[发明专利]一种提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的方法及其电路

权利要求书

1.一种提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)对Overhauser传感器输出的拉莫尔信号进行高精度A/D采样得到高速离散数据；

2)将步骤1)获得的高速离散数据进行FFT算法获取当前拉莫尔信号的频率粗略值；

3)在以步骤2)获得的频率粗略值为中心点的窄带范围内，采用CZT算法进行局部频谱细化，获取相应频带内的频谱。

2.根据权利要求1所述的提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的方法，其特点在于，实现该方法的提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的电路，包括Overhauser传感器、工作物质激励电路、调理电路、ADC转换器、FPGA、数据存储器SDRAM、嵌入式控制器ARM 11、LCD显示器、键盘、USB接口及SD卡，所述Overhauser传感器的输入端与工作物质激励电路连接、输出端与调理电路的输入端连接，调理电路的输出端经ADC转换器与FPGA连接，FPGA分别与数据存储器SDRAM、嵌入式控制器ARM 11以及工作物质激励电路连接，嵌入式控制器ARM 11分别与LCD显示器、键盘、USB接口及SD卡连接；所述嵌入式控制器ARM11与FPGA用于控制工作物质激励电路激励Overhauser传感器输出拉莫尔信号；所述调理电路用于对Overhauser传感器输出的拉莫尔信号进行放大和滤波。

3.根据权利要求2所述的提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的方法，其特点在于，所述步骤1)具体包括如下工作流程：

a、传感器工作物质激励：先进行高频激励来电子顺磁共振和电子系统能量到质子系统的转移，后进行直流脉冲激励以输出拉莫尔信号；

b、传感器工作物质激励完成后等待50ms，利用高速与高精度24-bit的ADC转换器将拉莫尔信号进行高精度快速模数转换成高速离散数据；

c、利用FPGA中的FIFO对高速离散数据进行缓存并最终存入数据存储器SDRAM；

d、当数据量达到预定值后停止数据采集，嵌入式控制器ARM11通过FPGA中的总线转换器读取数据存储器SDRAM中的离散数据。

4.根据权利要求2所述的提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的方法，其特点在于，所述步骤2)具体采用嵌入式控制器ARM11将离散数据进行FFT算法处理获取当前拉莫尔信号的频率粗略值f₀。

5.根据权利要求2所述的提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的方法，其特点在于，所述步骤3)具体为：以当前拉莫尔信号的频率粗略值f₀为中心，在f₀±Δf范围内采用CZT算法进行局部的窄带频谱细化，其中Δf为频率分辨率。

6.根据权利要求5所述的提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的方法，其特点在于，所述CZT算法进行窄带频谱细化的倍数由数据长度M决定，频率分辨率Δf为：

Δf=f2-f1M]]>

式中，f₂和f₁分别为频谱细化范围的上限值和下限值。

7.一种提高Overhauser磁力仪拉莫尔信号测频精度的电路，其特征在于：包括Overhauser传感器、工作物质激励电路、调理电路、ADC转换器、FPGA、数据存储器SDRAM、嵌入式控制器ARM 11、LCD显示器、键盘、USB接口及SD卡，所述Overhauser传感器的输入端与工作物质激励电路连接、输出端与调理电路的输入端连接，调理电路的输出端经ADC转换器与FPGA连接，FPGA分别与数据存储器SDRAM、嵌入式控制器ARM 11以及工作物质激励电路连接，嵌入式控制器ARM 11分别与LCD显示器、键盘、USB接口及SD卡连接；所述嵌入式控制器ARM11与FPGA用于控制工作物质激励电路激励Overhauser传感器输出拉莫尔信号；所述调理电路用于对Overhauser传感器输出的拉莫尔信号放大和滤波。