CN214669650U - 一种冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路 - Google Patents
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Abstract
一种冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，包括地震计，模数转换器和单片机，所述地震计用于将测量的地面竖直方向的振动信号转化为电压信号，所述地震计的输出端通过滤波电路与所述模数转换器的信号输入引脚连接，接地端与所述模数转换器的一个输入接地引脚连接；所述模数转换器的数据输出引脚对应与所述单片机的数据输入引脚连接，所述模数转换器的输出接地引脚与所述单片机的输入接地引脚连接后接地；所述单片机的复位输入引脚与复位电路连接。本实用新型中，通过所述滤波电路消除地震计输出振动信号过程中的干扰信号，通过所述复位电路给所述单片机提供高电平复位信号，从而提高对振动信号的处理效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及冷原子重力仪技术领域，特别涉及一种冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路。
背景技术
冷原子重力仪是近二十年来快速发展起来的一种新型量子传感器，它利用激光冷却、原子干涉等技术实现高精度、高灵敏度的重力加速度测量。
在实际测量过程中，原子重力测量的精度受到如地面振动噪声、拉曼光相位噪声和探测噪声等影响，其中振动噪声是影响原子重力仪最重要的因素，而现有的冷原子重力仪对地面低频振动的信号处理效率较低。
实用新型内容
基于此，本实用新型的目的是提供一种冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，以提高对地面低频振动信号的处理效率。
一种冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，包括地震计，模数转换器和单片机，其中，
所述地震计用于将测量的地面竖直方向的振动信号转化为电压信号，所述地震计的输出端通过滤波电路与所述模数转换器的信号输入引脚连接，接地端与所述模数转换器的一个输入接地引脚连接；
所述模数转换器的数据输出引脚对应与所述单片机的数据输入引脚连接，所述模数转换器的输出接地引脚与所述单片机的输入接地引脚连接后接地；
所述单片机的复位输入引脚与复位电路连接。
相较现有技术，本实用新型中，通过所述滤波电路消除地震计输出振动信号过程中的干扰信号，通过所述复位电路给所述单片机提供高电平复位信号，从而提高对振动信号的处理效率。
进一步地，所述滤波电路包括第一电感和第二电容，所述第一电感的一端与所述地震计的输出端连接，另一端通过所述第二电容接地、且同时与所述模数转换器的一个输入接地引脚连接。
进一步地，所述第一电感的值为10mH，所述第二电容的值为100pF。
进一步地，所述复位电路包括第一电容和第一电阻，所述单片机的复位输入引脚通过所述第一电容与电源连接，且同时通过第一电阻接地。
进一步地，所述第一电容的值为10uF，所述第一电阻的值为10K。
进一步地，所述地震计的型号为3EPC，所述模数转换器的型号为AD9040A，所述单片机的型号为AT89S52。
附图说明
图1为本实用新型中冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路的电路图。
主要元件符号说明：
| 地震计 | U1 | 模数转换器 | U2 |
| 单片机 | U3 | 滤波电路 | 100 |
| 第一电感 | L1 | 第二电容 | C2 |
| 复位电路 | 200 | 第一电容 | C1 |
| 第一电阻 | R1 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本实用新型一实施例中提供的一种冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，包括地震计U1，模数转换器U2和单片机U3，其中，
所述地震计U1用于将测量的地面竖直方向的振动信号转化为电压信号，所述地震计U1的输出端通过滤波电路100与所述模数转换器U2的信号输入引脚连接，接地端与所述模数转换器U2的一个输入接地引脚连接；
所述模数转换器U2的数据输出引脚对应与所述单片机U3的数据输入引脚连接，所述模数转换器U2的输出接地引脚与所述单片机U3的输入接地引脚连接后接地；
所述单片机U3的复位输入引脚与复位电路200连接。
需要说明的是，本实用新型中，所述地震计U1的型号为3EPC，与其它振动传感器相比，本实用新型所采用的地震计U1最低能测到地面0.01赫兹频率低频振动，而且检测振动的噪声功率谱可以低至10-9m/s2(米/秒平方，加速度单位)。所述模数转换器U2的型号为AD9040A，是一个完整的10位单片采样模数转换器(ADC)，与其它模数转换器相比，转换的精度高，成本低，采样的速度快，可实现每秒40兆的采样率。所述单片机U3的型号为AT89S52，与其它单片机相比，优点为低功耗、高性能。
在本实用新型一优选实施方式中，所述滤波电路100包括第一电感L1和第二电容C2，所述第一电感L1的一端与所述地震计U1的输出端连接，另一端通过所述第二电容C2接地、且同时与所述模数转换器U2的一个输入接地引脚连接。
具体的，所述第一电感L1的值为10mH，所述第二电容C2的值为100pF。
在本实用新型另一优选实施方式中，所述复位电路200包括第一电容C1和第一电阻R1，所述单片机U3的复位输入引脚通过所述第一电容C1与电源连接，且同时通过第一电阻R1接地。
具体的，所述第一电容C1的值为10uF，所述第一电阻R1的值为10K。
需要明确是，本实用新型中，所采用的电源为±5V。
综上，本实用新型中，通过所述滤波电路100消除地震计U1输出振动信号过程中的干扰信号，通过所述复位电路200给所述单片机U3提供高电平复位信号，从而提高对振动信号的处理效率。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，其特征在于，包括地震计，模数转换器和单片机，其中，
所述地震计用于将测量的地面竖直方向的振动信号转化为电压信号，所述地震计的输出端通过滤波电路与所述模数转换器的信号输入引脚连接，接地端与所述模数转换器的一个输入接地引脚连接；
所述模数转换器的数据输出引脚对应与所述单片机的数据输入引脚连接，所述模数转换器的输出接地引脚与所述单片机的输入接地引脚连接后接地；
所述单片机的复位输入引脚与复位电路连接。
2.根据权利要求1所述的冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电感和第二电容，所述第一电感的一端与所述地震计的输出端连接，另一端通过所述第二电容接地、且同时与所述模数转换器的一个输入接地引脚连接。
3.根据权利要求2所述的冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，其特征在于，所述第一电感的值为10mH，所述第二电容的值为100pF。
4.根据权利要求1所述的冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，其特征在于，所述复位电路包括第一电容和第一电阻，所述单片机的复位输入引脚通过所述第一电容与电源连接，且同时通过第一电阻接地。
5.根据权利要求4所述的冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，其特征在于，所述第一电容的值为10uF，所述第一电阻的值为10K。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的冷原子重力仪地面低频振动信号处理电路，其特征在于，所述地震计的型号为3EPC，所述模数转换器的型号为AD9040A，所述单片机的型号为AT89S52。
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| CN115479695B (zh) * | 2022-09-21 | 2024-04-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 冷原子速度标记与过滤的方法 |
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