本實(shí)用新型涉及開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域,特別是針對磁光阱中磁場的開關(guān)。
背景技術(shù):
應(yīng)用于冷原子干涉型重力儀磁光阱磁場的開關(guān),一般要求關(guān)斷延遲時(shí)間短、響應(yīng)速度快和有良好穩(wěn)定性?,F(xiàn)有的關(guān)斷技術(shù)延遲時(shí)間較長、制作成本高、穩(wěn)定性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn),提供一種結(jié)構(gòu)簡單、延遲時(shí)間短和穩(wěn)定性好的磁光阱磁場開關(guān)裝置。
本實(shí)用新型的用于冷原子干涉型重力儀中磁光阱磁場的快速開關(guān)裝置,包括依次連接的TTL信號輸入電路單元1、光電耦合電路單元2、MOSFET開關(guān)電路單元3和磁場響應(yīng)電路單元4。
所述的TTL信號輸入電路單元1由接線端子P1和限流電阻R1構(gòu)成,其中:接線端P1的1號引腳和TTL信號的負(fù)端連接,P1的2號引腳和TTL信號的正端連接,限流電阻的第一端和接線端P1的2號引腳相連;
所述的光電耦合電路單元2由光電耦合器U1、旁路電容C1、上拉電阻R2和輸出負(fù)載等效電容C2構(gòu)成,其中:光電耦合器U1的2號引腳和限流電阻R1的第二端相連,光電耦合器的3號引腳和TTL信號接線端的1號引腳相連,光電耦合器U1的5號引腳和地相連, 光電耦合器U1的6號引腳和上拉電阻的第一端相連,光電耦合器U1的8號引腳和+5V的直流電壓相連,光電耦合器的其它引腳懸空,上拉電阻R2的第二端和光電耦器的8號引腳相連,輸出負(fù)載的等效電容C2的第一端和上拉電阻的第二端引腳相連,等效電容C2的第二端和地相連;
所述的MOSFET開關(guān)電路單元3由場效應(yīng)管Q1構(gòu)成,其中:場效應(yīng)管Q1的柵極G和輸出負(fù)載的等效電容C2的第一端相連,場效應(yīng)管Q1的源極S和地相連,場效應(yīng)管Q1的漏極D和高速二極管D1的第一端相連;
所述的磁場響應(yīng)電路單元4由高速二極管D1、功耗電阻R3、磁場線圈接線端P3和磁場線圈供電接線端P2構(gòu)成,其中:高速二極管D1的第二端和磁場線圈供電接線端P2的1號引腳相連,功耗電阻R3的第一端和高速二極管的第一端相連,功耗電阻R3的第二端和磁場線圈的接線端P3的2號引腳相連,磁場線圈的供電接線端P2的1號引腳和所需直流電壓相連,接線端P2的2號引腳和地相連,磁場線圈的接線端P3的1號引腳和磁場線圈供電接線端的1號引腳相連,磁場線圈接線端P3的1號引腳和2號引腳分別和磁場線圈的兩端相連。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了對冷原子干涉型重力儀磁光阱磁場的快速有效開關(guān),可根據(jù)不同類型的磁光阱設(shè)置相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)快速有效開關(guān),具有電路結(jié)構(gòu)簡單、電路的穩(wěn)定性好、功耗小和制作成本低等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)單元框圖;
圖2是本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
參見圖1和圖2,本實(shí)用新型的用于冷原子干涉型重力儀中磁光阱磁場的快速開關(guān)裝置,包括依次連接的TTL信號輸入電路單元1、光電耦合電路單元2、MOSFET開關(guān)電路單元3和磁場響應(yīng)電路單元4。
所述的TTL信號輸入電路單元1由接線端子P1和限流電阻R1構(gòu)成,其中:接線端P1的1號引腳和TTL信號的負(fù)端連接,P1的2號引腳和TTL信號的正端連接,限流電阻的第一端和接線端P1的2號引腳相連;
所述的光電耦合電路單元2由光電耦合器U1、旁路電容C1、上拉電阻R2和輸出負(fù)載等效電容C2構(gòu)成,其中:光電耦合器U1的2號引腳和限流電阻R1的第二端相連,光電耦合器的3號引腳和TTL信號接線端的1號引腳相連,光電耦合器U1的5號引腳和地相連,光電耦合器U1的6號引腳和上拉電阻的第一端相連,光電耦合器U1的8號引腳和+5V的直流電壓相連,光電耦合器的其它引腳懸空,上拉電阻R2的第二端和光電耦器的8號引腳相連,輸出負(fù)載的等效電容C2的第一端和上拉電阻的第二端引腳相連,等效電容C2的第二端 和地相連;
所述的MOSFET開關(guān)電路單元3由場效應(yīng)管Q1構(gòu)成,其中:場效應(yīng)管Q1的柵極G和輸出負(fù)載的等效電容C2的第一端相連,場效應(yīng)管Q1的源極S和地相連,場效應(yīng)管Q1的漏極D和高速二極管D1的第一端相連;
所述的磁場響應(yīng)電路單元4由高速二極管D1、功耗電阻R3、磁場線圈接線端P3和磁場線圈供電接線端P2構(gòu)成,其中:高速二極管D1的第二端和磁場線圈供電接線端P2的1號引腳相連,功耗電阻R3的第一端和高速二極管的第一端相連,功耗電阻R3的第二端和磁場線圈的接線端P3的2號引腳相連,磁場線圈的供電接線端P2的1號引腳和所需直流電壓相連,接線端P2的2號引腳和地相連,磁場線圈的接線端P3的1號引腳和磁場線圈供電接線端的1號引腳相連,磁場線圈接線端P3的1號引腳和2號引腳分別和磁場線圈的兩端相連。
TTL信號輸入電路單元1是用于接入TTL控制信號,其中限流電阻R1用來限制TTL信號的電流,實(shí)現(xiàn)對光電耦合器U1的輸入保護(hù);
光電耦合電路單元2主要是通過光電耦合器U1實(shí)現(xiàn)對外界環(huán)境的屏蔽,因?yàn)榇殴廒逯車h(huán)境會(huì)存在較大的磁場,會(huì)影響TTL信號對磁場電路的實(shí)際控制效果,旁路電容C1用于吸收電源線上的紋波和減小光電隔離器對電源的沖擊,上拉電阻R2用于吸收旁路電容C1無法消耗的功耗,輸出負(fù)載等效電容C2是用于減小觸發(fā)信號對負(fù)載的沖擊;
MOSFET開關(guān)電路單元3通過改變柵極G上的電壓值,可起到一個(gè)快速開啟和關(guān)斷的作用,具有響應(yīng)速度快,穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn);
磁場響應(yīng)電路單元4的主要功能是實(shí)現(xiàn)磁光阱磁場的響應(yīng),當(dāng)MOSFET開啟時(shí),磁場線圈開始工作,為磁光阱提供穩(wěn)定的磁場,當(dāng)MOSFET關(guān)斷時(shí),磁光阱磁場線圈停止工作,磁光阱的磁場迅速關(guān)斷。磁場響應(yīng)電路單元4中功耗電阻R3、磁光阱磁場線圈和磁光阱磁場線圈的供電端構(gòu)成一階RL電路,再結(jié)合MOSFET開關(guān)電路單元3,最終實(shí)現(xiàn)對冷原子干涉型重力儀中磁光阱磁場的快速有效開關(guān)。
本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的不應(yīng)該視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能想到的等同技術(shù)手段。