一種磁阻混頻器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種磁阻混頻器，包括螺旋線圈、橋式磁阻傳感器以及磁屏蔽層，螺旋線圈位于橋式磁阻傳感器和磁屏蔽層之間。組成橋式磁阻傳感器的四個(gè)隧道磁阻傳感器單元各包含N個(gè)陣列式磁隧道結(jié)行，磁隧道結(jié)行之間以串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)混合連接成兩端口結(jié)構(gòu)。四個(gè)磁阻傳感器單元分別位于螺旋線圈具有相反電流方向的兩個(gè)區(qū)域內(nèi)，磁隧道結(jié)敏感軸垂直于電流方向，且在這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)磁阻傳感器單元敏感軸向磁場(chǎng)分布特征相反，單個(gè)區(qū)域內(nèi)分布特征相同。第一頻率信號(hào)通過(guò)螺旋線圈兩端輸入，第二頻率信號(hào)通過(guò)橋式磁阻傳感器電源-地兩端輸入，混頻信號(hào)通過(guò)橋式磁阻傳感器信號(hào)輸出端輸出。該磁阻混頻器具有線性好、輸入信號(hào)相互隔離，低功耗的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種磁阻混頻器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及磁傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種磁阻混頻器。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]混頻器指將頻率為fI的信號(hào)源與頻率為f2的信號(hào)源轉(zhuǎn)變成具有fl+f2和fl_f2特征頻率輸出信號(hào)的電子器件。通過(guò)混頻器，可以使得信號(hào)源頻率移動(dòng)到高頻或低頻位置，從而方便進(jìn)行信號(hào)處理。例如通過(guò)混頻技術(shù)將信號(hào)頻率發(fā)生移動(dòng)，從而使其同噪音信號(hào)分離開(kāi)來(lái)，進(jìn)而通過(guò)濾波技術(shù)可以將噪音過(guò)濾掉，再通過(guò)混頻技術(shù)使得信號(hào)頻率恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值，從而可以實(shí)現(xiàn)噪音信號(hào)的處理。因此，混頻技術(shù)在信號(hào)處理電路技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。 [0004]目前使用的混頻器包括無(wú)源和有源兩種類(lèi)型。無(wú)源混頻器采用一個(gè)或多個(gè)二極管，利用二極管電流-電壓特征曲線的非線性段近似具有二次方特征來(lái)實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，操作時(shí)將兩個(gè)輸入信號(hào)之和作用于二極管，則進(jìn)一步將二極管輸出電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)即可以得到包含兩個(gè)信號(hào)乘積的輸出項(xiàng)。
[0005]有源混頻器采用乘法器(例如晶體管或真空管)增加乘積信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)將輸入頻率信號(hào)和本振頻率進(jìn)行混頻，從而可以得到包含兩個(gè)頻率的加法和減法的信號(hào)輸出頻率，有源混頻器提高了兩個(gè)輸入端的隔離程度，但可能具有更高噪音，并且其功耗也更大。
[0006]以上混頻器存在如下問(wèn)題:
[0007]I) 二極管混頻器采用近似處理方法，輸出信號(hào)除了包含所需頻率之外，還存在著其他頻率，而且其信號(hào)強(qiáng)度還比較大，需要后續(xù)采用濾波器等技術(shù)來(lái)分離噪音，才能得到所
需?目號(hào)。
[0008]2)有源混頻器采用本振實(shí)現(xiàn)頻率混合，輸出信號(hào)包含多種其他頻率，同樣需要采用濾波器進(jìn)行分離，而且需要使用乘法器以及本振等器件，增加了電路的復(fù)雜程度和功耗。
[0009]3)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的隔離，二者之間會(huì)產(chǎn)生相互影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決以上存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種磁阻混頻器，利用磁阻傳感器的電阻隨外磁場(chǎng)變化具有良好線性關(guān)系的特點(diǎn)，將其中一種流過(guò)螺旋線圈的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)變成磁場(chǎng)信號(hào)，另外一種頻率信號(hào)轉(zhuǎn)變成電源信號(hào)作用于磁阻傳感器，則磁阻傳感器的輸出信號(hào)即為兩種頻率信號(hào)的乘法運(yùn)算信號(hào)，所得信號(hào)的頻率為其之和或之差，而沒(méi)有其他多余的信號(hào)，從而不需要濾波器等其他元件；由于螺旋線圈和磁阻傳感器之間采用磁場(chǎng)耦合，從而實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)之間以及輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的有效隔離；此外，磁阻傳感器還具有低功耗特點(diǎn)，并具有高的磁場(chǎng)靈敏度，因此磁場(chǎng)敏感電流不需要太大，而且輸出信號(hào)較大，這些保證了低功耗和低噪音。
[0011]本實(shí)用新型提出的用于對(duì)輸入的第一頻率信號(hào)源和第二頻率信號(hào)源進(jìn)行混頻得到混頻信號(hào)的磁阻混頻器包括:
[0012]螺旋線圈、橋式磁阻傳感器以及磁屏蔽層，所述的螺旋線圈位于所述的磁屏蔽層和所述的橋式磁阻傳感器之間；所述的橋式磁阻傳感器包括四個(gè)構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)的磁阻傳感器單元，兩兩一組分別位于所述的螺旋線圈上方或下方具有相反電流方向的兩個(gè)區(qū)域內(nèi)；每個(gè)磁阻傳感器單元包含N個(gè)陣列式磁隧道結(jié)行，每個(gè)陣列式磁隧道結(jié)行由M個(gè)磁隧道結(jié)構(gòu)成，M、N均為正整數(shù)，且各所述的陣列式隧道結(jié)行之間以串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)混合連接成兩端口結(jié)構(gòu)，且所述的磁隧道結(jié)的敏感軸垂直于其所在的所述的區(qū)域內(nèi)所述的螺旋線圈中的電流方向；在兩個(gè)所述的區(qū)域內(nèi)，所述的磁阻傳感器單元中的磁隧道結(jié)的敏感軸向磁場(chǎng)分布特征相反，而在單個(gè)所述的區(qū)域內(nèi)，所述的磁阻傳感器單元中的磁隧道結(jié)的敏感軸向磁場(chǎng)分布特征相同；所述的第一頻率信號(hào)源通過(guò)所述的螺旋線圈輸入，從而使所述的第一頻率信號(hào)源轉(zhuǎn)變成與所述的磁隧道結(jié)敏感軸向磁場(chǎng)具有相同頻率的磁場(chǎng)信號(hào)并作用于所述的磁隧道結(jié)，使得所述的磁阻傳感器單元的電阻發(fā)生變化，所述的第二頻率信號(hào)源通過(guò)所述的橋式磁阻傳感器的電源-地端口輸入，使得所述的磁阻傳感器單元兩端的電壓發(fā)生變化，所述的混頻信號(hào)通過(guò)所述的橋式磁阻傳感器的信號(hào)輸出端輸出，其輸出的混頻信號(hào)的頻率為所述的第一頻率信號(hào)源和所述的第二頻率信號(hào)源的頻率之和或之差。
[0013]優(yōu)選地，四個(gè)所述的磁阻傳感器單元具有相同的電阻-磁場(chǎng)特征。
[0014]優(yōu)選地，位于兩個(gè)所述的區(qū)域內(nèi)的所述的磁阻傳感器單元具有相同的磁隧道結(jié)連接結(jié)構(gòu)，且相位相反。
[0015]優(yōu)選地，在所述的第一頻率信號(hào)源通過(guò)所述的螺旋線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)范圍內(nèi)，所述的磁阻傳感器單元中的磁隧道結(jié)的電阻與外磁場(chǎng)之間為線性特征關(guān)系。
[0016]優(yōu)選地，位于所述的螺旋線圈上方或下方的單個(gè)磁阻傳感器單元內(nèi)的所述的陣列式磁隧道結(jié)行的敏感軸向磁場(chǎng)具有均勻或非均勻磁場(chǎng)分布特征。
[0017]優(yōu)選地，位于所述的螺旋線圈上方或下方的所述的區(qū)域內(nèi)的所述的磁阻傳感器單元中的陣列式磁隧道結(jié)行垂直或平行于該區(qū)域內(nèi)的所述的螺旋線圈中的電流方向。
[0018]優(yōu)選地，所述的第一頻率信號(hào)源通過(guò)有源或無(wú)源方式與所述的螺旋線圈相連。
[0019]優(yōu)選地，所述的第二頻率信號(hào)源通過(guò)無(wú)源或有源方式與所述的橋式磁阻傳感器的電壓-地端口相連。
[0020]優(yōu)選地，所述的混頻信號(hào)通過(guò)無(wú)源或有源方式由橋式磁阻傳感器的信號(hào)輸出端輸出。
[0021]優(yōu)選地，所述的螺旋線圈由銅、金或銀這種高導(dǎo)電率金屬材料制成。
[0022]優(yōu)選地，所述的磁屏蔽層的組成材料為選自高磁導(dǎo)率鐵磁合金NiFe、CoFeSiB,CoZrNb、CoFeB、FeSiB 或 FeSiBNbCu 中的一種。
[0023]優(yōu)選地，所述的螺旋線圈厚度為l-20um，寬度為5_40um，相鄰兩個(gè)單線圈之間的間距為IO-1OOum0
[0024]優(yōu)選地，所述的磁屏蔽層厚度為l-20um。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0026]圖1為本實(shí)用新型的磁阻混頻器的截面圖。
[0027]圖2為本實(shí)用新型的磁阻混頻器的俯視圖。
[0028]圖3為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中的橋式磁阻傳感器的示意圖。
[0029]圖4為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中的螺旋線圈-磁屏蔽層中的磁場(chǎng)分布圖。
[0030]圖5為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中的螺旋線圈在有無(wú)磁屏蔽層時(shí)垂直于電流方向磁場(chǎng)分量分布圖。
[0031]圖6為本實(shí)用新型的磁阻混頻器的磁屏蔽層對(duì)平行外磁場(chǎng)衰減模型。
[0032]圖7為本實(shí)用新型的磁阻混頻器在空氣屏蔽層(即無(wú)屏蔽層)情況下的磁場(chǎng)分布曲線。
[0033]圖8為本實(shí)用新型的磁阻混頻器在有磁屏蔽層情況下的磁場(chǎng)分布曲線。
[0034]圖9為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中的磁隧道結(jié)的磁阻-外磁場(chǎng)特征曲線圖。
[0035]圖10為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中串聯(lián)N行磁隧道結(jié)構(gòu)成的磁阻傳感器單元的示意圖。
[0036]圖11為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中并聯(lián)N行磁隧道結(jié)構(gòu)成的磁阻傳感器單元的示意圖。
[0037]圖12為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中混合串并聯(lián)N行磁隧道結(jié)構(gòu)成的磁阻傳感器單元的示意圖。
[0038]圖13為本實(shí)用新型的磁阻混頻器的工作原理圖。
[0039]圖14為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中均勻磁場(chǎng)區(qū)域磁阻傳感器單元與螺旋線圈位置排布圖。
[0040]圖15為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中磁場(chǎng)區(qū)域磁阻傳感器單元與螺旋線圈平行位置排布圖。
[0041]圖16為本實(shí)用新型的磁阻混頻器中磁場(chǎng)區(qū)域磁阻傳感器單元與螺旋線圈垂直位置排布圖。
[0042]圖17為本實(shí)用新型的磁阻混頻器采用無(wú)源線圈信號(hào)、無(wú)源電源信號(hào)、無(wú)源輸出信號(hào)時(shí)混頻器的信號(hào)處理電路圖。
[0043]圖18為本實(shí)用新型的磁阻混頻器采用有源線圈信號(hào)、有源電源信號(hào)、無(wú)源輸出信號(hào)時(shí)混頻器的信號(hào)處理電路圖。
[0044]圖19為本實(shí)用新型的磁阻混頻器采用有源線圈信號(hào)、有源電源信號(hào)、有源輸出信號(hào)時(shí)混頻器的信號(hào)處理電路圖。
[0045]圖20為本實(shí)用新型的磁阻混頻器采用無(wú)源線圈信號(hào)、無(wú)源電源信號(hào)、有源輸出信號(hào)時(shí)混頻器的信號(hào)處理電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0047]實(shí)施例一
[0048]圖1為磁阻混頻器的截面圖，其包括磁屏蔽層1、螺旋線圈2、橋式磁阻傳感器9，其中螺旋線圈2位于磁屏蔽層I和橋式磁阻傳感器9之間。本實(shí)施例中，依據(jù)圖1中所示的方向，橋式磁阻傳感器9位于螺旋線圈2的下方。當(dāng)然也可以采用橋式磁阻傳感器9位于螺旋線圈2的上方的方案。
[0049]螺旋線圈由高導(dǎo)電率金屬材料(例如銅、金或銀等)制成，其厚度為l-20um，寬度為5-40um,相鄰兩個(gè)單線圈之間的間距為10-100um。
[0050]磁屏蔽層由高磁導(dǎo)率鐵磁合金(例如NiFe、CoFeSiB, CoZrNb, CoFeB, FeSiB或FeSiBNbCu等)制成，其厚度為l_20um。
[0051]圖2為磁阻混頻器的俯視圖。橋式磁阻傳感器9如圖3所示，其包含四個(gè)構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)的磁阻傳感器單元R3、R6、R4和R5，兩兩一組分別位于螺旋線圈2表面具有反電流方向的兩個(gè)區(qū)域7和8內(nèi)，即位于同一半橋的磁阻傳感器單元R3和R4分別位于區(qū)域7和區(qū)域8中，而位于另一半橋的磁阻傳感器單元R5和R6分別位于區(qū)域8和區(qū)域7中。區(qū)域7中又分為包含磁阻傳感器單元R3的子區(qū)域3和包含磁阻傳感器單元R6的子區(qū)域6 ;區(qū)域8中分為包含磁阻傳感器單元R4的子區(qū)域4和包含磁阻傳感器單元R5的子區(qū)域5。橋式磁阻傳感器9要求四個(gè)磁阻傳感器單元R3、R6、R4和R5具有相同的電阻-外磁場(chǎng)特征，且在區(qū)域7和8內(nèi)，磁阻傳感器單元R3和R6與R4和R5的磁場(chǎng)分布特征相反，但在子區(qū)域3和6內(nèi)，磁阻傳感器單元R3和R6的磁場(chǎng)分布特征相同，同樣在子區(qū)域4和5內(nèi)，磁阻傳感器單元R4和R5的磁場(chǎng)分布特征也相同。
[0052]圖4為螺旋線圈2和磁屏蔽層I所產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布曲線圖，可以看出，螺旋線圈2所產(chǎn)生電磁場(chǎng)在經(jīng)過(guò)磁屏蔽層I之后，產(chǎn)生明顯磁力線集中現(xiàn)象，表明磁場(chǎng)得到增強(qiáng)。圖5為有磁屏蔽層I和無(wú)磁屏蔽層I這兩種條件下，螺旋線圈2表面放置橋式磁阻傳感器9的在區(qū)域7和8內(nèi)垂直于電流方向的磁場(chǎng)分量分布圖，從圖5中可以看出施加磁屏蔽層I后，其磁場(chǎng)強(qiáng)度得到顯著增強(qiáng)。此外，磁場(chǎng)在區(qū)域7和8內(nèi)具有反對(duì)稱(chēng)分布特征，且螺旋線圈2表面和螺旋線圈2的間隙處磁場(chǎng)方向相反，在靠近螺旋線圈2的對(duì)稱(chēng)中心和邊緣的區(qū)域10和11內(nèi)磁場(chǎng)為非均勻分布，而在中間區(qū)域12內(nèi)則具有均勻分布特征。
[0053]圖6為磁屏蔽層I對(duì)平行于平面內(nèi)外磁場(chǎng)的衰減率計(jì)算模型，在該模型中磁屏蔽層I和空氣層分別放置于赫姆霍茨線圈(圖中未示出)所產(chǎn)生的平行于磁屏蔽層I的磁場(chǎng)當(dāng)中。圖7為無(wú)磁屏蔽層I的情況下赫姆霍茨線圈在橋式磁阻傳感器9位置處所產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布圖，圖8為有磁屏蔽層I的情況下赫姆霍茨線圈在橋式傳感器9位置處所產(chǎn)生磁場(chǎng)分布圖，對(duì)比圖7和圖8可以看出，其磁場(chǎng)衰減率為1/9，表明磁屏蔽層I對(duì)外磁場(chǎng)具有良好屏蔽性。本實(shí)施例只為說(shuō)明有無(wú)屏蔽層對(duì)外磁場(chǎng)的影響，跟所采用的線圈無(wú)關(guān)，所以所得結(jié)論也同樣適用于本實(shí)用新型中的螺旋線圈2。圖9為組成磁阻傳感器單元R3、R4、R5和R6的磁隧道結(jié)的電阻-磁場(chǎng)特征曲線，在圖4所示螺旋線圈2所產(chǎn)生磁場(chǎng)工作區(qū)域內(nèi)，其為線性分布特征。
[0054]圖10-12為磁阻傳感器單元R3、R4、R5、R6結(jié)構(gòu)圖，每個(gè)磁阻傳感器單元包含N (N為正整數(shù))個(gè)陣列式磁隧道結(jié)行，每個(gè)陣列式磁隧道結(jié)行由M (M為正整數(shù))個(gè)磁隧道結(jié)構(gòu)成，各行陣列式磁隧道結(jié)行之間為串聯(lián)連接如圖11所示或并聯(lián)連接如圖12所示或者為串并聯(lián)混合連接如圖13所示。區(qū)域7和8中的磁阻傳感器單元具有相同的磁隧道結(jié)連接結(jié)構(gòu)，但相位相反，并且位于螺旋線圈上方或下方的單個(gè)磁阻傳感器單元內(nèi)的陣列式磁隧道結(jié)行的敏感軸向磁場(chǎng)具有均勻或非均勻磁場(chǎng)分布特征，且位于螺旋線圈上方或下方的單個(gè)磁阻傳感器單元內(nèi)的陣列式磁隧道結(jié)行垂直或平行于其所在區(qū)域7或8內(nèi)的螺旋線圈2中的電流方向。[0055]圖13為磁阻混頻器的工作原理圖，頻率為fl的第一頻率信號(hào)源通過(guò)螺旋線圈2輸入使得螺旋線圈2中流過(guò)電流I，則其在螺旋線圈2中所產(chǎn)生對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)信號(hào)H的頻率同樣為H。由于子區(qū)域3、6和5、4內(nèi)對(duì)應(yīng)的四個(gè)磁阻傳感器單元R3和R6與R5和R4分別具有反對(duì)稱(chēng)磁場(chǎng)分布特征，而磁阻傳感器單兀R3和R6、R5和R4的磁場(chǎng)分布特征則兩兩相同，貝丨J只需要對(duì)其中一個(gè)磁阻傳感器單元在磁場(chǎng)作用下的電阻變化進(jìn)行分析即可。
[0056]假設(shè)圖9所示磁隧道結(jié)的電阻-磁場(chǎng)曲線斜率為dR/dh，假定橋式磁阻傳感器9中的磁阻傳感器單元R3的N行陣列式隧道結(jié)行中，每行包含M (M為正整數(shù))個(gè)串聯(lián)的磁隧道結(jié)。假設(shè)第η (0〈n ( N)行，第m (0〈n ( Μ)個(gè)磁隧道結(jié)的敏感軸向磁場(chǎng)為HnmSinQ Ji f\t)，其中Hnm為敏感軸向的磁場(chǎng)幅度，則其電阻變化幅度為dR/dh -HnmSinQ n f^)。由于螺旋線圈2磁場(chǎng)的反對(duì)稱(chēng)性,磁阻傳感器單兀R4中一定存在一個(gè)對(duì)應(yīng)的磁隧道結(jié)，其反向的敏感軸向磁場(chǎng)為-HnmSinQ ^ f\t)，對(duì)應(yīng)的磁阻變化為-dR/dh.HnmSin (2 π f\t)，因此橋式磁阻傳感器單元R3和R4構(gòu)成的半橋的總電阻不變，同樣情況適用于磁阻傳感器單元R5和R6構(gòu)成的半橋。
[0057]因此，構(gòu)成串聯(lián)或并聯(lián)的磁隧道結(jié)行的電阻變化正比于電流I的頻率fl，并且與磁隧道結(jié)行所處的敏感軸向磁場(chǎng)Hnm分布有關(guān)。
[0058]另一方面,敏感軸向磁場(chǎng)Hnm正比于螺旋線圈2中的電流I,即Hnm=Knm.1, Knm是與螺旋線圈2及磁屏蔽層I的電磁性能及幾何尺寸有關(guān)的特征系數(shù)。
[0059]因此隧道結(jié)行之間串聯(lián)、并聯(lián)以及串并聯(lián)混合結(jié)構(gòu)，僅僅表示為特征系數(shù)Knm之間的運(yùn)算。對(duì)于N行之間串聯(lián)的情況，磁阻傳感器單元R3的特征因子表示為:
[0060]
【權(quán)利要求】
1.一種磁阻混頻器，用于對(duì)輸入的第一頻率信號(hào)源和第二頻率信號(hào)源進(jìn)行混頻得到混頻信號(hào)，其特征在于，其包括: 螺旋線圈、橋式磁阻傳感器以及磁屏蔽層，所述的螺旋線圈位于所述的磁屏蔽層和所述的橋式磁阻傳感器之間； 所述的橋式磁阻傳感器包括四個(gè)構(gòu)成橋式結(jié)構(gòu)的磁阻傳感器單元，兩兩一組分別位于所述的螺旋線圈上方或下方具有相反電流方向的兩個(gè)區(qū)域內(nèi)； 每個(gè)所述的磁阻傳感器單元包含N個(gè)陣列式磁隧道結(jié)行，每個(gè)陣列式磁隧道結(jié)行由M個(gè)磁隧道結(jié)構(gòu)成，M、N均為正整數(shù)，且各所述的陣列式隧道結(jié)行之間以串聯(lián)、并聯(lián)或者串并聯(lián)混合連接成兩端口結(jié)構(gòu)，且所述的磁隧道結(jié)的敏感軸垂直于其所在的所述的區(qū)域內(nèi)所述的螺旋線圈中的電流方向； 在兩個(gè)所述的區(qū)域內(nèi)，所述的磁阻傳感器單元中的磁隧道結(jié)的敏感軸向磁場(chǎng)分布特征相反，而在單個(gè)所述的區(qū)域內(nèi)，所述的磁阻傳感器單元中的磁隧道結(jié)的敏感軸向磁場(chǎng)分布特征相同； 所述的第一頻率信號(hào)源通過(guò)所述的螺旋線圈輸入，從而使所述的第一頻率信號(hào)源轉(zhuǎn)變成與所述的磁隧道結(jié)的敏感軸向磁場(chǎng)具有相同頻率的磁場(chǎng)信號(hào)并作用于所述的磁隧道結(jié)，使得所述的磁阻傳感器單元的電阻發(fā)生變化，所述的第二頻率信號(hào)源通過(guò)所述的橋式磁阻傳感器的電源-地端口輸入，使得所述的磁阻傳感器單元兩端的電壓發(fā)生變化； 所述的混頻信號(hào)通過(guò)所述的橋式磁阻傳感器的信號(hào)輸出端輸出，其輸出的混頻信號(hào)的信號(hào)頻率為所述的第一頻率信號(hào)源和所述的第二頻率信號(hào)源的頻率之和或之差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，四個(gè)所述的磁阻傳感器單元具有相同的電阻-磁場(chǎng)特征。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，位于所述的螺旋線圈上方或下方具有相反電流方向的兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的所述磁阻傳感器單元具有相同的磁隧道結(jié)連接結(jié)構(gòu)，且相位相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，在所述的第一頻率信號(hào)源通過(guò)所述的螺旋線圈所產(chǎn)生磁隧道結(jié)敏感軸向磁場(chǎng)范圍內(nèi)，所述的磁阻傳感器單元中的磁隧道結(jié)的電阻與外磁場(chǎng)之間為線性特征關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，位于所述的螺旋線圈上方或下方的所述的磁阻傳感器單元內(nèi)的所述的陣列式磁隧道結(jié)行的敏感軸向磁場(chǎng)具有均勻或非均勻磁場(chǎng)分布特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，位于所述的螺旋線圈上方或下方的所述的區(qū)域內(nèi)的所述的磁阻傳感器單元的陣列式磁隧道結(jié)行垂直或平行于該區(qū)域內(nèi)所述的螺旋線圈中的電流方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，所述的第一頻率信號(hào)源通過(guò)有源或無(wú)源方式與所述的螺旋線圈相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，所述的第二頻率信號(hào)源通過(guò)無(wú)源或有源方式與所述的橋式磁阻傳感器的電壓-地端口相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，所述的混頻信號(hào)通過(guò)無(wú)源或有源方式由橋式磁阻傳感器的信號(hào)輸出端輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于，所述的螺旋線圈由銅、金或銀這種高導(dǎo)電率金屬材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于:所述的磁屏蔽層的組成材料為選自高磁導(dǎo)率鐵磁合金NiFe、CoFeSiB、CoZrNb、CoFeB、FeSiB或FeSiBNbCu中的一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于:所述的螺旋線圈的厚度為l-20um，寬度為5-40um，相鄰兩個(gè)單線圈之間的間距為10_100um。
13.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的一種磁阻混頻器，其特征在于:所述的磁屏蔽層的厚度為1-20 um。
【文檔編號(hào)】H03D7/16GK203482163SQ201320443995
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】周志敏, 詹姆斯·G·迪克 申請(qǐng)人:江蘇多維科技有限公司