[发明专利]自旋系综磁共振信号共振幅度控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种自旋系综磁共振信号共振幅度控制方法及系统，包括：计算获取核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值；以第一设定步长增加激励信号的信号幅度，记录核磁共振陀螺的最大正弦信号幅值所对应的激励信号的固定信号幅度，根据核磁共振陀螺的最大正弦信号幅值计算获取正弦信号幅值阈值范围；将固定信号幅度的激励信号施加到核磁共振陀螺上，实时解算核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值，当核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值未处于正弦信号幅值阈值范围内，调整激励信号的信号幅值，直至核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值取得最大值。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中无法保证磁共振幅度最大所导致的检测灵敏度和检测精度低的技术问题。

技术领域

本发明涉及核磁共振陀螺技术领域，尤其涉及一种自旋系综磁共振信号共振幅度控制方法及系统。

背景技术

核磁共振陀螺是目前可以达到导航级精度体积最小的陀螺，其高精度、对加速度不敏感、标度因数稳定以及小体积低功耗等特点，被视为下一代陀螺的发展方向。由于核磁共振陀螺是通过检测核自旋进动频率，并通过反算得到角速率输入。因此对核磁共振陀螺核自旋检测灵敏度和检测精度提出了严格的要求。而核自旋信号的磁共振幅度直接影响核磁共振陀螺核自旋检测灵敏度和检测精度。然而目前核磁共振陀螺通常进行开环控制，由于各种漂移(例如温度漂移、系统传感器本身漂移)的存在，会导致磁共振幅度无法保证最大幅度，降低了核磁共振陀螺的检测灵敏度和检测精度。

发明内容

本发明提供了一种自旋系综磁共振信号共振幅度控制方法及系统，能够解决现有技术中无法保证磁共振幅度最大所导致的检测灵敏度和检测精度低的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种自旋系综磁共振信号共振幅度控制方法，自旋系综磁共振信号共振幅度控制方法包括：对核磁共振陀螺施加初始信号幅度的激励信号以使核磁共振陀螺处于磁共振状态，计算获取核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值；以第一设定步长增加激励信号的信号幅度，实时计算核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值，记录核磁共振陀螺的最大正弦信号幅值所对应的激励信号的固定信号幅度，根据核磁共振陀螺的最大正弦信号幅值计算获取正弦信号幅值阈值范围；将固定信号幅度的激励信号施加到核磁共振陀螺上，实时解算核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值，当核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值未处于正弦信号幅值阈值范围内，调整激励信号的信号幅值，直至核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值取得最大值，完成自旋系综磁共振信号共振幅度控制。

进一步地，当核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值未处于正弦信号幅值阈值范围内，调整激励信号的信号幅值具体包括：在固定信号幅度的激励信号的基础上，以第二设定步长增加激励信号的信号幅度，如果核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值变大，则按照第二设定步长继续增加激励信号的信号幅度，直至核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值变小，按照正弦信号幅值变小之前的正弦信号所对应的激励信号的信号幅度以驱动核磁共振陀螺；如果以第二设定步长增加激励信号的信号幅度，核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值变小，则按照第二设定步长持续减小激励信号的信号幅度，直至核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值变小，按照正弦信号幅值变小之前的正弦信号所对应的激励信号的信号幅度以驱动核磁共振陀螺。

进一步地，计算获取核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值具体包括：获取核磁共振陀螺输出的正弦信号；对核磁共振陀螺输出的正弦信号进行自相关运算，对自相关运算结果进行低通滤波，根据低通滤波后的自相关运算的结果计算获取核磁共振陀螺输出的正弦信号幅值。

进一步地，核磁共振陀螺输出的正弦信号V₀可根据计算获取，自相关运算结果可根据计算获取，其中，T为积分时间，A₀为正弦信号幅值，ω为信号频率，为信号相位。