[发明专利]一种用于磁通门信号处理的电路

说明书

本发明提供了一种用于磁通门信号处理的电路，包括：前置放大器、AD转换器、数字信号处理电路、DA转换器和反馈电流驱动器；所述的前置放大器对传感器经外界磁场感应得到的电压信号进行放大处理，并通过AD转换器转化为数字信号；所述的数字信号经数字信号处理电路处理后，将生成的能够反应外界磁场矢量信息的信号分两路传输，其中一路信号经降采样处理后向外输出，另一路信号经DA转换器转化为模拟信号后，通过反馈电流驱动器输入至传感器的反馈线圈，形成闭环回路。本发明的电路利用数字信号处理器替代传统磁通门磁强计的信号处理部分，使用数字形式对信号进行处理能够消除处理过程中的精度损失，提升信号最终输出的精度。

技术领域

本发明涉及空间磁场探测领域，具体涉及一种用于磁通门信号处理的电路。

背景技术

在空间物理研究中，通常采用磁通门磁强计进行空间磁场的矢量测量。磁通门技术最早于1930年由德国人开发，并在同一时期开始进入实用阶段。

其对磁场探测的范围跨度很大(+/-65000nT)，分辨率要求高(噪声低于0.05nT/Hz^1/2@1Hz)，正负65000nT即指测量范围为130000nT，若分辨率为16位则探测精度为130000nT/2¹⁶≈1.98nT，而测量范围为1000nT时探测精度为1000nT/2¹⁶≈0.015nT，所以采用传统单一量程的常规磁通门磁强计很难同时满足测量范围与分辨率的双重要求。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的磁通门磁强计无法同时满足测量范围与分辨率高要求的技术问题，提供一种用于磁通门信号处理的电路，该电路利用数字信号处理器替代传统磁通门磁强计的信号处理部分，使用数字形式对信号进行处理能够消除处理过程中的精度损失，提升信号最终输出的精度。

为了实现上述目的，本发明提供的一种用于磁通门信号处理的电路，包括：前置放大器、AD转换器、数字信号处理电路、DA转换器和反馈电流驱动器；所述的前置放大器对传感器经外界磁场感应得到的电压信号进行放大处理，并通过AD转换器转化为数字信号；所述的数字信号经数字信号处理电路处理后，将生成的能够反应外界磁场矢量信息的信号分两路传输，其中一路信号经降采样处理后向外输出，另一路信号经DA转换器转化为模拟信号后，通过反馈电流驱动器输入至传感器的反馈线圈，形成闭环回路。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的数字信号处理电路包括：相敏解调器、积分器和降采样器；所述的相敏解调器、积分器和降采样器分别对数字信号进行相敏同步解调、积分和降采样处理。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的数字信号处理电路还包括自激调节器，所述的自激调节器包括：依次连接的白噪声信号生成器、信号叠加器、高频AD转换器和低通滤波器；所述相敏解调器的输出端与信号叠加器连接，所述低通滤波器的输出端与积分器连接，所述的信号叠加器将白噪声信号生成器输出的高频白噪声信号与相敏解调器输出的信号进行波形叠加，并通过高频AD转换器和低通滤波器对叠加后的信号进行过采样和低通滤波处理。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的AD转换器将前置放大器放大处理后的电压信号转化为16位的数字信号，所述的自激调节器用于将16位的数字信号进行过采样调制后，获得24位的数字信号。

本发明的一种用于磁通门信号处理的电路优点在于：

1、使用数字信号处理方式，可以将大量用以实现相同信号处理功能的模拟器件全部只由一块数字信号处理器来替代，从而降低磁通门磁强计的功耗和体积，同时避免模拟信号受外界过多的干扰；2、使用更简单的器件实现高精度探测，有效的降低了制造成本；3、采用过采样调制方式实现数字磁强计的高分辨率输出，提升了当前磁通门磁强计的探测精度；4、由于高精度器件大多没有宇航级，无法实现外太空探测，而使用本发明中的电路，可以使用一般精度的宇航级器件实现高精度的探测效果。

附图说明