本技術(shù)涉及加熱電路，尤其涉及一種多通道加熱電流調(diào)制方法、系統(tǒng)及裝置。

背景技術(shù)：

1、原子磁力儀是一種測(cè)量微弱磁場(chǎng)的儀器，其核心原理是利用泵浦光將原子氣室中的原子泵浦到特定能級(jí)，并測(cè)量原子對(duì)光的吸收或熒光變化，從而反推一定范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。在工作過(guò)程中，原子磁力儀需要對(duì)原子氣室進(jìn)行加熱，使得原子氣室中的堿金屬原子蒸發(fā)為氣態(tài)，并在穩(wěn)定溫度下保持恒定的原子密度，以支持原子磁力儀對(duì)量子效應(yīng)的精密探測(cè)。對(duì)于密集排布的多通道原子磁力儀陣列，相關(guān)技術(shù)中通常利用串聯(lián)控制的多個(gè)加熱電路模塊分別對(duì)原子氣室進(jìn)行加熱，以減少加熱電路模塊中的加熱電流對(duì)原子磁力儀靈敏度的影響，而上述方案中加熱電路模塊的帶載能力仍有待提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種多通道加熱電流調(diào)制方法、系統(tǒng)及裝置，其對(duì)多個(gè)通道分別輸出獨(dú)立的加熱電流，并對(duì)每個(gè)通道的加熱電流進(jìn)行相位同步調(diào)節(jié)和耦合調(diào)節(jié)，達(dá)到了提升加熱電路模塊的帶載能力，提高多通道原子磁力儀的靈敏度的技術(shù)效果。

2、為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)采用的主要技術(shù)方案包括：

3、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種多通道加熱電流調(diào)制方法，各通道的加熱電流之間是相互獨(dú)立的；所述方法包括：

4、根據(jù)任一通道的初始溫度數(shù)據(jù)和目標(biāo)溫度數(shù)據(jù)，對(duì)所述任一通道的電流放大增益進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，得到初始放大增益；

5、根據(jù)參考通道的電流信號(hào)對(duì)所述任一通道的初始電流信號(hào)進(jìn)行相位同步調(diào)節(jié)，得到目標(biāo)電流信號(hào)；其中，所述參考通道不同于所述任一通道；

6、根據(jù)所述任一通道和所述參考通道之間的初始幅值比信號(hào)和實(shí)際幅值比信號(hào)，對(duì)所述任一通道的初始放大增益進(jìn)行耦合調(diào)節(jié)，得到目標(biāo)放大增益；其中，所述初始幅值比信號(hào)是根據(jù)所述任一通道和所述參考通道各自的初始放大增益得到的；

7、根據(jù)所述目標(biāo)電流信號(hào)和所述目標(biāo)放大增益對(duì)所述任一通道的加熱電流進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制，得到目標(biāo)加熱電流。

8、本技術(shù)實(shí)施例提出的多通道加熱電流調(diào)制方法，通過(guò)對(duì)每個(gè)通道分別輸出獨(dú)立的加熱電流，并對(duì)每個(gè)通道的加熱電流進(jìn)行相位同步調(diào)節(jié)和耦合調(diào)節(jié)，從而在消除原子磁力儀之間的磁場(chǎng)投影誤差的基礎(chǔ)上，解決了串聯(lián)控制的加熱電路模塊中存在的帶載能力問(wèn)題，提高了加熱電路模塊的穩(wěn)定性和可靠性。與對(duì)比技術(shù)相比，本技術(shù)還通過(guò)對(duì)每個(gè)通道的加熱電流進(jìn)行相位同步調(diào)節(jié)，減小了不同通道的加熱電流之間的相位差異，并通過(guò)耦合調(diào)節(jié)減小了電流耦合效應(yīng)對(duì)加熱電路模塊的影響，從而提高了多通道原子磁力儀的靈敏度。此外，本技術(shù)中各通道的加熱電流之間是相互獨(dú)立的，在任一通道受到外部因素的影響而導(dǎo)致電氣特性發(fā)生變化時(shí)，其他通道仍可以正常工作，保證了加熱電路模塊的可靠性。

9、可選地，所述參考通道的電流信號(hào)記為參考電流信號(hào)；所述根據(jù)參考通道的電流信號(hào)對(duì)所述任一通道的初始電流信號(hào)進(jìn)行相位同步調(diào)節(jié)，得到目標(biāo)電流信號(hào)，包括：

10、根據(jù)所述初始電流信號(hào)和所述參考電流信號(hào)之間的相位差，輸出所述任一通道的相位差信號(hào)；

11、根據(jù)所述相位差信號(hào)在信號(hào)相位差對(duì)照表中進(jìn)行查詢，確定所述初始電流信號(hào)和所述參考電流信號(hào)之間的相位差數(shù)據(jù)；

12、根據(jù)所述相位差數(shù)據(jù)對(duì)所述任一通道的初始相位控制字進(jìn)行修改，得到目標(biāo)相位控制字；

13、將所述目標(biāo)相位控制字輸入所述任一通道，對(duì)所述初始電流信號(hào)進(jìn)行相位同步調(diào)節(jié)，得到所述目標(biāo)電流信號(hào)。

14、可選地，所述根據(jù)所述任一通道和所述參考通道之間的初始幅值比信號(hào)和實(shí)際幅值比信號(hào)，對(duì)所述任一通道的初始放大增益進(jìn)行耦合調(diào)節(jié)，得到目標(biāo)放大增益，包括：

15、對(duì)所述初始幅值比信號(hào)和所述實(shí)際幅值比信號(hào)求差，得到電流耦合數(shù)據(jù)；

16、在所述電流耦合數(shù)據(jù)表示所述任一通道受到電流耦合影響時(shí)，根據(jù)所述任一通道的當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)和所述目標(biāo)溫度數(shù)據(jù)，確定所述任一通道的當(dāng)前溫度差值；

17、根據(jù)所述當(dāng)前溫度差值對(duì)所述任一通道的初始放大增益進(jìn)行增益反饋計(jì)算，得到所述目標(biāo)放大增益。

18、可選地，所述對(duì)所述初始幅值比信號(hào)和所述實(shí)際幅值比信號(hào)求差，得到電流耦合數(shù)據(jù)，包括：

19、根據(jù)所述任一通道和所述參考通道各自的初始放大增益和加熱電路阻值進(jìn)行對(duì)數(shù)線性換算，得到所述初始幅值比信號(hào)；

20、根據(jù)所述任一通道和所述參考通道各自的實(shí)際放大增益和加熱電路阻值進(jìn)行對(duì)數(shù)線性換算，得到所述實(shí)際幅值比信號(hào)；

21、根據(jù)所述初始幅值比信號(hào)和所述實(shí)際幅值比信號(hào)之間的差值，得到所述電流耦合數(shù)據(jù)。

22、可選地，所述根據(jù)任一通道的初始溫度數(shù)據(jù)和目標(biāo)溫度數(shù)據(jù)，對(duì)所述任一通道的電流放大增益進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，得到初始放大增益，包括：

23、根據(jù)所述任一通道的初始溫度數(shù)據(jù)和目標(biāo)溫度數(shù)據(jù)得到所述任一通道的初始溫度差值；

24、根據(jù)所述初始溫度差值進(jìn)行增益反饋計(jì)算，得到所述初始放大增益。

25、可選地，所述方法還包括：

26、接收外部時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)所述外部時(shí)鐘信號(hào)對(duì)各通道的加熱電流進(jìn)行頻率同步。

27、可選地，所述接收外部時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)所述外部時(shí)鐘信號(hào)對(duì)各通道的加熱電流進(jìn)行頻率同步，包括：

28、根據(jù)所述外部時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘頻率，在波形查找表中確定相應(yīng)的頻率控制字；

29、將所述頻率控制字輸入任一通道，對(duì)所述任一通道的加熱電流進(jìn)行頻率同步。

30、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種多通道加熱電流調(diào)制系統(tǒng)，包括：

31、主控電路模塊，包括主控單元和增益調(diào)節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述主控單元包括相位控制單元和溫度控制單元；

32、幅相調(diào)制電路模塊，包括多路信號(hào)復(fù)用單元、幅相檢波單元和信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；

33、若干加熱電路模塊，包括高頻數(shù)字信號(hào)發(fā)生單元、加熱信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、低通濾波電路單元、可調(diào)功率放大單元、加熱線圈單元和溫度傳感器；

34、所述信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元還與所述幅相檢波單元連接，所述幅相檢波單元利用所述多路信號(hào)復(fù)用單元獲取所述加熱電路模塊的初始電流信號(hào)和初始幅值比信號(hào)；

35、所述信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元與所述若干加熱電路模塊各自的溫度傳感器連接，用于獲取所述加熱電路模塊的初始溫度數(shù)據(jù)；

36、所述溫度控制單元與所述信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接，用于根據(jù)所述初始溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；所述溫度控制單元還用于根據(jù)所述加熱電路模塊之間的初始幅值比信號(hào)和實(shí)際幅值比信號(hào)進(jìn)行耦合調(diào)節(jié)；

37、所述相位控制單元與所述信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元連接，用于根據(jù)所述初始電流信號(hào)進(jìn)行相位同步調(diào)節(jié)。

38、可選地，所述主控單元還包括鎖相環(huán)，所述鎖相環(huán)連接于外部時(shí)鐘單元和時(shí)鐘緩沖器之間，所述時(shí)鐘緩沖器與所述若干加熱電路模塊的高頻數(shù)字信號(hào)發(fā)生單元連接，用于基于外部時(shí)鐘信號(hào)對(duì)各所述加熱電路模塊的加熱電流進(jìn)行頻率同步。

39、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種多通道加熱電流調(diào)制裝置，包括：

40、主控電路模塊，包括fpga芯片、晶振電路、復(fù)位電路、jtag串口電路、eeprom電路、時(shí)鐘緩沖器電路和增益調(diào)節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；

41、幅相調(diào)制電路模塊，包括多路信號(hào)復(fù)選電路、幅相檢測(cè)電路和信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路；

42、若干加熱電路模塊，包括信號(hào)發(fā)生電路、加熱信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路、可調(diào)功率放大電路以及原子磁力儀探頭；

43、所述fpga芯片與所述若干加熱電路模塊通過(guò)spi串口通訊連接；所述增益調(diào)節(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與所述fpga芯片，用于根據(jù)所述fpga芯片輸出的信號(hào)對(duì)任一通道加熱電路模塊的電流放大增益進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；

44、所述原子磁力儀探頭包括原子氣室、加熱線圈和溫度傳感器。

45、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器和所述處理器之間互相通信連接，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述處理器通過(guò)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的方法。

46、第五方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的方法。

47、第六方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的方法。