[发明专利]一种光泵磁力仪电路系统

权利要求书

1.一种光泵磁力仪电路系统，其特征在于：其主要组成部分包括有探头， 微处理器最小系统，电源电路，激励源电路和测量电路；

微处理器最小系统是整个系统的核心部分，负责接收A/D采样电路采集的 光泵磁力仪电路探头电压，并且进行解算处理，传递给上位机显示探头探测到 的电压，还有提供直接调制探头所需测量频率；

测量电路由选频电路、低噪声放大电路和A/D采样电路三个部分组成，选 频电路滤除探头接收到的杂散噪声，提高测量信号的信噪比，低噪声放大电路 放大将信号放大，A/D采样电路将模拟信号转变为数字信号，同时传送给微处 理器；

激励源电路由D/A转换、激励电路、带通电路和放大电路几个部分组成， D/A电路将微处理器提供的激励信号频率转换成模拟信号，这个模拟信号作用 于激励电路，转变成固定频率的激励信号，带通信号滤除激励信号的杂散噪声， 放大电路将激励信号调整到探头工作的最佳频率；

电源电路将+5V电压转变成各个器件所需要的电压。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微处理器最小系统为 MSP430处理器，MSP430高度正交的架构可提供高度灵活的16个可完全寻址 的、单周期操作的16位CPU内核寄存器；RISC指令集采用了27条简便的核 心指令与7种统一的寻址模式，这样的16位低功耗CPU相对于其他8位/16位 微控制器而言，能够更高效地进行运算处理，体积更小，代码效率更高。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述探头为AN/ASQ-208 型He光泵磁力仪，数字AN/ASQ-208型磁力仪的灵敏度为3pT/Hz，频带从 直流到216Hz，AN/ASQ-208MAD系统是以氦灯作光源的He光泵磁力仪。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源电路包括给 MSP430供电的3.3V直流电源以及给探头和芯片供电的+1.6V标准电压，电源 模块是TI公司的TPS76D3OI，它是一款低压差线性稳压器(LDO)，输出电压 为+3.3V和可调电压1.6V，能满足MSP430的电源电压需要(1.6V和3.3V)和 存储器模块、AN/ASQ-208型He光泵磁力仪等需要的3.3V的电源要求。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述激励源电路又包括D/A 转换器，带通滤波器，放大电路和激励电路四个部分，D/A转换器将微处理器 给出的数字信号转变成模拟信号，然后这个模拟信号再通过激励电路转换成对 探头控制的电压幅值信号和频率信号；放大电路将激励信号放大，给探头提供 激励。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述D/A转换电路所采用 芯片为LTCl821和其它一些匹配器件；其中以LTC1821和高精度电压放大器 LTC1001组成双极性电压输出的数模转换电路，LTC芯片的参考电压设置为 15V，而电路的输出范围为-15V到+15V；其所用滤波电容为0.1nF。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述带通滤波电路为压控电 压二阶带通滤波电路；其RC阻容设计分别为R101＝R104＝R105＝2kΩ,R102＝4k Ω,C105＝C106＝0.01uF,C107＝C108＝0.1uF.

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述激励电路由低功耗可编 程波形发生芯片AD9833和外围器件构成。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述测量电路部分包括选频 电路，放大电路以及A/D采样电路；选频电路又可以叫做选频放大电路，可以 滤除探头输出信号的二次谐波分量，然后再将经过过滤的信号进行放大，直至 放大到可以经过A/D采样电路识别的信号要求，A/D采样电路将传送来的模拟 信号转换成数字信号并输入微处理器。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于所述述放大电路为选频放大 电路，其滤出探头输出信号的二次谐波分量，并使其尽可能少的非二次谐波分 量进入后级的放大电路，其由放大电路芯片OP07配合电阻电容构成。