭婧宇
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Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Abstract

本发明公开了一种宽频分流器。该宽频分流器，通过分流电阻单元将宽频电流信号转化为宽频电压信号，然后宽频电压信号经过电压跟随电路单元达到信号稳定可靠，再经过电压输出单元进行电阻匹配，后端采用高频电压表测量电压，经过计算即可得到准确的电流值。其实现0.1A～10A、DC～120MHz电流的精确测试。

Description

一种宽频分流器
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种宽频分流器。
背景技术
精密分流器主要用于测量交直流电流。在高精密测量中，分流器的作用为将大电流转化为小电流或电压，分流器引起的误差在测量误差中占主导地位。
在电路中接入分流器，测量分流器两端的电压，再根据欧姆定律，用测得的电压除以分流器的电阻值就可以得到电路中的电流值。这种传统测量方法因方便快捷，受到了普遍地欢迎，成为测量电流的主要方法。特别是采用数字化测量技术后，以测量电压为对象的模/数转换器的大量应用，使得用分流器测量电流的方法更流行，更普遍。然而，使用分流器测量电流也受到许多的限制。这种限制主要表现在两个方面。首先，由于电流在分流器电阻上消耗的电功率转换成热能，使分流器发热，使电阻值发生变化，从而影响测量电流的准确度。其次，在测量交流电流时，分流器的分布参数使分流器的阻抗随频率变化，分流器两端的电压也会随频率变化，使得测量交流电流的准确度大大降低。特别是电流频率较高或者电流为脉冲形式时，传统分流器已经不能满足测量精度要求。盘式和笼式分流器能够测量100kHz以下的电流，但是不适合测量更高频率MHz电流。
因此，本领域亟需提供一种新型分流器，以解决上述存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种宽频分流器，以实现对高频率电流的精确测量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种宽频分流器，包括：分流电阻单元、电压跟随电路单元和电压输出单元；
所述分流电阻单元的输入端为所述宽频分流器的输入端；所述分流电阻单元的输出端与所述电压跟随电路单元的输入端连接；所述电压跟随电路单元的输出端与所述电压输出单元的输入端连接；所述电压输出单元的输出端为所述宽频分流器的输出端；
所述分流电阻单元用于将输入的宽频电流信号转换为宽频电压信号；所述电压跟随电路单元用于使所述宽频电压信号达到稳态值；所述电压输出单元用于输出达到稳态值后的所述宽频电压信号。
优选地，所述分流电阻单元包括：分流电阻和第一电阻；
所述分流电阻的一端和所述第一电阻的一端均与所述宽频分流器的输入端连接；所述分流电阻的另一端接地；所述第一电阻的另一端与所述电压跟随电路单元的输入端连接。
优选地，所述分流电阻为WSH2818系列电阻。
优选地，所述分流电阻单元为Power Metal Strip电阻器。
优选地，所述电压跟随电路单元包括：放大器；
所述分流电阻单元的输出端与所述放大器的输入端连接；所述放大器的输出端与所述电压输出单元的输入端连接。
优选地，所述放大器的型号为AD8021。
优选地，所述电压输出单元包括：第二电阻和匹配电阻；
所述第二电阻的一端与所述电压跟随电路单元的输出端连接；所述第二电阻的另一端和所述匹配电阻的一端均通过传输线与所述所述宽频分流器的输出端连接；所述匹配电阻的另一端接地。
优选地，所述传输线为阻值是50Ω的线缆。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的宽频分流器，通过分流电阻单元将宽频电流信号转化为宽频电压信号，然后宽频电压信号经过电压跟随电路单元达到信号稳定可靠，再经过电压输出单元进行电阻匹配，后端采用高频电压表测量电压，经过计算即可得到准确的电流值。其实现0.1A～10A、DC～120MHz电流的精确测试。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
图1为本发明提供的宽频分流器的结构框图；
图2为本发明提供的宽频分流器的电路原理图。
符号说明：
1-分流电阻单元，2-电压跟随电路单元，3-电压输出单元。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
如图1所示，一种宽频分流器，包括：分流电阻单元1、电压跟随电路单元2和电压输出单元3。
分流电阻单元1的输入端为宽频分流器的输入端。分流电阻单元1的输出端与电压跟随电路单元2的输入端连接。电压跟随电路单元2的输出端与电压输出单元3的输入端连接。电压输出单元3的输出端为宽频分流器的输出端。
分流电阻单元1用于将输入的宽频电流信号转换为宽频电压信号。电压跟随电路单元2用于使宽频电压信号达到稳态值。电压输出单元3用于输出达到稳态值后的宽频电压信号。
其中，如图2所示，上述分流电阻单元1包括：分流电阻和第一电阻Rs。
分流电阻的一端和第一电阻Rs的一端均与宽频分流器的输入端连接。分流电阻的另一端接地。第一电阻Rs的另一端与电压跟随电路单元2的输入端连接。
在本发明中，分流电阻单元1选用美国Vishay的Power Metal Strip电阻器，其全焊接的结构带有一个坚固的镍铬或锰铜合金电阻芯，具有极高的功率和低阻值。分流电阻选用的是WSH2818系列阻值为1mΩ、10mΩ或100mΩ的电阻，其功率最大为5W，具有0.5nH～5nH的低电感，150MHz的响应频宽，电阻值允许误差为±0.5％，热EMF小于3μV/℃。这样当电流0.1A～10A、DC～120MHz时，选择合适的阻值使分流电阻功率小于5W，分流电阻上的电压值为10mV～100mV。
上述电压跟随电路单元2包括：放大器。
分流电阻单元1的输出端与放大器的输入端连接。放大器的输出端与电压输出单元3的输入端连接。
电压跟随电路单元2是一个型号为AD8021的放大器组成的共集电路，其输入阻抗高，输出阻抗低，前后级电路互不影响。AD8021是一款高性能、高速电压反馈放大器，可用于16bit系统。AD8021具有低压噪声和低电流噪声(其典型值分别为20nV/Hz和2.1pA/Hz)，采样速度可达200MHz，能够满足分流器中的120MHz带宽、10mV～100mV的要求。其中，如图2所示，共集电路包括：第三电阻RG、第一电容CC，第四电阻RF和第二电容CF。共集电路的具体连接关系为现有技术，在此不再进行赘述。
上述电压输出单元3包括：第一电阻Ro和匹配电阻RD。
第一电阻Ro的一端与电压跟随电路单元2的输出端连接。第一电阻Ro的另一端和匹配电阻RD的一端均通过传输线与宽频分流器的输出端连接。匹配电阻RD的另一端接地。
其中，电压输出单元3的传输线选择50Ω线缆。电压输出单元3后端的匹配电阻RD选择为高频电压表所需的电阻，如高频电压表德国RS的URV55需要标准电阻为型号Agilent909C的50Ω精密负载。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (8)

1.一种宽频分流器，其特征在于，包括：分流电阻单元、电压跟随电路单元和电压输出单元；
所述分流电阻单元的输入端为所述宽频分流器的输入端；所述分流电阻单元的输出端与所述电压跟随电路单元的输入端连接；所述电压跟随电路单元的输出端与所述电压输出单元的输入端连接；所述电压输出单元的输出端为所述宽频分流器的输出端；
所述分流电阻单元用于将输入的宽频电流信号转换为宽频电压信号；所述电压跟随电路单元用于使所述宽频电压信号达到稳态值；所述电压输出单元用于输出达到稳态值后的所述宽频电压信号。
2.根据权利要求1所述的宽频分流器，其特征在于，所述分流电阻单元包括：分流电阻和第一电阻；
所述分流电阻的一端和所述第一电阻的一端均与所述宽频分流器的输入端连接；所述分流电阻的另一端接地；所述第一电阻的另一端与所述电压跟随电路单元的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的宽频分流器，其特征在于，所述分流电阻为WSH2818系列电阻。
4.根据权利要求1所述的宽频分流器，其特征在于，所述分流电阻单元为Power MetalStrip电阻器。
5.根据权利要求1所述的宽频分流器，其特征在于，所述电压跟随电路单元包括：放大器；
所述分流电阻单元的输出端与所述放大器的输入端连接；所述放大器的输出端与所述电压输出单元的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的宽频分流器，其特征在于，所述放大器的型号为AD8021。
7.根据权利要求1所述的宽频分流器，其特征在于，所述电压输出单元包括：第二电阻和匹配电阻；
所述第二电阻的一端与所述电压跟随电路单元的输出端连接；所述第二电阻的另一端和所述匹配电阻的一端均通过传输线与所述宽频分流器的输出端连接；所述匹配电阻的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的宽频分流器，其特征在于，所述传输线为阻值是50Ω的线缆。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4518877A (en) * 1982-10-19 1985-05-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Precision absolute value amplifier for a precision voltmeter
US20030117123A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Kimball Donald Felt Wideband precision current sensor
US20060284681A1 (en) * 2004-06-01 2006-12-21 Pollock Ira G Wide bandwidth attenuator input circuit for a measurement probe
CN202886483U (zh) * 2012-11-23 2013-04-17 北京无线电计量测试研究所 一种低频大电容测量装置
CN107390009A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 北京无线电计量测试研究所 一种微电流测试装置和方法
CN109142843A (zh) * 2018-07-02 2019-01-04 芜湖英特杰智能科技有限公司 一种便携的智能测控仪表
CN110196353A (zh) * 2018-02-26 2019-09-03 瑞萨电子株式会社 电流检测电路、半导体器件和半导体系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4518877A (en) * 1982-10-19 1985-05-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Precision absolute value amplifier for a precision voltmeter
US20030117123A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Kimball Donald Felt Wideband precision current sensor
US20060284681A1 (en) * 2004-06-01 2006-12-21 Pollock Ira G Wide bandwidth attenuator input circuit for a measurement probe
CN202886483U (zh) * 2012-11-23 2013-04-17 北京无线电计量测试研究所 一种低频大电容测量装置
CN107390009A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 北京无线电计量测试研究所 一种微电流测试装置和方法
CN110196353A (zh) * 2018-02-26 2019-09-03 瑞萨电子株式会社 电流检测电路、半导体器件和半导体系统
CN109142843A (zh) * 2018-07-02 2019-01-04 芜湖英特杰智能科技有限公司 一种便携的智能测控仪表

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