小型SERF原子磁力计控制与信号检测电路设计  被引量:1

Control and Signal Detection Circuit Design for Miniaturized SERF Atomic Magnetometer

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作  者:张明康 陈春巧 冯晓宇 郭清乾 姚泽坤 王青 吴中毅[2,3] 胡涛[2,3] 常严 杨晓冬 ZHANG Ming-kang;CHEN Chun-qiao;FENG Xiao-yu;GUO Qing-qian;YAO Ze-kun;WANG Qing;WU Zhong-yi;HU Tao;CHANG Yan;YANG Xiao-dong(School of Electronic and Information Engineering,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China;Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology,Chinese Academy of Sciences,Suzhou 215163,China;Jihua Laboratory,Foshan 528200,China;School of Biomedical Engineering(Suzhou),Division of Life Science and Medicine,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China)

机构地区:[1]长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022 [2]中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163 [3]季华实验室,广东佛山528200 [4]中国科学技术大学生物医学工程学院(苏州),安徽合肥230026

出  处:《仪表技术与传感器》2022年第7期41-47,共7页Instrument Technique and Sensor

基  金:苏州市基础研究试点项目(SJC2021024);季华实验室项目(X190131TD190);江苏省自然科学基金青年项目(BK20200215)。

摘  要:现有小型无自旋交换弛豫(SERF)原子磁力计的研究工作对于后端控制与信号检测电路设计相对薄弱,控制和信号采集基本都是依靠商业检测仪器搭建而成。本文基于现场可编程门阵列(FP-GA)设计开发了一套完整的小型原子磁力计控制与信号检测电路,实现了探头气室加热和温度控制,探头信号锁相放大及闭环检测功能。气室加热温度满足130~160℃可调且控制精度可达±0.2℃,同时闭环测量灵敏度可达65 fT/√Hz,满足极弱磁信号探测需求。For the miniaturized spin⁃exchange relaxation⁃free(SERF)atomic magnetometers,the current research on the con⁃trol and signal detection circuit design is relatively weak and basically built by commercial instruments.In this paper,the control and signal detection circuit for the miniaturized atomic magnetometer based on the field programmable gate array(FPGA)was devel⁃oped.The vapor cell heating temperature control,signal lock⁃in amplification and closed⁃loop measurement were realized.The vapor heating temperature can be adjusted from 130℃to 160℃with±0.2℃control accuracy and the sensitivity of the closed⁃loop measurement can be finally reached to 65 fT/√Hz,meeting the requirements of extremely weak magnetic⁃field detection.

关 键 词:小型原子磁力计 微弱信号检测 温度控制 闭环测量 

分 类 号:TM936[电气工程—电力电子与电力传动]

 

参考文献:

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引证文献:

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