【技术实现步骤摘要】
一种超低磁场噪声的分级分流锁定磁场稳定系统
[0001]本专利技术涉及磁场检测领域，特别是涉及一种超低磁场噪声的分级分流锁定磁场稳定系统。
技术介绍
[0002]超低的磁场噪声对于许多前沿科学研究都有重要意义。例如：对原子干涉、微重力的测量，电子显微镜，核磁共振，磁测距和原子钟实验都受益于磁场稳定的进展。
[0003]磁场的噪声主要是来自产生磁场的线圈的电流起伏和周围环境引入的磁场噪声等。其中线圈的电流起伏主要来自于供给线圈的电源本身输出的噪声以及电源与线圈的耦合产生的谐振效应；而环境中的磁噪声主要来自地磁场产生的直流磁场的波动、市电电网发射50Hz噪声以及周围实验仪器产生的噪声。其中地磁场噪声大约为几百微高斯，市电电网发射的磁场强度覆盖了从小于1毫高斯到几十毫高斯范围。
[0004]为了获得稳定的磁场，可以从磁场噪声的来源入手，一方面直接换用低噪声的电流源，但是大部分的电流源的输出电流波动在千分之一，甚至是百分之一，也有部分纹波噪声可达到输出电流的十万分之一的电源，但是其价格高昂，难以普及。但是电流的纹波噪...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超低磁场噪声的分级分流锁定磁场稳定系统，其特征在于，包括待稳定的空间体积(1)、供电电流源(2)、磁场的产生线圈(3)、磁通门电流传感器(4)、第一磁场探测器(5)、第二磁场探测器(6)、一级电路(7)、第一级NPN型功率晶体管(8)、I
shunt1
支路监测电阻(9)、二级电路(10)、第二级NPN型功率晶体管(11)及I
shunt2
支路监测电阻(12)，其中：待稳定的空间体积(1)，一个无法直接探测的、需要稳定磁场特定方向的一个空间体积；供电电流源(2)，用于为产生磁场的线圈提供电流，采用恒流输出模式；磁场的产生线圈(3)，一对亥姆霍兹线圈，线圈的两端与电源输出端连接，对称放置于待稳定的空间体积(1)两侧；放置线圈时，线圈的轴向为需要产生的磁场的方向，用于产生待稳定的磁场；磁通门电流传感器(4)，置于从供电电流源(2)电流流出端口至磁场的产生线圈(3)之间，用于探测电流流入磁场的产生线圈(3)前，I
shunt2
支路和I
coil
支路的电流之和；第一磁场探测器(5)、第二磁场探测器(6)，对称设置于待稳定的空间体积(1)中心位置旁，方向与磁场方向相同，用于间接探测待稳定的空间体积(1)内中心处沿着磁场的产生线圈(3)轴向方向的磁场；一级电路(7),其输入信号为磁通门电流传感器(4)探测的信号，输出信号控制第一级NPN型功率晶体管(8)的基极，用于对磁通门电流传感器(4)探测的信号进行差分、减法、滤波、补偿、积分和分流处理；第一级NPN型功率晶体管(8)，其集电极与流过磁通门电流传感器(4)前的导线连接，发射极与I
shunt1
支路监测电阻(9)相连，用于控制I
shunt1
支路的电流大小；I
shunt1
支路监测电阻(9)，一端与第一级NPN型功率晶体管(8)发射极相连，一端与供电电流源(2)负极相连，用于监测I
shunt1
支路流过的电流；二级电路(10)，其输入信号为第一磁场探测器(5)、第二磁场探测器(6)输出的信号，输出信号控制NPN型功率晶体管(11)的基极，用于将输入信号进行加法、减法、滤波、补偿、积分和分流处理；第二级NPN型功率晶体管(11)，其集电极连接于磁通门电流传感器(4)后、磁场的产生线圈(3)前的导线上，发射极与I
shunt2
支路监测电阻(12)相连，用于通过分流在磁场的产生线圈(3)所在支路I
coil
上加入扰动电流；I
shunt2
支路监测电阻(12)，一端与NPN型功率晶体管(11)发射极相连，一端与供电电流源(2)负极相连，用于监视I
shunt2
支路流过的电流。2.根据权利要求1所述的分级分流锁定磁场稳定系统，其特征在于，所述磁通门电流传感器(4)、一级电路(7)、第一级NPN型功率晶体管(8)及I
shunt1
支路监测电阻(9)构成第一级反馈分流锁定回路，第一级反馈分流锁定回路通过负反馈的方式稳定磁场的产生线圈(3)所在支路I
coil
与I
shunt2
支路的电流之和，使电流噪声部分只从支路I
shunt1
流走，不流经磁场的产生线圈(3)所在支路I
coil
与I
shunt2
支路，降低线圈电流噪声从而起到稳定磁场的作用。3.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪梅，武海斌，张亮，芮扬，武跃龙，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。