[发明专利]一种低噪声浮地电流源

权利要求书

1.一种低噪声浮地电流源，其特征在于，包括：

供电装置，其中，所述供电装置包括储能器件，用于提供所述低噪声浮地电流源所需要的电能；

电流调节装置，与所述供电装置连接，用于根据外部输入信号控制所述供电装置向负载线圈输出电流；

充电装置，包括充电电源和充电电路，所述充电电源通过所述充电电路与所述供电装置连接，当所述电流调节装置的电流输出回路连通时，所述充电电路断开，当所述电流调节装置电流输出回路断开时，所述充电电路连通控制所述充电电源为所述供电装置充电，所述充电装置与所述电流调节装置和所述负载线圈并联，其中，所述负载线圈用于在与所述电流调节装置串联后，形成磁场对原子进行控制，所述电流输出回路包括串联的所述电流调节装置和所述负载线圈，所述电流输出回路两端连接所述储能器件的正负电极。

2.根据权利要求1所述的低噪声浮地电流源，其特征在于，所述电流调节装置包括调整管和调整管驱动电路，所述调整管与所述负载线圈串联，所述调整管包括绝缘栅双极型晶体管或者金属-氧化物半导体场效应晶体管。

3.根据权利要求2所述的低噪声浮地电流源，其特征在于，所述电流调节装置还包括电流传感器和运算装置，所述电流传感器与所述调整管串联，用于检测所述电流输出回路中的电流，所述运算装置对所述电流传感器检测到的电流进行运算，所述调整管驱动电路根据所述运算的结果控制所述调整管改变所述电流输出回路中的电流，其中，所述运算的结果包括所述电流传感器检测到的电流与外部输入控制信号的误差。

4.根据权利要求3所述的低噪声浮地电流源，其特征在于，所述电流传感器包括磁通门电流传感器。

5.根据权利要求3所述的低噪声浮地电流源，其特征在于，所述运算装置采用比例-积分-微分算法进行计算。

6.根据权利要求5所述的低噪声浮地电流源，其特征在于，所述运算装置在进行比例-积分-微分算法运算时，采用动态增益控制技术控制调整管驱动电路的增益不变，其中，所述运算装置根据所述电流传感器检测的电流大小调整所述调整管的跨导调节比例-积分-微分运算的权重，进而控制调整管驱动电路的增益的大小。

7.根据权利要求6所述的低噪声浮地电流源，其特征在于，所述动态增益控制技术包括前馈技术或反馈技术，所述动态增益控制技术采用数字电路或模拟电路。

8.根据权利要求6所述的低噪声浮地电流源，其特征在于，

当采用模拟电路时，所述运算装置通过比例-积分-微分运算后将控制信号x通过模拟电路进行开根号处理达到降幂效果，所述通过模拟电路进行开根号处理公式包括：其中，a₁，b₁，c₁为系统参数；

当采用数字电路和数字前馈技术时，所述运算装置通过比例-积分-微分运算后将控制信号x在现场可编程逻辑门阵列中进行开根号处理，所述通过数字电路进行开根号处理公式包括：其中，a₂，b₂，c₂为系统参数；

当采用数字电路和数字反馈技术时，所述运算装置通过测量得到系统响应函数G(ω,I_p)，这里所述系统包括所述调整管驱动电路、所述调整管和所述电流传感器，并在数字控制器中进行计算控制法则K(ω,I_P)，使得所期望的整个系统闭环响应成为T＝1+iω/ω‘，所述控制法则的计算公式包括：

其中，G(ω,I_p)为系统响应函数，所述系统响应函数通过测试获得，并采用二阶系统模拟近似，K(ω,I_P)为控制法则，ω为角频率，ω₁、ω₂分别为所述系统响应函数中与输出电流相关的用于近似的一阶，二阶角频率参数，ω‘为闭环反馈形成的一阶系统的转折频率，i为虚数单位，I_p为输出电流，T(ω)为所述整个系统闭环后的响应函数。