基于DSP的JPM-1型质子磁力仪研制

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2014, Vol. 32 ›› Issue (5): 509-515.

基于DSP的JPM-1型质子磁力仪研制

张爽^a, 周前伟^a, 陈曙东^a, 郭欣^b, 李海英^b

吉林大学 a. 电子科学与工程学院； b. 物理学院, 长春 130012

收稿日期:2013-12-26 出版日期:2014-09-26 发布日期:2014-12-26
作者简介:张爽（1967—）, 男, 辽宁丹东人, 吉林大学教授, 主要从事电磁传感理论与技术研究, （Tel）86-13504312310（E-mail）zhangshuang@jlu.edu.cn。
基金资助:
吉林省产业技术研究与开发专项基金资助项目(2013C035-1)

Design of JPM-1 Proton Magnetometer Based on DSP

ZHANG Shuang^a, ZHOU Qianwei^a, CHEN Shudong^a, GUO Xin^b, LI Haiying^b

a. College of Electronic Science and Engineering; b. College of Physics, Jilin University, Changchun 130012, China

Received:2013-12-26 Online:2014-09-26 Published:2014-12-26

摘要/Abstract

摘要：

为提高传统质子磁力仪综合性能, 同时为研制Overhauser磁力仪提供参考依据, 设计了基于数字信号处理器（DSP: Digital Signal Processor）TMS320F2812研制的JPM-1型质子磁力仪。该磁力仪以DSP为核心实现质子旋进信号的采集和处理, 采用基于DSP的软件过零数频算法计算旋进信号频率。分析了探头初始信号强度, 并通过建立仪器噪声模型分析了仪器噪声。野外测试结果表明, 该磁力仪探头信号初始幅度约为0.4 μV, 初始信噪比为32 ∶1, 灵敏度为0.27 nT。

关键词: 质子磁力仪, 数字信号处理器, 信噪比, 数频算法, 灵敏度

Abstract:

In order to improve the traditional proton magnetometer comprehensive performance, and provide reference basis for developing Overhauser magneto
meter, JPM-1 proton magnetometer is introduced, which is based on DSP(Digital Signal Processor) TMS320F2812 and is different from previous domestic
magnetometer. DSP is used to acquire and process the precession signal, and the frequency counting method based on zerocrossing counting algorithm is employed. Initial signal strength and the noise characteristics are discussed, and the measured results fit well with the calculated results. Final resu
lts show that the initial signal strength is about 0.4 μV with SNR(Signal to Noise Ratio) 32 ∶1, and 0.27 nT sensitivity is obtained in field measurement.

Key words: proton magnetometer, digital signal processor(DSP), signal to noise radio (SNR), frequency counting algorithm, sensitivity

中图分类号:

TP21

张爽, 周前伟, 陈曙东, 郭欣, 李海英. 基于DSP的JPM-1型质子磁力仪研制[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2014, 32(5): 509-515.

ZHANG Shuang, ZHOU Qianwei, CHEN Shudong, GUO Xin, LI Haiying. Design of JPM-1 Proton Magnetometer Based on DSP[J]. Journal of Jilin University(Information Science Ed, 2014, 32(5): 509-515.

[1]	江虹, 李连峰, 王奉宇. 模糊自整定 PI 控制的 EPS 研究与设计[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2017, 35(5): 519-524.
[2]	刘豫,谢泰洋,衣云骥,张大明 . 高精度全聚合物 MZI 波导传感器[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2017, 35(3): 243-248.
[3]	王琳琳, 赵岩, 王世刚. 基于修正点扩散函数的超分辨率复原算法[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2017, 35(1): 1-7.
[4]	王超, 陈曙东, 张爽. OVERHAUSER 磁力仪灵敏度表征方法研究[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2016, 34(3): 401-406.
[5]	张爽, 何佳泷, 陈曙东, 王娇妮, 郭欣, 李海英. JOM-1 型Overhauser 磁力仪研制[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2015, 33(4): 409-.
[6]	郭继坤, 马鹏飞, 赵肖东. 煤矿井下救援定位系统研究[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2015, 33(2): 168-172.
[7]	王刚, 陈贺新, 陈绵书. 分像素插值算法的VLSI实现[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2014, 32(1): 1-7.
[8]	苏维娜, 王春泽, 曾新森, 杨海川, 吕超林, 马旭漪. 基于m序列的可控震源编码脉冲信号研究[J]. J4, 2012, 30(6): 569-572.
[9]	鲁祖坤, 王阳, 高鹰, 石宇, 李冬银. 阵列幅相误差背景下MUSIC算法的DSP实现[J]. J4, 2012, 30(3): 250-255.
[10]	王学东,李建东. 基于自适应扩频技术的多址接入协议[J]. J4, 2009, 27(05): 481-.