[实用新型]一种Mx型铯光泵磁力仪的数字化信号检测系统

权利要求书

1.一种Mx型铯光泵磁力仪的数字化信号检测系统，包括磁敏传感器(1)，其特征在于，还设置有模数转换器(2)、数模转换器(3)、FPGA芯片(4)、有源晶振(10)和计算机(12)，所述FPGA芯片(4)包括有数字锁相放大器(5)，数控振荡器(6)、数字控制器(7)、串口模块(8)和分频器(9)，其中，所述的数控振荡器(6)产生数字驱动信号，经过数模转换器(3)转化为模拟信号后驱动磁敏传感器(1)中的射频线圈产生射频磁场，同时数控振荡器(6)输出正交参考信号提供给数字锁相放大器(5)；模数转换器(2)将磁敏传感器(1)输出的待测电压信号转换为待测数字信号输出给数字锁相放大器(5)；数字锁相放大器(5)对待测数字信号做相敏检波计算，输出幅值和相位信号，通过串口模块(8)和串口通信线(11)上传到计算机(12)，数字锁相放大器(5)输出的相位信号作为控制信号进入数字控制器(7)；数字控制器(7)根据计算机(12)发送来的模式控制信号选择检测模式，数字控制器(7)输出的频率控制字控制数控振荡器(6)的输出信号频率，数字控制器(7)输出的频率控制字也通过串口模块(8)上传到计算机(12)中；所述数控振荡器(6)还接收计算机(12)输出的相位控制字，FPGA芯片(4)中数字锁相放大器(5)，数控振荡器(6)、数字控制器(7)和串口模块(8)的时钟信号由外部的有源晶振(10)通过分频器(9)分频得到各种所需的时钟。

2.根据权利要求1所述的一种Mx型铯光泵磁力仪的数字化信号检测系统，其特征在于，所述的数控振荡器(6)包括有：将分别接收到的计算机(12)提供的参考信号相位控制字Pr和驱动信号相位控制字Pd、数字控制器(7)提供的频率控制字K进行累加的相位累加器(6.1)，分别接收相位累加器(6.1)输出的地址信号的波形存储器(6.2)，所述波形存储器(6.2)分别向所述的数字锁相放大器(5)输出参考信号，向数模转换器(3)输出驱动信号，所述相位累加器(6.1)和波形存储器(6.2)还接收系统时钟信号。

3.根据权利要求2所述的一种Mx型铯光泵磁力仪的数字化信号检测系统，其特征在于，所述的相位累加器(6.1)包括有第一相位寄存器(6.11)和第二相位寄存器(6.12)，其中，所述第一相位寄存器(6.11)的输出与频率控制字K相加后又输入到第一相位寄存器(6.11)，所述第一相位寄存器(6.11)的输出与相位控制字Pr相加后输出第一地址信号给波形存储器(6.2)，所述第二相位寄存器(6.12)的输出与频率控制字K相加后又输入到第二相位寄存器(6.12)，所述第二相位寄存器(6.12)的输出与相位控制字Pd相加后输出第二地址信号给波形存储器(6.2)。

4.根据权利要求3所述的一种Mx型铯光泵磁力仪的数字化信号检测系统，其特征在于，所述的波形存储器(6.2)包括有第一正弦查找表(6.21)，余弦查找表(6.22)和第二正弦查找表(6.23)，其中，所述的第一正弦查找表(6.21)和余弦查找表(6.22)接收第一地址信号，并输出2个参考信号给数字锁相放大器(5)，所述的第二正弦查找表(6.23)接收第二地址信号，并输出驱动信号给数模转换器(3)。

5.根据权利要求1所述的一种Mx型铯光泵磁力仪的数字化信号检测系统，其特征在于，所述的数字锁相放大器(5)包括有第一乘法器(5.1)、第二乘法器(5.2)、第一低通滤波器(5.3)、第二低通滤波器(5.4)和CORDIC模块(5.5)，其中，所述的第一乘法器(5.1)将接收到的待测数字信号与数控振荡器(6)输出的一个参考信号相乘后送入第一低通滤波器(5.3)进行低通滤波，所述的第二乘法器(5.2)将接收到的待测数字信号与数控振荡器(6)输出的另一个参考信号相乘后送入第二低通滤波器(5.4)进行低通滤波，所述第一低通滤波器(5.3)和第二低通滤波器(5.4)的输出共同送入CORDIC模块(5.5)，经CORDIC模块(5.5)分别输出幅值信号和相位信号通过串口模块(8)和串口通信线(11)上传到计算机(12)，输出的相位信号还送入数字控制器(7)。

6.根据权利要求1所述的一种Mx型铯光泵磁力仪的数字化信号检测系统，其特征在于，所述的数字控制器(7)包括有扫频控制器(7.1)、数字PID控制器(7.2)和模式控制器(7.3)，其中，扫频控制器(7.1)生成频率控制字并输出到模式控制器(7.3)的A模式，数字PID控制器(7.2)输入是待测信号与参考信号的相位差，输出频率控制字到模式控制器(7.3)的B模式，模式控制器(7.3)根据计算机(12)通过串口模块(8)输入的模式控制信号选择A模式或B模式的频率控制字。