利用分布式阻尼技术实现PCB罗戈夫斯基线圈的带宽扩展

《IEEE Sensors Journal》：Bandwidth Extension of PCB Rogowski Coils Using Distributed Damping

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摘要：

PCB Rogowski线圈因其低成本、高带宽潜力以及易于集成到现有系统中而常被用作宽带电流测量传感器。然而，其性能目前受到最大工作频率与低频灵敏度之间权衡的限制。本文提出了一种新型的分布式阻尼网络，该网络能够在对低频互感影响最小的情况下显著扩展PCB Rogowski线圈的带宽。文章介绍了完整的建模框架和两种实现该网络的数值方法，并详细说明了这两种方法的准确度。这些方法能够准确预测带有该网络的传感器在实际测量条件下的高频响应，并且与现有的全波求解器相比，计算速度提高了近一个数量级。通过使用定制的测试装置以及制造大量采用该网络的传感器，实验验证了模型的理论预测。实验结果表明，所制造的PCB Rogowski线圈的-3 dB带宽提高了五倍，同时对其低频灵敏度的影响可以忽略不计，而且只需要在每圈电路中额外添加两个电阻器即可实现这一改进。

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