地址300072天津市南開區(qū)衛(wèi)津路92號(hào)(72)發(fā)明人李醒飛薛曉偉劉帆李建翔李嘉峰宋林珂閆慧敏公司11021H01F27/28(2006.01)效阻值被配置為在有源式噪聲匹配變壓器的系Rp02一有源放大器；其中，所述初級(jí)線圈的第一端與磁流體角振動(dòng)傳感器的輸出端電連接，所述初級(jí)線圈的第二端與所述反饋模塊的第一端電連接，所述初級(jí)線圈與所述次級(jí)線圈電磁耦合；所述次級(jí)線圈的兩端分別與所述第一有源放大器兩個(gè)輸入端電連接；所述反饋模塊的第二端接收所述次級(jí)線圈所在的次級(jí)側(cè)回路的輸出信號(hào)，所述反饋模塊的第三端接地；其中，所述次級(jí)線圈的匝數(shù)和所述反饋模塊的等效阻值被配置為在有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益與目標(biāo)電壓增益相等的情況下，使所述初級(jí)線圈所在初級(jí)側(cè)回路的等效輸入阻抗為目標(biāo)阻抗，其中，所述目標(biāo)電壓增益為所述有源式噪聲匹配變壓器不包括反饋模塊時(shí)的系統(tǒng)電壓增益，所述目標(biāo)電壓增益是在所述初級(jí)線圈、所述次級(jí)線圈和所述磁流體角振動(dòng)傳感器所在回路的等效輸出電阻與所述第一有源放大器的最優(yōu)源電阻相等的情況下計(jì)算得到的，所述第一有源放大器的最優(yōu)源電阻是根據(jù)所述第一有源放大器的等效輸入電壓的功率譜密度和所述第一有源放大器的等效輸入電流的功率譜密度計(jì)算得到的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述反饋模塊包括第一反饋電阻和第二反饋電阻；其中，所述第一反饋電阻的第一端與所述初級(jí)線圈的第二端和所述第二反饋電阻的第一端電連接，所述第一反饋電阻的第二端接地；所述第二反饋電阻的第二端與所述第一有源放大器的輸出端電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述第二反饋電阻的阻值是根據(jù)所述次級(jí)線圈與所述初級(jí)線圈的匝數(shù)比、源電阻的阻值和所述第一有源放大器的電壓增益系數(shù)配置的，其中，所述源電阻為所述磁流體角振動(dòng)傳感器包括的傳感器敏感元件的等效電阻。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述第一反饋電阻的阻值是根據(jù)所述次級(jí)線圈與所述初級(jí)線圈的匝數(shù)比以及所述源電阻的阻值配置的。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益的第一目標(biāo)傳遞函數(shù)是根據(jù)如下操作得到的：將所述第一反饋電阻的阻值和所述第二反饋電阻的阻值相加后，依次與所述初級(jí)線圈的電感值、所述次級(jí)線圈與所述初級(jí)線圈的匝數(shù)比、所述第一有源放大器的電壓增益系數(shù)將所述第一反饋電阻的阻值和所述第二反饋電阻的阻值相乘，得到第二項(xiàng)；將所述第一反饋電阻的阻值和所述源電阻的阻值相乘，得到第三項(xiàng)；將所述第二反饋電阻的阻值和所述源電阻的阻值相乘，得到第四項(xiàng)；將所述次級(jí)線圈與所述初級(jí)線圈的匝數(shù)比與所述第一有源放大器的電壓增益系數(shù)以及所述第一反饋電阻的阻值的乘積、所述第一反饋電阻的阻值、所述第二反饋電阻的阻值6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述反饋模塊包括第一反饋電阻、第二反饋電阻和第二有源放大器；3其中，所述第一反饋電阻的第一端與所述初級(jí)線圈的第二端和所述第二反饋電阻的第一端電連接，所述第一反饋電阻的第二端接地；所述第二反饋電阻的第二端與所述第二有源放大器的輸出端電連接；所述第二有源放大器的兩個(gè)輸入端分別與所述次級(jí)線圈的兩端電連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述第二反饋電阻的阻值是根據(jù)所述次級(jí)線圈與所述初級(jí)線圈的匝數(shù)比、源電阻的阻值、所述第二有源放大器的電壓增益系數(shù)確定的，其中，所述源電阻為所述磁流體角振動(dòng)傳感器包括的傳感器敏感元件的等效電阻。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述第一反饋電阻的阻值是根據(jù)所述次級(jí)線圈與所述初級(jí)線圈的匝數(shù)比以及所述源電阻的阻值配置的。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益的第二目標(biāo)傳遞函數(shù)是根據(jù)如下操作得到的：將所述第一反饋電阻的阻值和所述第二反饋電阻的阻值相加后，依次與所述初級(jí)線圈的電感值、所述次級(jí)線圈與所述初級(jí)線圈的匝數(shù)比、所述第一有源放大器的電壓增益系數(shù)將所述第一反饋電阻的阻值和所述第二反饋電阻的阻值相乘，得到第二項(xiàng)；將所述第一反饋電阻的阻值和所述源電阻的阻值相乘，得到第三項(xiàng)；將所述第二反饋電阻的阻值和所述源電阻的阻值相乘，得到第四項(xiàng)；將所述次級(jí)線圈與所述初級(jí)線圈的匝數(shù)比與所述第二有源放大器的電壓增益系數(shù)以及所述第一反饋電阻的阻值的乘積、所述第一反饋電阻的阻值、所述第二反饋電阻的阻值10.根據(jù)權(quán)利要求4或8所述的有源式噪聲匹配變壓器，其特征在于，所述次級(jí)線圈的匝數(shù)是目標(biāo)匝數(shù)的整數(shù)倍。4有源式噪聲匹配變壓器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及變壓器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種有源式噪聲匹配變壓器。背景技術(shù)[0002]磁流體角振動(dòng)傳感器屬于高頻角振動(dòng)傳感器，具有高靈敏度、寬工作范圍、低噪聲和小體積等特點(diǎn)。磁流體角振動(dòng)傳感器基于導(dǎo)電流體動(dòng)力學(xué)原理，當(dāng)外界輸入振動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)角振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)。[0003]磁流體角振動(dòng)傳感器檢測(cè)的角振動(dòng)信號(hào)微弱，通過在傳感器的敏感元件和有源放大器之間加入噪聲匹配變壓器組成噪聲匹配網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于高頻角振動(dòng)信號(hào)的提取。[0004]但在實(shí)際應(yīng)用中，噪聲匹配變壓器在低頻段，例如，小于5Hz的頻段，存在諧波失真，具體表現(xiàn)為輸出不對(duì)稱，波形發(fā)生畸變等，使得磁流體角振動(dòng)傳感器在低頻段的工作效發(fā)明內(nèi)容[0005]鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種有源式噪聲匹配變壓器。[0006]本發(fā)明提供的有源式噪聲匹配變壓器，包括：初級(jí)線圈、反饋模塊、次級(jí)線圈和第一有源放大器；其中，上述初級(jí)線圈的第一端與磁流體角振動(dòng)傳感器的輸出端電連接，上述初級(jí)線圈的第二端與上述反饋模塊的第一端電連接，上述初級(jí)線圈與上述次級(jí)線圈電磁耦合；上述次級(jí)線圈的兩端分別與上述第一有源放大器兩個(gè)輸入端電連接；上述反饋模塊的第二端接收上述次級(jí)線圈所在的次級(jí)側(cè)回路的輸出信號(hào)，上述反饋模塊的第三端接地；其中，上述次級(jí)線圈的匝數(shù)和上述反饋模塊的等效阻值被配置為在有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益與目標(biāo)電壓增益相等的情況下，使上述初級(jí)線圈所在初級(jí)側(cè)回路的等效輸入阻抗為目標(biāo)阻抗，其中，上述目標(biāo)電壓增益為上述有源式噪聲匹配變壓器不包括反饋模塊時(shí)的系統(tǒng)電壓增益，上述目標(biāo)電壓增益是在上述初級(jí)線圈、上述次級(jí)線圈和上述磁流體角振動(dòng)傳感器所在回路的等效輸出電阻與上述第一有源放大器的最優(yōu)源電阻相等的情況下計(jì)算得到的，上述第一有源放大器的最優(yōu)源電阻是根據(jù)上述第一有源放大器的等效輸入電壓的功率譜密度和上述第一有源放大器的等效輸入電流的功率譜密度計(jì)算得到的。[0007]例如，上述反饋模塊包括第一反饋電阻和第二反饋電阻；其中，上述第一反饋電阻的第一端與上述初級(jí)線圈的第二端和上述第二反饋電阻的第一端電連接，上述第一反饋電阻的第二端接地；上述第二反饋電阻的第二端與上述第一有源放大器的輸出端電連接。[0008]例如，上述第二反饋電阻的阻值是根據(jù)上述次級(jí)線圈與上述初級(jí)線圈的匝數(shù)比、源電阻的阻值和上述第一有源放大器的電壓增益系數(shù)配置的，其中，上述源電阻為上述磁流體角振動(dòng)傳感器包括的傳感器敏感元件的等效電阻。[0009]例如，上述第一反饋電阻的阻值是根據(jù)上述次級(jí)線圈與上述初級(jí)線圈的匝數(shù)比以及上述源電阻的阻值配置的。[0010]例如，上述有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益的第一目標(biāo)傳遞函數(shù)是根據(jù)如5下操作得到的：將上述第一反饋電阻的阻值和上述第二反饋電阻的阻值相加后，依次與上述初級(jí)線圈的電感值、上述次級(jí)線圈與上述初級(jí)線圈的匝數(shù)比、上述第一有源放大器的電壓增益系數(shù)相乘，得到第一項(xiàng)；將上述第一反饋電阻的阻值和上述第二反饋電阻的阻值相乘，得到第二項(xiàng)；將上述第一反饋電阻的阻值和上述源電阻的阻值相乘，得到第三項(xiàng)；將上述第二反饋電阻的阻值和上述源電阻的阻值相乘，得到第四項(xiàng)；將上述次級(jí)線圈與上述初級(jí)線圈的匝數(shù)比與上述第一有源放大器的電壓增益系數(shù)以及上述第一反饋電阻的阻值的乘積、上述第一反饋電阻的阻值、上述第二反饋電阻的阻值相加后，與上述初級(jí)線圈的電感[0011]例如，上述反饋模塊包括第一反饋電阻、第二反饋電阻和第二有源放大器；其中，上述第一反饋電阻的第一端與上述初級(jí)線圈的第二端和上述第二反饋電阻的第一端電連接，上述第一反饋電阻的第二端接地；上述第二反饋電阻的第二端與上述第二有源放大器的輸出端電連接；上述第二有源放大器的兩個(gè)輸入端分別與上述次級(jí)線圈的兩端電連接。[0012]例如，上述第二反饋電阻的阻值是根據(jù)上述次級(jí)線圈與上述初級(jí)線圈的匝數(shù)比、源電阻的阻值、上述第二有源放大器的電壓增益系數(shù)確定的，其中，上述源電阻為上述磁流體角振動(dòng)傳感器包括的傳感器敏感元件的等效電阻。[0013]例如，上述第一反饋電阻的阻值是根據(jù)上述次級(jí)線圈與上述初級(jí)線圈的匝數(shù)比以及上述源電阻的阻值配置的。[0014]例如，上述有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益的第二目標(biāo)傳遞函數(shù)是根據(jù)如下操作得到的：將上述第一反饋電阻的阻值和上述第二反饋電阻的阻值相加后，依次與上述初級(jí)線圈的電感值、上述次級(jí)線圈與上述初級(jí)線圈的匝數(shù)比、上述第一有源放大器的電壓增益系數(shù)相乘，得到第一項(xiàng)；將上述第一反饋電阻的阻值和上述第二反饋電阻的阻值相乘，得到第二項(xiàng)；將上述第一反饋電阻的阻值和上述源電阻的阻值相乘，得到第三項(xiàng)；將上述第二反饋電阻的阻值和上述源電阻的阻值相乘，得到第四項(xiàng)；將上述次級(jí)線圈與上述初級(jí)線圈的匝數(shù)比與上述第二有源放大器的電壓增益系數(shù)以及上述第一反饋電阻的阻值的乘積、上述第一反饋電阻的阻值、上述第二反饋電阻的阻值相加后，與上述初級(jí)線圈的電感二目標(biāo)傳遞函數(shù)。[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的有源式噪聲匹配變壓器，通過將初級(jí)線圈的第一端與磁流體角振動(dòng)傳感器的輸出端電連接，初級(jí)線圈的第二端與反饋模塊的第一端電連接，初級(jí)線圈與次級(jí)線圈電磁耦合，次級(jí)線圈的兩端分別與第一有源放大器兩個(gè)輸入端電連接，反饋模塊的第二端接收次級(jí)線圈所在的次級(jí)側(cè)回路的輸出信號(hào)，反饋模塊的第三端接地的技術(shù)手段，使得次級(jí)線圈的匝數(shù)和反饋模塊的等效阻值能夠在有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益與目標(biāo)電壓增益相等的情況下，使初級(jí)線圈所在初級(jí)側(cè)回路的等效輸入阻抗為目標(biāo)阻抗。進(jìn)而能夠通過調(diào)節(jié)次級(jí)線圈的匝數(shù)和反饋模塊的等效阻值，實(shí)現(xiàn)保持系統(tǒng)電壓增益不變的情況下，使初級(jí)側(cè)回路的等效輸入阻抗增大，對(duì)應(yīng)初級(jí)側(cè)回路的電流得到減小，以防止磁芯飽和，進(jìn)而解決其在低頻段存在諧波失真問題，提高磁流體角振動(dòng)傳感器在低頻段的工作效率及性能。6[0017]同時(shí)，由于目標(biāo)電壓增益為有源式噪聲匹配變壓器不包括反饋模塊時(shí)的系統(tǒng)電壓增益，目標(biāo)電壓增益是在初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和磁流體角振動(dòng)傳感器所在回路的等效輸出電阻與第一有源放大器的最優(yōu)源電阻相等的情況下計(jì)算得到的，第一有源放大器的最優(yōu)源電阻是根據(jù)第一有源放大器的等效輸入電壓的功率譜密度和第一有源放大器的等效輸入電流的功率譜密度計(jì)算得到的，對(duì)應(yīng)于目標(biāo)電壓增益的第一有源放大器工作在最優(yōu)噪聲系數(shù)狀態(tài)，即噪聲匹配狀態(tài)，第一有源放大器輸出的輸出信號(hào)受噪聲電壓影響小，第一有源放大器輸出的輸出信號(hào)較準(zhǔn)確。在調(diào)節(jié)次級(jí)線圈的匝數(shù)和反饋模塊的等效阻值，同時(shí)保持有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益與目標(biāo)電壓增益相等的情況下，能夠使第一有源放大器輸出的輸出信號(hào)受噪聲電壓影響小，第一有源放大器輸出的輸出信號(hào)較準(zhǔn)確，輸出信號(hào)的信號(hào)范圍不變，同時(shí)使對(duì)應(yīng)初級(jí)側(cè)回路的電流得到減小，以防止磁芯飽和。附圖說明[0018]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述內(nèi)容以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚。[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有源式噪聲匹配變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的有源式噪聲匹配變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的有源式噪聲匹配變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式[0022]以下，將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。在下面的詳細(xì)描述中，為便于解釋，闡述了許多具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的全面理解。然而，明顯地，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可以被實(shí)施。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。[0023]在此使用的術(shù)語僅僅是為了描述具體實(shí)施例，而并非意在限制本發(fā)明。在此使用[0024]在此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的含義，除非另外定義。應(yīng)注意，這里使用的術(shù)語應(yīng)解釋為具有與本說明書的上下文相一致的含義，而不應(yīng)以理想化或過于刻板的方式來解釋。領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，“具有A、B和C中至少一個(gè)的系統(tǒng)”[0026]相關(guān)技術(shù)通過在傳感器的敏感元件和有源放大器之間加入噪聲匹配變壓器組成噪聲匹配網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于高頻角振動(dòng)信號(hào)的提取。但在實(shí)際應(yīng)用中，噪聲匹配變壓器在低頻生諧波失真的原因是噪聲匹配變壓器的初級(jí)回路側(cè)在低頻段的輸入阻抗值小，導(dǎo)致初級(jí)回路電流大，進(jìn)而造成噪聲匹配變壓器的磁芯飽和，引起噪聲匹配變壓器的非線性特性。在飽7和狀態(tài)下，輸出信號(hào)波形出現(xiàn)畸變，會(huì)變得尖銳或不規(guī)則，這些不規(guī)則成分會(huì)表現(xiàn)為諧波。些諧波會(huì)導(dǎo)致電路中其他器件的額外負(fù)擔(dān)，同時(shí)影響傳感器的正常運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)間在飽和狀態(tài)下運(yùn)行還可能會(huì)引發(fā)傳感器損壞和系統(tǒng)測(cè)試效率下降。因此，解決這種有源式噪聲匹配變壓器在低頻域存在諧波失真問題，改善傳感器在低頻域的工作效率，對(duì)于提高傳感器的性能顯得尤為重要。[0027]現(xiàn)有解決磁芯飽和的技術(shù)方案有增加氣隙和選擇適當(dāng)?shù)拇判静牧?。通過在磁芯中引入氣隙來增加磁通路徑的總長(zhǎng)度，延緩飽和現(xiàn)象，但因此會(huì)大幅降低磁芯的磁導(dǎo)率，導(dǎo)致噪聲匹配變壓器繞組的電感量下降，仍有可能引起輸出信號(hào)非線性失真。另一種方案是選擇具有較高飽和磁通密度的磁芯材料，可以增加噪聲匹配變壓器的工作范圍，但本發(fā)明所提及的傳感器磁芯為高磁導(dǎo)率的軟磁材料，尚沒有找到可以替代的磁芯材料。[0028]有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種有源式噪聲匹配變壓器，可以應(yīng)用于變壓器領(lǐng)域。本發(fā)明從電路設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮，通過改變電路結(jié)構(gòu)，以降低噪聲匹配變壓器初級(jí)側(cè)電流，避免變壓器磁芯在低頻域段出現(xiàn)飽和，避免出[0029]本發(fā)明提供的適用于磁流體角振動(dòng)傳感器的有源式噪聲匹配變壓器，針對(duì)磁流體角振動(dòng)傳感器在低頻段存在諧波失真的技術(shù)缺陷提出了基于電路拓?fù)鋬?yōu)化的改進(jìn)方案。有源式噪聲匹配變壓器由噪聲匹配變壓器與有源放大器構(gòu)成，其核心創(chuàng)新在于：通過優(yōu)化噪聲匹配變壓器兩側(cè)繞組匝數(shù)配比構(gòu)建電流衰減通道，同時(shí)引入反饋電阻網(wǎng)絡(luò)形成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償回路。本發(fā)明在維持系統(tǒng)電壓增益恒定的前提下，通過調(diào)整次級(jí)線圈的匝數(shù)和反饋模塊的等效阻值，實(shí)現(xiàn)調(diào)整初級(jí)側(cè)等效輸入阻抗，有效降低初級(jí)側(cè)輸入電流，從根本上解決因噪聲匹配變壓器磁芯飽和導(dǎo)致的輸出波形畸變問題。其中，噪聲匹配變壓器包括初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有源式噪聲匹配變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。線圈130和第一有源放大器140。[0032]初級(jí)線圈110的第一端可以與磁流體角振動(dòng)傳感器101的輸出端電連接。初級(jí)線圈110的第二端可以與反饋模塊120的第一端電連接。初級(jí)線圈110可以與次級(jí)線圈130電磁耦合。[0033]次級(jí)線圈130的兩端可以分別與第一有源放大器140兩個(gè)輸入端電連接。反饋模塊120的第二端可以接收次級(jí)線圈130所在的次級(jí)側(cè)回路的輸出信號(hào)。反饋模塊120的第三端可以接地。[0034]例如，反饋模塊120的第二端可以接收次級(jí)線圈130所在的次級(jí)側(cè)回路中第一有源放大器140輸出的輸出信號(hào)。或者，反饋模塊120的第二端可以接收次級(jí)線圈130輸出的輸出信號(hào)。[0035]次級(jí)線圈130的匝數(shù)和反饋模塊120的等效阻值被配置為在有源式噪聲匹配變壓器100的系統(tǒng)電壓增益與目標(biāo)電壓增益相等的情況下，使初級(jí)線圈110所在初級(jí)側(cè)回路的等效輸入阻抗為目標(biāo)阻抗。其中，目標(biāo)電壓增益為有源式噪聲匹配變壓器100不包括反饋模塊時(shí)的系統(tǒng)電壓增益，目標(biāo)電壓增益是在初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和磁流體角振動(dòng)傳感器所在回路的等效輸出電阻與第一有源放大器的最優(yōu)源電阻相等的情況下計(jì)算得到的，第一有源放8大器的最優(yōu)源電阻是根據(jù)第一有源放大器的等效輸入電壓的功率譜密度和第一有源放大器的等效輸入電流的功率譜密度計(jì)算得到的。此時(shí)的有源式噪聲匹配變壓器的次級(jí)側(cè)的等效輸出電阻與第一有源放大器140的最優(yōu)源電阻相等。[0036]在圖1中，磁流體角振動(dòng)傳感器101的敏感元件1011經(jīng)過有源式噪聲匹配變壓器100的兩級(jí)放大后輸出信號(hào)。磁流體角振動(dòng)傳感器101的敏感元件1011的等效電阻為源電阻[0037]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的有源式噪聲匹配變壓器，通過將初級(jí)線圈的第一端與磁流體角振動(dòng)傳感器的輸出端電連接，初級(jí)線圈的第二端與反饋模塊的第一端電連接，初級(jí)線圈與次級(jí)線圈電磁耦合，次級(jí)線圈的兩端分別與第一有源放大器兩個(gè)輸入端電連接，反饋模塊的第二端接收次級(jí)線圈所在的次級(jí)側(cè)回路的輸出信號(hào)，反饋模塊的第三端接地的技術(shù)手段，使得次級(jí)線圈的匝數(shù)和反饋模塊的等效阻值能夠在有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益與目標(biāo)電壓增益相等的情況下，使初級(jí)線圈所在初級(jí)側(cè)回路的等效輸入阻抗為目標(biāo)阻抗。進(jìn)而能夠通過調(diào)節(jié)次級(jí)線圈的匝數(shù)和反饋模塊的等效阻值，實(shí)現(xiàn)保持系統(tǒng)電壓增益不變的情況下，使初級(jí)側(cè)回路的等效輸入阻抗增大，對(duì)應(yīng)初級(jí)側(cè)回路的電流得到減小，以防止磁芯飽和，進(jìn)而解決其在低頻段存在諧波失真問題，提高磁流體角振動(dòng)傳感器在低頻段的工作效率及性能。[0038]同時(shí)，由于目標(biāo)電壓增益為有源式噪聲匹配變壓器不包括反饋模塊時(shí)的系統(tǒng)電壓增益，目標(biāo)電壓增益是在初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和磁流體角振動(dòng)傳感器所在回路的等效輸出電阻與第一有源放大器的最優(yōu)源電阻相等的情況下計(jì)算得到的，第一有源放大器的最優(yōu)源電阻是根據(jù)第一有源放大器的等效輸入電壓的功率譜密度和第一有源放大器的等效輸入電流的功率譜密度計(jì)算得到的，對(duì)應(yīng)于目標(biāo)電壓增益的第一有源放大器工作在最優(yōu)噪聲系數(shù)狀態(tài)，即噪聲匹配狀態(tài)，第一有源放大器輸出的輸出信號(hào)受噪聲電壓影響小，第一有源放大器輸出的輸出信號(hào)較準(zhǔn)確。在調(diào)節(jié)次級(jí)線圈的匝數(shù)和反饋模塊的等效阻值，同時(shí)保持有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益與目標(biāo)電壓增益相等的情況下，能夠使第一有源放大器輸出的輸出信號(hào)受噪聲電壓影響小，第一有源放大器輸出的輸出信號(hào)較準(zhǔn)確，輸出信號(hào)的信號(hào)范圍不變，同時(shí)使對(duì)應(yīng)初級(jí)側(cè)回路的電流得到減小，以防止磁芯飽和。[0039]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的有源式噪聲匹配變壓器，能夠在向有源式噪聲匹配變壓器輸入相同角振動(dòng)信號(hào)，且不改變初級(jí)線圈中的繞組匝數(shù)的情況下，改變次級(jí)線圈中的繞組匝數(shù)，同時(shí)增加反饋模塊，實(shí)現(xiàn)保持系統(tǒng)電壓增益不變的情況下，使初級(jí)側(cè)等效輸入阻抗增大，對(duì)應(yīng)初級(jí)側(cè)電流得到減小，通過基于有源式噪聲匹配變壓器的電路特征，通過調(diào)整電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)降低噪聲匹配變壓器的初級(jí)側(cè)電流，以防止磁芯飽和，進(jìn)而解決其在低頻段存在諧波失真問題。[0040]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過在磁流體角振動(dòng)傳感器的敏感元件和第一有源放大器之間加入噪聲匹配變壓器組成噪聲匹配網(wǎng)絡(luò)，使第一有源放大器的最優(yōu)源電阻盡可能接近敏感元件的源電阻，能夠達(dá)到最小噪聲系數(shù)和兩級(jí)信號(hào)放大操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)于高頻角振動(dòng)信號(hào)的提取。[0041]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的有源式噪聲匹配變壓器，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，所需成本低，相比于選擇其他磁芯材料和結(jié)構(gòu)，具有明顯優(yōu)勢(shì)。[0042]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磁流體角振動(dòng)傳感器101的敏感元件1011等效電壓噪聲可9源放大器140的等效輸入電壓的功率譜密度(PowerSpectralDensity,PSD)可以表示為Sen,第一有源放大器140的等效輸入電流的PSD可以表示為Sin。第一有源放大器140的最源放大器140的最優(yōu)源電阻Rs-opt與源電阻R?相等時(shí)器100中的反饋模塊120去除，有源式噪聲匹配變壓器100不包括反饋模塊120,將初級(jí)線圈回路的等效輸出電阻按匝數(shù)比的平方倍增加，使得初級(jí)線圈110、次級(jí)線圈130和的匝數(shù)比為n?,n?等于對(duì)應(yīng)最小噪聲系數(shù)的變壓器的最優(yōu)匝數(shù)比，[0047]第一反饋電阻R?的第一端與初級(jí)線圈110的第二端和第二反饋電阻R的第一端電級(jí)側(cè)回路的等效輸入電流，j為虛數(shù)單位，w為交變電流的頻率。[0051]在反饋模塊和初級(jí)線圈所在初級(jí)側(cè)回路的節(jié)點(diǎn)處應(yīng)用基爾霍夫電流定律，初級(jí)線圈所在初級(jí)側(cè)回路的等效輸入電流Iin滿足公式(2)。大器的輸出電壓。[0054]有源式噪聲匹配變壓器100的前向通路的電壓方程如公式(3)所示。[0056]其中，RT’為跨阻增益，RT'=jwL?*n?*K1,的輸出電壓和初級(jí)側(cè)回路的等效輸入電流之間的關(guān)系，n?為次級(jí)線圈與初級(jí)線圈的匝數(shù)[0057]根據(jù)公式(2),可得公式(4)所示的第一反饋電阻兩端的電壓V*。[0059]將公式(4)代入公式(1)得公式(5)。[0061]由公式(5)可得公式(6)所示的等效輸入阻抗Rin'。[0063]由公式(3)和公式(5)可得公式(7)所示的系統(tǒng)電壓增益。[0065]根據(jù)公式(7)可得公式(8)所示的有源式噪聲匹配變壓器的系統(tǒng)電壓增益的第一[0068]根據(jù)公式(8)可知，圖1所示的有源式噪聲匹配變壓器100的系統(tǒng)電壓增益的第一目標(biāo)傳遞函數(shù)G?(s)是根據(jù)如下操作得到的：將第一反饋電阻R的阻值RG′和第二反饋電阻R?的阻值RF'相加后，依次與初級(jí)線圈110的電感值L?、次級(jí)線圈130與初級(jí)線圈110的匝數(shù)比n?、第一有源放大器140的電壓增益系數(shù)K?相乘，得到第一項(xiàng)。將第一反饋電阻R?的阻值Rg′和第二反饋電阻R,的阻值RF'相乘，得到第二項(xiàng)。將第一反饋電阻R的阻值RG'和源電阻R?的阻值Rs'相乘，得到第三項(xiàng)。將第二反饋電阻R的阻值RF′和源電阻R?的阻值R?'相乘，得到第四項(xiàng)。將次級(jí)線圈130與初級(jí)線圈110的匝數(shù)比n?與第一有源放大器140的電壓增益系數(shù)K?以及第一反饋電阻R?的阻值RG'的乘積、第一反饋電阻R?的阻值RG'、第二反饋電[0070]在將有源式噪聲匹配變壓器100中的反饋模塊120去除，將初級(jí)線圈110的第二端接地的情況下，系統(tǒng)電壓增益的傳遞函數(shù)G?(s)如公式(9)所示。[0072]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，保持噪聲匹配變壓器初級(jí)繞組匝數(shù)(即初級(jí)線圈的繞組匝數(shù))不變，通過改變?cè)肼暺ヅ渥儔浩鞔渭?jí)繞組匝數(shù)(即次級(jí)線圈的繞組匝數(shù)),可以改變繞組匝數(shù)比。對(duì)公式(8)和公式(9)進(jìn)行零極點(diǎn)匹配，使有源式噪聲匹配變壓器中的反饋模塊去除時(shí)的傳遞函數(shù)系數(shù)與有源式噪聲匹配變壓器包括反饋模塊的傳遞函數(shù)系數(shù)相同，對(duì)應(yīng)零極點(diǎn)相同。[0073]在有源式噪聲匹配變壓器的磁芯不變，初級(jí)繞組同為1匝不變