SU1133576A2 - Квантовый вариометр - Google Patents

Abstract

КВАНТОВЫЙ ВАРИОМЕТР по авт. св. СССР № 793134, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  его разрешающей способности и расширени  пределов измерений , в автокоррел ционный демодул тор, выполненный в виде умножител  частоты, линии задержки и перемножающего блока, в котором умножитель частоты подключен выходом к входу линии задержки, введены последовательно соединенные след щий фильтр и первый делитель частоты, подключенные между выходом линии задержки и первым входом перемножающего блока, и второй делитель частоты, подключенный между выходом умножител  частоты и вторым входом перемножающего блока, при этом вход умножител  частоты и выход перемножающего блока  вл ютс  соответственно входом и выходом автокоррел ционного демодул тора. (Л оо оо сд О5

Description

Изобретение относитс  к области магнитных измерений и может .найти применение при исследовании вариации магнитного пол  естественных и искусственных источников .

По основному авт. св. № 793134 известен квантовый вариометр, содержащий спектральную лампу, генератор возбуждени  спектральной лампы, размещенные на одной оптической оси линзы, круговой пол ризатор ,  чейку поглощени  и фотоприемник, усилитель, подключенный к выходу фотоприемника , радиочастотную катушку, окружающую  чейку поглощени , фильтр помехи , регистратор, последовательно соединенныеавтокоррел ционный демодул тор и фильтр нижних частот, подключенные между выходом усилител  и входом радиочастотной катущки, причем фильтр помехи подключен параллельно фильтру нижних частот, а выход демодул тора соединен с входом регистратора, при этом автокоррел ционный демодул тор квантового вариометра выполнен в виде умножител  частоты , линии задержки и перемножающего блока , причем выход умножител  частоты соединен с входом линии задержки и одним из входов перемножающего блока, выход линии задержки соединен с другим входом перемножающего блока, выход которого соединен с входами регистратора и фильтров, автокоррел ционный демодул тор выполнен в виде регистра сдвига, имеющего п  чеек, стробирующего блока и кварцевого генератора, причем вход регистра соединен с выходом усилител , выход кварцевого генератора - -с тактовым входом регистра сдвига, выходы первой и п-й  чеек которого соединены с входами стробирующего блока, соединенного выходом с входами регистратора и фильтров 1.

Недостатком известного вариометра  вл етс  то, что в автокоррел ционном демодул торе используетс  аналогова , в частности ультразвукова  пьезоэлектрическа  лини  задержки, имеюща  коэффициент передачи существенно меньще единицы и характеризуема  возникновением в ней нежелательных побочных колебаний, при этом отнощение сигнал/щум на выходе линии задержки существенно хуже чем на ее входе, что ограничивает разрешающую способность (чувствительность) квантового вариометра . Кроме того, изменение пределов измерений посто нных магнитных полей при использовании ультразвуковой пьезоэлект-. рической аналоговой линии задержки затруднено из-за невозможности изменени  времени задержки.

Цель изобретени  - увеличение разрешающей способности и расширение пределов измерений квантового вариометра.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в квантовый вариометр в автокоррел ционный демодул тор, выполненный в виде умножител  частоты, линии задержки и перемножающего блока, в котором умножитель чае тоты подключен выходом к входу линии задержки , введены последовательно соединенные след щий фильтр и первый делитель частоты, подключенные между выходом линии задержки и первым входом перемножающего блока, и второй делитель частоты, подключенный между выходом умножител  частоты и вторым входом перемножающего блока, при этом вход умножител  частоты и выход перемножающего блока  вл ютс  соответственно входом и выходом автокоррел ционного демодул тора.

Введение в автокоррел ционный демодул тор след щего фильтра и делителей частоты обеспечивает фильтрацию сигнала с выхода линии задержки и, тем самым, улучщение разрешающей способности устройства , а также изменение пределов измерений посто нных магнитных полей путем изменени  коэффициента делени  частоты. На чертеже представлена блок-схема квантового вариометра.

Квантовый вариометр содержит  чейку 1 поглощени , спектральную лампу 2, генератор 3 возбуждени  спектральной лампы , фокусирующие линзы 4 и 5, круговой по л ризатор 6, фотоприемник 7, усилитель 8, подключенный через резистор 9 к радиочастотной катущке 10. Усилитель 8 подключен к автокоррел ционному демодул тору 11, состо щему из умножител  12 частоты, линии 13 задержки, след щего фильтра 14, первого 15 и второго 16 делителей частоты, перемножающего блока 17. Выход демодул тора

подключен к регистратору 18 и параллельно соединенным фильтру 19 нижних частот и фильтру 20 помехи, выходы которых соединены с входом радиочастотной катушки Ю.

Свет спектральной лампы 2 при ее возбуждении генератором 3 проходит через линзу 4, круговой пол ризатор 6,  чейку 1 поглощени , линзу 5 и детектируетс  фотоприемником 7. Сигнал с выхода фотоприемника 7 усиливаетс  усилителем 8 и подводитс  к радиочастотной катущке 10. При выполнении баланса фаз и амплитуд в кольце обратной св зи возникает генераци  на частоте магнитного резонанса, котора  св зана пр мопропорЦионально с величиной внешнего магнитного пол . Информаци  о магнитном пате содержитс  в частоте сигнала и его вариаци х.

Выходной сигнал с усилител  8 поступает через умножитель 12 частоты к второму делителю 16 частоты, на линию 13 задержки и далее через след щий фильтр 14, обеспечивающий улучщение качества задержанного сигнала, на первый делитель 15 частоть1 . Перемножающий блок 17 производит

операцию перемножени  пр мого и задержанного сигналов. След щий фильтр 14 может быть выполнен на основе системы фазовой автоподстройки последовательного LC-контура путем сравнени  фазы сигнала с индуктивного плеча контура с фазой нефильтрованного сигнала и перестройки сигналом ошибки емкостного плеча контура.

Введение делителей частоты дл  расширени  пределов из мерени  по посто нному магнитному полю не уменьшает полосу пропускани  вариометра при условии, что полоса след щего фильтра не менее (N1/т) Гц где N - коэффициент умножени , - врем  задержки. Расширение пределов измерени  пропорционально коэффициенту делени  делителей. Снижение крутизны преобразовани  компенсируетс  увеличением чувствительности регистратора.

Экспериментальные исследовани  в полевых услови х показали, что предлагаемый вариометр с устройством фильтрации задержанного сигнала и делител ми частоты имеет лучшее разрешение по магнитному полю и работает при больших изменени х магнитного пол  (±..800 нТл) по сравнению с известным (i.50 нТл) при неизмененной чувствительности .

Использование изобретени  позвол ет эффективно производить измерени  вариаций магнитного пол  при ухудшении качества сигнала с выхода датчика квантового вариометра и при больших вариаци х магнитного пол .

Claims (1)

1. КВАНТОВЫЙ ВАРИОМЕТР по авт. св. СССР № 793134, отличающийся тем, что, с целью увеличения его разрешающей способности и расширения пределов измере ний, в автокорреляционный демодулятор, выполненный в виде умножителя частоты, линии задержки и перемножающего блока, в котором умножитель частоты подключен выходом к входу линии задержки, введены последовательно соединенные следящий фильтр и первый делитель частоты, подключенные между выходом линии задержки и первым входом перемножающего блока, и второй делитель частоты, подключенный между выходом умножителя частоты и вторым входом перемножающего блока, при этом вход умножителя частоты и выход перемножающего блока являются соответственно входом и выходом автокорреляционного демодулятора.