鍶原子光鐘磁光阱磁場控制裝置制造方法
【專利摘要】一種鍶原子光鐘磁光阱磁場控制裝置，將控制信號中的高頻部分過濾進行放大的驅動電路；開關電路，該電路的輸入端接驅動電路；保護電路2，該電路的輸出端接開關電路；監(jiān)測電路，該電路的輸入端接開關電路；保護電路1該電路的輸出端接監(jiān)測電路。本實用新型采用在絕緣柵雙極型晶體管的源極與漏極之間并聯(lián)保護電路，不僅起到了保護場效應管的作用，還能夠吸收掉一部分電路中的振蕩信號。同時采用了在感應線圈兩端并聯(lián)了保護電路，對通過感應線圈的電流進行控制以及對通過感應線圈的電流進行監(jiān)測，實現(xiàn)對感應線圈產生的磁場進行控制。它具有設計合理、結構簡單、對通過感應線圈的電流能進行監(jiān)測等優(yōu)點，可在鍶原子光鐘上使用。
【專利說明】鍶原子光鐘磁光阱磁場控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鍶原子光鐘二級冷卻中時序控制裝置領域，能夠在極短的時間內關斷磁場。
【背景技術】
[0002]在鍶原子光鐘二級冷卻過程中要將461nm、689nm激光、原子源及磁光阱磁場在很短的時間內同步關斷或開啟。實現(xiàn)激光和原子源關斷的技術已經很成熟。相對而言，實現(xiàn)磁場的關斷較為復雜。
[0003]對于鍶原子的二級冷卻實驗，要將磁光阱區(qū)的磁場梯度迅速在I毫秒以內，降低到5G/cm。在實現(xiàn)原子的進一步冷卻之后，磁場梯度需要在現(xiàn)有的基礎上提高到lOG/cm，以壓縮冷原子團。在實驗過程中，原子團的壽命很短，一般只有幾毫秒，磁場梯度反應很快。
[0004]現(xiàn)有的磁場控制設備中大多采用場效應管Ql對電流的進行控制，達到控制磁場的目的。主要存在以下缺陷:一是它們都沒有考慮場效應管Ql的保護問題；二是為了使線圈的電流迅速降低大部分的技術方案是與線圈并聯(lián)一個二極管，這種設備不能有效地降低通過感應線圈電流，并且二極管很容易被燒壞；三是對于監(jiān)測電路電流的接通或斷開，大部分設備是采用監(jiān)測主回路中的電流開關斷信號，這種設備實質上監(jiān)測到的是場效應管Ql的開關斷時間，而鍶原子光鐘磁光阱磁場中需要的是感應線圈上電流的開關斷時間。
【發(fā)明內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于克服上述磁場控制設備的缺點，提供一種對設計合理、結構簡單、感應線圈能夠保護、對通過感應線圈的電流能進行監(jiān)測的鍶原子光鐘磁光講磁場控制裝置。
[0006]解決上述技術問題所采用的技術方案是它具有:將控制信號中的高頻部分過濾進行放大的驅動電路；開關電路，該電路的輸入端接驅動電路；保護電路2，該電路的輸出端接開關電路；監(jiān)測電路，該電路的輸入端接開關電路；保護電路I該電路的輸出端接監(jiān)測電路。
[0007]本實用新型的保護電路2為:電容C3的一端通過電阻R4接場效應管Ql的源極和監(jiān)測電路的集成電路U2的反相輸入端2腳、另一端接場效應管Ql的漏極并通過和電阻Rl接地，集成電路U2的型號為AD620。
[0008]本實用新型的保護電路I為:二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5的負極接場效應管Ql的源極和電阻R4的另一端，二極管D2的正極和二極管D3的正極通過電阻R2接二極管Dl的正極，二極管D4的正極和二極管D5的正極通過電阻R6接二極管Dl的正極，二極管Dl的負極接18V電源正極。
[0009]本實用新型的監(jiān)測電路為:集成電路U2的同相輸入端3腳通過電阻R7接場效應管Ql的源極并通過電感線圈LI接18V電源正極、反相輸入端2腳接場效應管Ql的源極、電源端7腳接15V電源正極、4腳接15V電源的負極、輸出端6腳通過電阻R8輸出，集成電路U2的型號為AD620。
[0010]本實用新型采用在絕緣柵雙極型晶體管的源極與漏極之間并聯(lián)保護電路，不僅起到了保護場效應管的作用，還能夠吸收掉一部分電路中的振蕩信號。同時采用了在感應線圈兩端并聯(lián)了保護電路，對通過感應線圈的電流進行控制以及對通過感應線圈的電流進行監(jiān)測，實現(xiàn)對感應線圈產生的磁場進行控制。本實用新型具有設計合理、結構簡單、對感應線圈能夠保護、對通過感應線圈的電流能進行監(jiān)測等優(yōu)點，可在鍶原子光鐘上使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。
[0012]圖2是本實用新型的電子線路原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于這些實施例。
[0014]實施例1
[0015]在圖1中，本實用新型由驅動電路、開關電路、監(jiān)測電路、保護電路1、保護電路2連接構成。驅動電路的輸出端接開關電路，保護電路2的輸出端接開關電路，開關電路的輸出端接監(jiān)測電路，保護電路I的輸出端接監(jiān)測電路。
[0016]在圖2中，本實施例的驅動電路由集成電路U1、電阻R3、電阻R5、電容Cl、電容C2連接構成，集成電路Ul的型號為0P27GP?？刂菩盘栍杉呻娐稶l的同相輸入端3腳輸入，集成電路Ul的同相輸入端接電容Cl的一端、反相輸入端2腳通過電阻R5接保護電路2，7腳接15V電源的正極、4腳接15V電源的負極、輸出端6腳通過電阻R3接電容C2的一端和開關電路，電容Cl的另一端和電容C2的另一端接地。
[0017]本實施例的開關電路由場效應管Ql構成，場效應管Ql的型號為1MBI400N-1200。場效應管Ql的柵極接電阻R3的另一端、源極接保護電路I和監(jiān)測電路以及漏極保護電路
2、漏極接保護電路2。
[0018]本實施例的保護電路2由電阻R1、電阻R4、電容C3連接構成。電容C3的一端通過電阻R4接場效應管Ql的源極和監(jiān)測電路、另一端接場效應管Ql的漏極并通過和電阻Rl接地。
[0019]本實施例的保護電路I由二極管Dl?二極管D5、電阻R2、電阻R6連接構成。二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5的負極接場效應管Ql的源極和電阻R4的另一端，二極管D2的正極和二極管D3的正極通過電阻R2接二極管Dl的正極，二極管D4的正極和二極管D5的正極通過電阻R6接二極管Dl的正極，二極管Dl的負極接18V電源正極。
[0020]本實施例的監(jiān)測電路由集成電路U2、電阻R7、電阻R8、電感線圈LI連接構成，集成電路U2的型號為AD620。集成電路U2的同相輸入端3腳通過電阻R7接場效應管Ql的源極并通過電感線圈LI接18V電源正極、反相輸入端2腳接場效應管Ql的源極、電源端7腳接15V電源正極、4腳接15V電源的負極、輸出端6腳通過電阻R8接示波器，由示波器顯示出結果。
[0021]本實用新型的工作原理如下:[0022]控制信號通過信號源產生，經過電容Cl，將控制信號的高頻部分過濾，由集成電路Ul的同相輸入端3腳輸入，集成電路Ul對控制信號進行放大輸入到場效應管Ql的柵極，通過場效應管Ql的柵極與源極的導通或截止，控制線圈LI的電流通斷，對線圈LI產生的磁場進行控制。電阻R7兩端的電壓輸入到集成電路U2的同相輸入端和反相輸入端，集成電路U2通過放大同相輸入端和反相輸入端的電壓，輸出到示波器中。通過感應線圈的電流接通或斷開時會出現(xiàn)很大的感應電壓，通過二極管D1、電阻R2和R6及穩(wěn)壓二極管D2、D3、D4、D5的串聯(lián)，使感應線圈LI的感應電壓迅速降低，對感應線圈LI起保護作用，以防感應線圈LI被燒壞。電阻R4和電容C3組成保護電路，保護場效應管Ql不會因為過高的感應電壓而被燒壞，同時也能夠吸收掉電路中的一部分振蕩信號。
【權利要求】
1.一種鍶原子光鐘磁光阱磁場控制裝置，其特征在于它具有: 將控制信號中的高頻部分過濾進行放大的驅動電路； 開關電路，該電路的輸入端接驅動電路； 保護電路(2)，該電路的輸出端接開關電路； 監(jiān)測電路，該電路的輸入端接開關電路； 保護電路(I)該電路的輸出端接監(jiān)測電路。
2.根據(jù)權利要求1所述的鍶原子光鐘磁光阱磁場控制裝置，其特征在于所述的保護電路(2)為:電容C3的一端通過電阻R4接場效應管Ql的源極和監(jiān)測電路的集成電路U2的反相輸入端2腳、另一端接場效應管Ql的漏極并通過和電阻Rl接地，集成電路U2的型號為 AD620。
3.根據(jù)權利要求1所述的鍶原子光鐘磁光阱磁場控制裝置，其特征在于所述的保護電路(I)為:二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5的負極接場效應管Ql的源極和電阻R4的另一端，二極管D2的正極和二極管D3的正極通過電阻R2接二極管Dl的正極，二極管D4的正極和二極管D5的正極通過電阻R6接二極管Dl的正極，二極管Dl的負極接18V電源正極。
4.根據(jù)權利要求1所述的鍶原子光鐘磁光阱磁場控制裝置，其特征在于所述的監(jiān)測電路為:集成電路U2的同相輸入端3腳通過電阻R7接場效應管Ql的源極并通過電感線圈LI接18V電源正極、反相輸入端2腳接場效應管Ql的源極、電源端7腳接15V電源正極、4腳接15V電源的負極、輸出端6腳通過電阻R8輸出，集成電路U2的型號為AD620。
【文檔編號】H03K17/60GK203632647SQ201320882038
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月28日 優(yōu)先權日:2013年12月28日
【發(fā)明者】盧本全, 王葉兵, 許朋, 田曉, 常宏 申請人:中國科學院國家授時中心