本文關鍵詞：氦光泵磁力儀數(shù)字化檢測系統(tǒng)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氦光泵磁力儀是一種高靈敏度磁測儀器，廣泛應用于空間磁測、軍事反潛和地球物理勘探等領域。氦光泵磁力儀檢測系統(tǒng)的數(shù)字化是提高儀器精度的發(fā)展方向之一，，數(shù)字化氦光泵磁力儀容易實現(xiàn)儀器小型化，有利于擴展氦光泵磁力儀的應用領域，如掛載在小型無人機上等。全文從介紹氦光泵磁力儀的應用領域和國內外發(fā)展現(xiàn)狀入手，總結了氦光泵磁力儀檢測系統(tǒng)研究概況。在此基礎上，提出本文研究對象為氦光泵磁力儀數(shù)字化檢測系統(tǒng)研制，主要研究工作及成果可歸納為以下幾個方面： 1.從氦光泵磁力儀的理論基礎出發(fā)，闡述氦光泵磁力儀磁測原理及信號特性，分析儀器靈敏度估計方法及磁共振角相關性對靈敏度的影響，說明頻率調制磁共振檢測方法的原理及信號特性，推導調頻最優(yōu)參數(shù)，提出基于單片F(xiàn)PGA芯片的數(shù)字化檢測系統(tǒng)。 2.基于DDS技術實現(xiàn)FPGA數(shù)字調頻器產生射頻磁場。根據(jù)調頻器在頻率穩(wěn)定度、頻率分辨力和調制性能等方面的要求完成FPGA方波頻率合成器和調頻器，及其外圍電路的設計。 3.針對氦光泵磁力儀檢測光敏元件輸出的調制基波信號幅度的需求，設計并實現(xiàn)FPGA數(shù)字正交鎖相放大模塊，使用CORDIC算法完成數(shù)字相敏檢測和求模運算的設計與實現(xiàn)，使用多抽樣率技術完成高效窄帶低通濾波器的設計與實現(xiàn)。 4.對檢測系統(tǒng)功能模塊和樣機進行測試。對數(shù)字調頻器進行功能仿真，對數(shù)字鎖相放大器進行仿真并與商用儀器進行對比測試，用商用儀器和樣機完成基波信號幅度特性曲線檢測。
【關鍵詞】：氦光泵磁力儀 數(shù)字化 數(shù)字調頻器 鎖相放大 CORDIC 窄帶濾波
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP274;TH763.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景10-12
• 1.2 氦光泵磁力儀研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 氦光泵磁力儀國內發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 氦光泵磁力儀國外發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 氦光泵磁力儀信號檢測技術發(fā)展現(xiàn)狀15
• 1.3 本文研究目的及意義15-16
• 1.4 本文研究內容及組織結構16-17
• 1.4.1 本文研究內容16
• 1.4.2 本文組織結構16-17
• 第2章 信號檢測原理與數(shù)字化設計17-28
• 2.1 氦光泵磁力儀探頭原理與組成17-19
• 2.1.1 氦光泵磁力儀磁測原理17-18
• 2.1.2 氦光泵磁力儀探頭組成18-19
• 2.2 氦光泵磁共振光吸收信號19-22
• 2.2.1 磁共振光吸收信號模型19-20
• 2.2.2 共振信號角相關性20-22
• 2.3 頻率調制磁共振檢測22-26
• 2.3.1 傅立葉級數(shù)分析22-23
• 2.3.2 靈敏度估計方法23-24
• 2.3.3 調頻參數(shù)最優(yōu)設計24-26
• 2.4 數(shù)字化檢測系統(tǒng)設計26-28
• 2.4.1 基于FPGA的數(shù)字系統(tǒng)設計26-27
• 2.4.2 數(shù)字化檢測系統(tǒng)結構27-28
• 第3章 數(shù)字調頻器設計與實現(xiàn)28-33
• 3.1 方波頻率合成器設計28-29
• 3.2 方波數(shù)字調頻器設計29-31
• 3.3 調頻器外圍電路設計31-33
• 3.3.1 系統(tǒng)時鐘設計31
• 3.3.2 調頻器輸出電路設計31-33
• 第4章 數(shù)字鎖相放大器設計與實現(xiàn)33-62
• 4.1 鎖相放大檢測原理與設計33-41
• 4.1.1 正交鎖相檢測原理33-35
• 4.1.2 CORDIC算法原理及應用35-37
• 4.1.3 多抽樣率窄帶濾波器37-40
• 4.1.4 數(shù)字正交鎖相放大器設計40-41
• 4.2 信號通道電路設計41-45
• 4.2.1 信號調理電路42-44
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集電路44-45
• 4.3 CORDIC相敏器設計與FPGA實現(xiàn)45-51
• 4.3.1 CORDIC算法參數(shù)及精度46-47
• 4.3.2 CORDIC相敏器FPGA實現(xiàn)47-49
• 4.3.3 CORDIC相敏器仿真驗證49-51
• 4.4 窄帶低通濾波器設計與FPGA實現(xiàn)51-59
• 4.4.1 窄帶低通濾波器結構51-52
• 4.4.2 CIC濾波器設計與FPGA實現(xiàn)52-56
• 4.4.3 FIR濾波器設計與FPGA實現(xiàn)56-59
• 4.5 CORDIC求模運算與FPGA實現(xiàn)59-62
• 第5章 數(shù)字化檢測系統(tǒng)測試與分析62-68
• 5.1 數(shù)字化檢測系統(tǒng)模塊測試及樣機62-65
• 5.1.1 調頻器功能仿真62
• 5.1.2 數(shù)字鎖相放大器仿真與測試62-64
• 5.1.3 數(shù)字化檢測系統(tǒng)樣機64-65
• 5.2 信號特性測試與分析65-68
• 5.2.1 商用儀器檢測基波信號特性65
• 5.2.2 檢測系統(tǒng)測試軟件構建65-66
• 5.2.3 樣機檢測基波信號特性66-68
• 第6章 總結與展望68-70
• 6.1 主要研究工作及成果68
• 6.2 進一步研究工作68-70
• 參考文獻70-73
• 作者簡介及在學期間所取得的科研成果73-74
• 致謝74

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：氦光泵磁力儀數(shù)字化檢測系統(tǒng)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：358908