地磁場是存在于地球表面以及近地空間的微弱磁場。作為一種天然的磁場,它在軍事導(dǎo)航、通訊、地質(zhì)勘探、地震預(yù)報等眾多領(lǐng)域有著重要的作用�；诖�,準(zhǔn)確高效的測量地磁場也就顯得至關(guān)重要。本文以各向異性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance,AMR)傳感器作為地磁場感知探頭,構(gòu)建了微弱磁信號提取放大集成電路并結(jié)合單片機(jī)控制和濾波軟件設(shè)計,研究設(shè)計了具有低功耗、便攜、低成本等優(yōu)勢的地磁場探測系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)了一款基于各向異性磁阻效應(yīng)可有效測量地磁場的傳感探測系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:首先,介紹了各向異性磁阻效應(yīng)、惠斯通電橋等的工作原理,探討了采用AMR傳感單元(HMC1021Z和HMC1022)作為地磁場探測的工作原理。討論并驗(yàn)證測量地磁場的可行性和相關(guān)方案。其次,進(jìn)行探測系統(tǒng)部分電路設(shè)計,系統(tǒng)主要由磁場探測單元、置位/復(fù)位單元、信號處理單元、單片機(jī)控制及顯示單元和電源模塊組成。針對信號噪聲影響采取了軟件和硬件相結(jié)合方式進(jìn)行濾波,可以有效的消除mV級別噪聲的干擾。在信號放大電路設(shè)計上,從芯片選擇到供電的不同做了多種方案進(jìn)行對比分析,最后選擇了AD623單電源供電放大...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 地磁場及其應(yīng)用簡介
    1.2 常見磁場測量方法簡介
    1.3 地磁場的測量
        1.3.1 地磁場簡介
        1.3.2 描述地磁場的物理量
        1.3.3 地磁場的測量
    1.4 磁阻傳感器簡介
        1.4.1 磁電阻效應(yīng)
        1.4.2 磁阻傳感器
    1.5 電子羅盤設(shè)計
        1.5.1 電子羅盤簡介
        1.5.2 電子羅盤種類
        1.5.3 電子羅盤的設(shè)計
    1.6 本論文的研究意義
    1.7 論文的主要內(nèi)容
第二章 三軸地磁場探測系統(tǒng)電路設(shè)計
    2.1 HMC1021Z/HMC1022介紹
    2.2 三軸地磁場探測系統(tǒng)電路設(shè)計
        2.2.1 磁信號檢測電路設(shè)計
        2.2.2 置位/復(fù)位電路設(shè)計
        2.2.3 電源和電壓變換電路設(shè)計
        2.2.4 信號調(diào)理電路設(shè)計
        2.2.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
        2.2.6 單片機(jī)控制和數(shù)顯電路
    2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    2.4 本章小結(jié)
第三章 地磁場探測研究
    3.1 傳感器標(biāo)定
    3.2 地磁場探測
    3.3 結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 地磁場探測系統(tǒng)在電子羅盤中的應(yīng)用
    4.1 二維磁阻電子羅盤設(shè)計
    4.2 電子羅盤測試
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的研究成果



本文編號：3767244