[发明专利]一种基于RF-SQUID应用的高稳定频率自动控制器

摘要

本发明公开了一种基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，包括频率跟踪单元和相位补偿单元，所述频率跟踪单元和相位补偿单元电性连接，所述频率跟踪单元，用于捕获和跟踪RF‑SQUID应用中LC电路的谐振频率；所述相位补偿单元，用于补偿因RF‑SQUID应用中电缆长度不同而引起的相位差。本发明的有益效果是，采用了自动频率控制代替了常规的开环控制，而自动频率控制具有输出频率稳定、不受外界环境影响的特点，同时设计中增加了相位补偿电路，因此本申请的高稳定频率自动控制器具有应用环境更为广泛、测试精度更高的优势，将在地磁探测、物理原理验证、无损检测、低频远程通信等领域发挥有益效果。

主权项

1.一种基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，包括频率跟踪单元和相位补偿单元，所述频率跟踪单元和相位补偿单元电性连接，

所述频率跟踪单元，用于捕获和跟踪RF‑SQUID应用中LC电路的谐振频率；

所述相位补偿单元，用于补偿因RF‑SQUID应用中电缆长度不同而引起的相位差。

2.根据权利要求1所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，所述频率跟踪单元包括功率分配模块Ⅰ(1)、功率分配模块Ⅱ(2)、信号放大模块Ⅰ(3)、信号放大模块Ⅱ(4)、乘法模块(5)、频率控制模块(7)、功率检波模块(8)和电源转换模块(9)，其中，

所述功率分配模块Ⅰ(1)、信号放大模块Ⅰ(3)、乘法模块(5)、信号放大模块Ⅱ(4)和功率检波模块(8)依次电性连接；

所述频率控制模块(7)、功率分配模块Ⅱ(2)、移相模块(6)和乘法模块(5)依次电性连接；

所述频率控制模块(7)、功率分配模块Ⅱ(2)和功率分配模块Ⅰ(1)依次电性连接。

3.根据权利要求1所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，相位补偿单元包括移相模块(6)，所述移相模块(6)的移相范围为0°～360°，用于补偿因RF‑SQUID电缆长度不同而引起的相位差。

4.根据权利要求2所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，所述频率控制模块(7)，用于接收上位机的控制指令，并在该控制指令的控制下输出不同频率的信号；

所述功率分配模块Ⅱ(2)，用于接收频率控制模块输出的频率信号，将经过功率分配后的信号输送至功率分配模块Ⅰ(1)；

所述功率分配模块Ⅰ(1)，用于接收功率分配模块Ⅱ(2)发出的信号，将经过功率分配的信号输送至信号放大模块Ⅰ(3)；

所述信号放大模块Ⅰ(3)，用于接收功率分配模块Ⅰ(1)发出的信号，将经过放大处理的信号输送至乘法模块(5)；

所述乘法模块(5)，用于接收频率控制模块输出的频率与信号放大模块输出的频率，并将频率控制模块输出的频率与信号放大模块输出的频率进行信号相乘得到大动态频率信号，并将该大动态频率信号输送至信号放大模块Ⅱ(4)；

所述信号放大模块Ⅱ(4)，用于接收乘法模块发出的大动态频率信号，并将该大动态频率信号进行放大处理并输出至功率检波模块(8)；

所述功率检波模块(8)，用于接收信号放大模块Ⅱ输出的信号，将经过功率检波后的信号输送至SQUID。

5.根据权利要求2或4所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，所述频率控制模块(7)，用于接收上位机的控制指令，并在该控制指令的控制下输出频率信号，该频率信号为输出频率f范围500MHz～600MHz、步进1KHz、稳定度0.5ppm的信号。

6.根据权利要求2所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，所述功率分配模块Ⅰ(1)的隔离度为30dB。

7.根据权利要求2所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，所述信号放大模块Ⅰ(3)对‑110dBm信号具有可检测能力、该信号放大模块Ⅰ噪声系数为NF0.5dB。

8.根据权利要求2所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，所述电源转换模块(9)，用于为各模块提供所需的工作电源。

9.根据权利要求3所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器，其特征在于，所述移相模块(6)用于根据RF‑SQUID中所用的不同电缆长度对频率控制模块输出频率进行相位调整，调整值作为信号解调参考。

10.一种装配有权利要求1所述的基于RF‑SQUID应用的高稳定频率自动控制器的RF‑SQUID系统，其特征在于，该系统包括LC谐振电路模块(10)和高稳定频率自动控制器(11)，所述LC谐振电路模块和高稳定频率自动控制器电性连接，其中，

高稳定频率自动控制器(11)，用于捕获和跟踪LC谐振频率，高稳定频率自动控制器输出端信号由耦合线圈反馈到RF‑SQUID，该信号与RF‑SQUID所测量的磁通量成正比。