[发明专利]一种集成化核磁共振陀螺磁场闭环数字控制系统

权利要求书

1.一种集成化核磁共振陀螺磁场闭环数字控制系统，其特征在于：包括：

输入信号接口电路(5)，与模数转换芯片(6)相接，用于将载体系观测到的调制频率信号调理成0～2.3V的差分信号；

模数转换芯片(6)，与FPGA模块(11)相接，用于对陀螺共振调制频率信号进行采样，得到数字化的调制频率信号；

FPGA模块(11)，与DSP模块(13)相接，对模数转换芯片采样的数字化调制频率信号进行一次载波解调和二次核子谐振频率解调，得到DSP模块所需要的控制解调数据；

DSP模块(13)，通过XINTF总线与FPGA模块(11)进行通信，获取控制解调数据，DSP模块(13)按照控制算法对解调数据进行控制和处理，生成三轴磁场线圈控制量，再通过XINTF总线通信把控制量传送给FPGA模块(11)；

数模转换模块(21)，与FPGA模块(11)和输出信号接口电路(23)相接，把三轴磁场线圈控制量转化为差分模拟信号；

输出信号接口电路(23)，把差分模拟信号转换成电压为-1V～1V的单端信号，得到电流源电路所需要的驱动模拟量；

电流源电路(25)，与输出信号接口电路(23)相接，根据输出信号接口电路的模拟量驱动相应的三轴磁场线圈，从而控制核磁共振陀螺三轴线圈的电流随DSP给定的控制量变化。

2.根据权利要求1所述的集成化核磁共振陀螺磁场闭环数字控制系统，其特征在于：所述的FPGA模块(11)包括配置芯片电路(7)、时钟电路(9)、电源模块(10)及FPGA芯片(8)，其中FPGA芯片(8)采用SPARTAN6 XC6SLX150芯片作为解调载体系调制频率的信号处理器，配置芯片电路(7)采用XCF32PFS48C作为JTAG上电扫描加载程序的FLASH芯片，时钟电路(9)采用50MHZ有源晶振，同时预留有时钟供入接口，电源模块(10)采用AMS1117-3.3和AMS1117-1.2芯片生成FPGA芯片(8)所需要的内部供电电压1.2V、输出驱动电压3.3V及辅助供电电压3.3V。

3.根据权利要求1所述的集成化核磁共振陀螺磁场闭环数字控制系统，其特征在于：所述的DSP模块(13)包括DSP芯片(26)、外扩Flash存储器(12)、DSP下载接口电路(16)、DSP时钟电路(15)，其中DSP芯片(26)采用一片TMS320F28335做为控制算法的处理器，DSP下载接口电路(16)采用一片PACDN046芯片来进行防静电保护，DSP时钟电路(15)采用30MHZ四角有源晶振，外扩Flash存储器(12)采用IS61LV512芯片来进行存储容量的扩展。

4.根据权利要求1所述的集成化核磁共振陀螺磁场闭环数字控制系统，其特征在于：输入信号接口电路(5)中的抗混叠滤波器电路(27)由运算放大器OPA4376芯片搭建的一阶有源低通滤波器完成，前端调理电路(28)由全差分运算放大器THS4503完成。

5.根据权利要求3所述的集成化核磁共振陀螺磁场闭环数字控制系统，其特征在于：DSP芯片(26)按照一定的控制算法完成对核磁共振陀螺三轴线圈磁场控制量的生成。