[发明专利]一种基于量子效应的磁场测量实时读出方法

权利要求书

1.一种基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用基于量子效应的磁场测量系统将环境磁场信息转换为可测量的环境磁场模拟信号；

步骤2，利用模数转换子板将所述环境磁场模拟信号转换成环境磁场数字信号；

步骤3，利用ZYNQ控制和计算母板对所述环境磁场数字信号进行处理得到环境磁场测量结果；

步骤4，利用上位机系统实时读出所述环境磁场测量结果；

所述模数转换子板采用第一PCB板上设置ADC芯片的结构，所述模数转换子板分别接收环境磁场模拟信号和Trigger信号，所述ZYNQ控制和计算母板采用第二PCB板上设置ZYNQ芯片的结构，所述模数转换子板与所述ZYNQ控制和计算母板之间设置FMC标准接口，所述ZYNQ芯片采用ARM硬核和FPGA模块的组合架构，所述FPGA模块包括信号截取子模块和乒乓传输子模块，所述信号截取子模块捕获与磁场测量同步的Trigger信号的上升沿，从捕获到上升沿时刻开始截取指定长度的环境磁场数字信号，再发送至所述乒乓传输子模块进行缓存并连续不断地传输给所述ARM硬核，所述ARM硬核包括递推式平均子模块和信号积分子模块，所述递推式平均子模块将收到的环境磁场数字信号进行指定次数的递推平均，所述信号积分子模块将递推平均指定次数的环境磁场数字信号进行积分后将环境磁场测量结果实时传输给上位机系统。

2.根据权利要求1所述的基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，所述步骤4中的上位机系统包括以下步骤的运行操作流程：步骤210，系统运行；步骤220，信号截取位置设置；步骤230，递推平均次数设置；步骤240，开始磁场测量；步骤250，磁场测量结果显示。

3.根据权利要求1所述的基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，所述上位机系统包括以下，设备启动执行指令，信号截取位置选择，递推平均次数指定，磁场测量结果显示。

4.根据权利要求1所述的基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，所述ZYNQ控制和计算母板对所述环境磁场数字信号进行处理依次包括信号截取、乒乓传输、递推式平均和信号积分。

5.根据权利要求1所述的基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，所述上位机系统采用Labview系统。

6.根据权利要求1所述的基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，所述ZYNQ芯片与所述上位机系统之间设置有串口，所述串口为USB串口，所述上位机系统通过所述USB串口将接收到的来自所述ZYNQ控制和计算母板的环境磁场测量结果实时以波形的形式显示。

7.根据权利要求1所述的基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，所述模数转换子板设置有环境磁场模拟信号输入接口以及与测量信号同步的Trigger信号输入接口，所述Trigger信号通过所述FMC标准接口传输给所述ZYNQ控制和计算母板，所述环境磁场模拟信号转换成环境磁场数字信号后以高速串行总线协议传输给所述ZYNQ控制和计算母板。

8.根据权利要求1所述的基于量子效应的磁场测量实时读出方法，其特征在于，所述乒乓传输子模块在所述FPGA模块内部设置有两个指定容量的BRAM，也设置有BRAM片选单元，所述BRAM片选单元用于将前级截取后的数据交叉缓存至两片BRAM中，并产生ARM中断指示信号，所述递推式平均子模块在ARM中断触发后读取FPGA侧BRAM缓存的数据，每读取一个BRAM的数据进行一次递推式的平均计算。