本文選題：FPGA + 二次諧波信號　； 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：數(shù)字式氦光泵磁力儀是以氦原子的能級在外磁場中產(chǎn)生塞曼效應(yīng)為理論依據(jù),通過光泵作用使氦原子具有光學(xué)取向,利用光學(xué)傳感器檢測磁共振作用的方法完成對被測磁場的測量,廣泛應(yīng)用于航空磁測、地球物理研究、軍事國防等領(lǐng)域。信號檢測控制回路是氦光泵磁力儀最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié),其所采用的跟蹤鎖定策略直接影響到儀器指標和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。首先本文從氦光泵磁力儀的物理原理出發(fā),研究了氦光泵磁力儀的工作原理,并對磁共振曲線的基波信號和二次諧波信號的幅值特性進行了詳細分析,對氦光泵磁力儀對磁共振點的搜索策略提出了改善方法其次為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,本文采用數(shù)字技術(shù),在基于FPGA處理器下設(shè)計了氦光泵磁力儀的檢測回路,利用數(shù)字鎖相放大器來提取信號,采用數(shù)字調(diào)頻技術(shù)來產(chǎn)生調(diào)制頻率。并在搜索策略中加入二次諧波信號,利用二次諧波信號的幅值特性快速尋找共振區(qū),從而加快跟蹤鎖定共振點的速度。并利用RT-Thread操作系統(tǒng)設(shè)計人機交互界面,使人機交互界面一目了然便于使用。最后對數(shù)字式氦光泵磁力儀的工程樣機進行功能和性能實驗,并且還分別利用ANSYS軟件和Pspice軟件搭建模型對電路板進行結(jié)構(gòu)和性能上的分析,驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。
[Abstract]:The digital helium pump magnetometer is based on the helium atom's energy level in the external magnetic field. Through the effect of the optical pump, the helium atom has optical orientation. The method of measuring magnetic resonance by the optical sensor is used to measure the magnetic field. It is widely used in aeromagnetic survey, geophysical research, military defense and other fields. The control loop of the signal detection is the most important part of the helium pump magnetometer. The tracking and locking strategy adopted by it directly affects the instrument index and the stability of the system. First, the principle of the helium light pump magnetometer is studied from the physical principle of the helium pump magnetometer, and the fundamental and two harmonics of the magnetic resonance curve are also studied. The amplitude characteristic of the signal is analyzed in detail. The improvement method of the search strategy for the magnetic resonance point is put forward by the helium light pump magnetometer. The second is to improve the stability and reliability of the system. In this paper, a digital technology is used to design the detection circuit of the helium light pump magnetometer under the FPGA processor, and the digital phase locked amplifier is used to extract the signal. The modulation frequency is generated by digital frequency modulation (digital frequency modulation), and two harmonic signals are added to the search strategy. The amplitude characteristic of the two harmonic signals is used to quickly find the resonance region, thus the speed of tracking the locking resonance point is accelerated. And the RT-Thread operating system is used to design the interface of human-computer interaction so that the human-computer interaction interface is easy to use at a glance. Finally, the function and performance experiments of the digital helium pump magnetometer are carried out, and the structure and performance of the circuit board are analyzed by using the ANSYS software and the Pspice software, and the stability and reliability of the system are verified.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM936

【參考文獻】

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本文編號：1905878