Квантовый магнитометр

.д СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Физико-технический институтнизких температур Ан УССР(57) Изобретение относится к прибстроению и может быть использовано.физических и биомагнитных измеренЦель изобретения - повышение разршаюуей способности, Поставленнаяобжигается обеспечением возможно Изобретение относится к приборостроению и може быть использовано при физических и биомагнитнйх измерениях.Цель изобретенияуменьшение искажений и повышение разрешающей способности устройства путем сужения полосы пропускания за счет однополосной обработки сигнала,На Фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг,2. приведен спектр сигнала на выходе СКВИДа.Иагнитометр содержит последовательно соединенные ВЧ-СКВО 1, пред" .варительный усилитель 2; полосовай фильтр 3, ВЧ-усилитель ч, синхронный детектор 5 и интегратор 6, выход. ко" торого соединен через первый масшта" бируюций резистор с контуром СКВИДа 1, с входом схемы возврата 7, включенной в цепь обратной связи интег" . ратора 6, и через буферный усилитель ЕНИ: -уществления однократного детектиания однополосного сигнала, выденого полосовь 1 м фильтром 3, при денни в схему синтезатора частот синхронизированного с ВЧ-генерато9, Магнитометр также содержит ВЧ ИД 1, предварительный усилитель 2 усилитель М, синхронный детекторинтегратор б, схему возврата 7, ерный усилитель 8, Синтезатор сожит делитель частоты 11, фазовый ектор 12 корректирующий фильтруправляющий генератор 1, смеси" ь 15 2 ил О - с, выходом устроиства, а также ВЧ-генератор 9, выход которого соединен с входом синтезатора частот 10, а через второй масштабирующий резистор - с контуром СЕВИДа. Синтезатор частот содержит делитель частоты 11, выход которого соединен с соединенными в кольцо фазовым детектором 12, корректируюцим фильтром 13, управляе" мым генератором 14 и смесителем 15, Первый выход синтезатора соединен с вторым входом синхронного детектора 5, второй выход " через третий масш-, табирующий резистор с контуром ВЧ" СЕВИН.Работа магнитометра основана на известном принципе однополосной обработки сигналов, который широко используется в радиосвязи для более эффективного использования мощности передатчика и двукратного сужения полосы частот, .занимаемой одним кана 1701034лом связи и ЗФира. Этот принцип осно"оывается на том, что при амплитудноймодуляции ося информация модулирующем сигнале заложена о одной из боковых полос, поэтому оказывается достаточным обрабатывать только одну бо".ковую полосу. При двойной амплитудной модуляции, которая наблюдаетсяв данном случае, вся информация о модулируюцвм сигнале заложена в однойиз боковых полос одной из под"несущих частот Р + в .Р которыеобразуются в результате появлениякомбинационных составляющих частотР, и Г на нелинейном элементе (СКВИ"Де) (см, Фиг.2), Полосооой фильтр 3,на который нагружен предварительныйусилитель 2, имеет полосу пропуска-.ния, равную полосе исследуемого сиг-нала П и центральную частотуЭГ = Р + -Р-Пс/2 .(1)Р о 1Наличие полосового Фильтра позволяет не менее, чем в 6 раз уменьшить 25полосу пропускания ВЧ-тракта и востолько же раз увеличить отношениесигнал/шум по мощности в сравнении спрототипом, Для исключения из трактапрохождения сигнала АИ детектора, ко- ЗОторый приводит к появлению искаженийсигнала и дополнительных шумов, иобеспечения возможности осуществления однократного детектирования однополосного сигнала, выделенного полосовым Фильтром 3, в схему магнйтометра введен синтезатор частот Р и Раэсинхронизованный с генератором высокой частоты Р , Тогда на синхронныйдетектор 5 в качестве опорного пода"ется сигнал с выхода управляемого ге".45Чтобы при синхронном детектировании исключались искажения спектра сигнала, обусловленные смещением спектра продетектирооанного сигнала при невыполнении условия (2), управляемый генератор включен в схему ФАПЧ, которая обеспечивает синхронность сигналсто с частотами Р Р, и Р . Для этого сигнал с частотой Р с выхода управляемого генератора 14. подается. на первый. вход смесителя 15,на второй вход. которого подается сигнал от ВЧ-генератора 9 с частотой Р С выхода смесителя 15 сигнал разностной частоты (Р - Г ) поступает на первый вход фазового детектора 12, на второй вход которого поступает сигнал с частотой Р, полученной путем деления частоты Г делителем частооты 11 в целое число раз, Эти сигналы сравниваются по фазе. Появляющийся в результате сигнал оаибки с выхода фазового детектора через корректирующий фильтр 13 изменяет частоту управляемого генератора 14 так, чтобы выполнялось равенство Р - Р = Р, с точностью до фазы.Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я1. Квантовый магнитометр, содержащий высокочастотный СКВИД, выход которого соединен с входом предварительного усилителя, последовательно соединенные высокочастотный усилитель, синхронный,детектпр и интегратор, вы-. ход которого соединен через первый масштабирующий резистор с контуром СКВИДа, с входом схемы возврата, включенной вцепь обратной связи интегратора. и через буферный усилитель с выходом устройства, генератор высокой частоты, выход которого через второй масштабирующий резистор соединен с контуром СКВИДа, третий масштабирующий резистор, соединенный с контуром СКВИДа, о т л и ч а ю щ и,й с я тем, что,с целью повышения разрешающей способности путем сужения полосы пропускания за счет однополосной обработки сигнала, в него введены полосовой Фильтр, включенный между предварительным усилителем и усилителем высокой частоты, и синтезаторчастот Г, и Г, синхронизированный сгенератором частоты, при атом входсинтезатора частоты соединен с выходом генератора высокой частоты, первый выход - с вторым входом синхронного детектора, а второй выход - с третьим масштабирующим.резистором,2. Иагнитометр по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что синтезатор частот содержит соединенные в кольцо фазовый детектор, корректирующийФильтр, управляемый генератор, выходкоторого является выходом сигнала с частотой Р, смеситель и делитель частоты, вход которого, являющийся входом синтезатора, соединен с вторым входом смесителя, а выход, являю"щийся выходом сигнала с частотой Р соединен с вторым входом фазового детектора.1 У 01 ОЗ 4 Редактор Т.Иагова Те Корректор М,Кере венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 роизво ставитель О,Раевскаяхред М.Моргентал Заказ 2378 Тираж Под ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская сноеоткрытиям при ГКНТ ССд, 4/5