[發明專利]一種用于CPT磁力儀的多頻譜閉環鎖定方法及系統有效
| 申請號： | 201911351104.6 | 申請日： | 2019-12-24 |
| 公開（公告）號： | CN111044943B | 公開（公告）日： | 2022-04-19 |
| 發明（設計）人： | 鄧意成;王學鋒;張笑楠;張天宇;徐強鋒;桑建芝;盧向東;李明陽;李建軍 | 申請（專利權）人： | 北京航天控制儀器研究所 |
| 主分類號： | G01R33/02 | 分類號： | G01R33/02;H03L7/08 |
| 代理公司： | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人： | 高志瑞 |
| 地址： | 100854 北京*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 用于 cpt 磁力 頻譜 閉環 鎖定 方法 系統 | ||
1.一種用于CPT磁力儀的多頻譜閉環鎖定方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
步驟一：微波源產生一個單一頻率的微波信號f0；
步驟二：第一DDS模塊產生低頻調制信號fm0，使用該低頻調制信號fm0對第二DDS模塊進行調制產生特定頻率間隔的正弦信號fm1，和使用該低頻調制信號fm0對第三DDS模塊進行調制產生特定頻率間隔的正弦信號fm2；
步驟三：將調制后的正弦信號fm1和正弦信號fm2經過D/A轉換器轉換后與微波信號f0同時輸入混頻器后輸出混頻輸出信號；
步驟四：將混頻輸出信號直接注入VCSEL激光器中得到調制后的激光；
步驟五：將調制后的激光注入內部充有堿金屬87Rb的玻璃氣室中，并使用光電探測器探測玻璃氣室透過激光的光功率變化；
步驟六：光電探測器輸出的攜帶光功率變化的電壓信號經濾波放大電路后輸入A/D轉換器轉換為數字信號得到光吸收譜線；
步驟七：將第一DDS模塊輸出的調制信號fm0和A/D轉換器輸出的數字信號經相敏檢波器進行相敏檢波，得到當前探測到的CPT透射峰的微分誤差信號；
步驟八：將得到CPT透射峰的微分誤差信號注入PID控制器；
步驟九：PID控制器利用測量磁場值調節CPT透射峰的微分誤差信號，當CPT透射峰的微分誤差信號為零時CPT透射峰處于鎖定狀態，此時PID控制器輸出即為待測磁場值B。
2.根據權利要求1所述的用于CPT磁力儀的多頻譜閉環鎖定方法，其特征在于：在步驟一中，微波信號的頻率為f0＝3417.344MHz。
3.根據權利要求1所述的用于CPT磁力儀的多頻譜閉環鎖定方法，其特征在于：在步驟二中，正弦信號fm1為或正弦信號fm2為fm2＝γB；其中，B為外界待測磁場值，γ為堿金屬87Rb的旋磁比。
4.根據權利要求3所述的用于CPT磁力儀的多頻譜閉環鎖定方法，其特征在于：在步驟三中，混頻輸出信號的一組頻率為f0-γB、f0+γB。
5.根據權利要求3所述的用于CPT磁力儀的多頻譜閉環鎖定方法，其特征在于：在步驟三中，混頻輸出信號的一組頻率為f0-γB、f0+γB。
6.根據權利要求3所述的用于CPT磁力儀的多頻譜閉環鎖定方法，其特征在于：在步驟六中，A/D轉換器的轉換精度為12bit以上。
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