本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是針對(duì)磁光阱中磁場(chǎng)的開(kāi)關(guān)。

技術(shù)背景

應(yīng)用于冷原子干涉型重力儀磁光阱磁場(chǎng)的開(kāi)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(zhǎng)、制作成本高、穩(wěn)定性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、延遲時(shí)間短和穩(wěn)定性好的磁光阱磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)裝置。

本發(fā)明的用于冷原子干涉型重力儀中磁光阱磁場(chǎng)的快速開(kāi)關(guān)裝置，包括依次連接的TTL信號(hào)輸入電路單元1、光電耦合電路單元2、MOSFET開(kāi)關(guān)電路單元3和磁場(chǎng)響應(yīng)電路單元4。

所述的TTL信號(hào)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(hào)引腳和TTL信號(hào)的負(fù)端連接，P1的2號(hào)引腳和TTL信號(hào)的正端連接，限流電阻的第一端和接線端P1的2號(hào)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(hào)引腳和限流電阻R1的第二端相連，光電耦合器的3號(hào)引腳和TTL信號(hào)接線端的1號(hào)引腳相連，光電耦合器U1的5號(hào)引腳和地相連，光電耦合器U1的6號(hào)引腳和上拉電阻的第一端相連，光電耦合器U1的8號(hào)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(hào)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(kāi)關(guān)電路單元3由場(chǎng)效應(yīng)管Q1構(gòu)成，其中：場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極S和地相連，場(chǎng)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(chǎng)響應(yīng)電路單元4由高速二極管D1、功耗電阻R3、磁場(chǎng)線圈接線端P3和磁場(chǎng)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(chǎng)線圈供電接線端P2的1號(hào)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(chǎng)線圈的接線端P3的2號(hào)引腳相連，磁場(chǎng)線圈的供電接線端P2的1號(hào)引腳和所需直流電壓相連，接線端P2的2號(hào)引腳和地相連，磁場(chǎng)線圈的接線端P3的1號(hào)引腳和磁場(chǎng)線圈供電接線端的1號(hào)引腳相連，磁場(chǎng)線圈接線端P3的1號(hào)引腳和2號(hào)引腳分別和磁場(chǎng)線圈的兩端相連。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了對(duì)冷原子干涉型重力儀磁光阱磁場(chǎng)的快速有效開(kāi)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(kāi)關(guān)，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元框圖；

圖2是本發(fā)明的設(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(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明的用于冷原子干涉型重力儀中磁光阱磁場(chǎng)的快速開(kāi)關(guān)裝置，包括依次連接的TTL信號(hào)輸入電路單元1、光電耦合電路單元2、MOSFET開(kāi)關(guān)電路單元3和磁場(chǎng)響應(yīng)電路單元4。

所述的TTL信號(hào)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(hào)引腳和TTL信號(hào)的負(fù)端連接，P1的2號(hào)引腳和TTL信號(hào)的正端連接，限流電阻的第一端和接線端P1的2號(hào)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(hào)引腳和限流電阻R1的第二端相連，光電耦合器的3號(hào)引腳和TTL信號(hào)接線端的1號(hào)引腳相連，光電耦合器U1的5號(hào)引腳和地相連，光電耦合器U1的6號(hào)引腳和上拉電阻的第一端相連，光電耦合器U1的8號(hào)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(hào)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(kāi)關(guān)電路單元3由場(chǎng)效應(yīng)管Q1構(gòu)成，其中：場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極S和地相連，場(chǎng)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(chǎng)響應(yīng)電路單元4由高速二極管D1、功耗電阻R3、磁場(chǎng)線圈接線端P3和磁場(chǎng)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(chǎng)線圈供電接線端P2的1號(hào)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(chǎng)線圈的接線端P3的2號(hào)引腳相連，磁場(chǎng)線圈的供電接線端P2的1號(hào)引腳和所需直流電壓相連，接線端P2的2號(hào)引腳和地相連，磁場(chǎng)線圈的接線端P3的1號(hào)引腳和磁場(chǎng)線圈供電接線端的1號(hào)引腳相連，磁場(chǎng)線圈接線端P3的1號(hào)引腳和2號(hào)引腳分別和磁場(chǎng)線圈的兩端相連。

TTL信號(hào)輸入電路單元1是用于接入TTL控制信號(hào)，其中限流電阻R1用來(lái)限制TTL信號(hào)的電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)光電耦合器U1實(shí)現(xiàn)對(duì)外界環(huán)境的屏蔽，因?yàn)榇殴廒逯車(chē)h(huán)境會(huì)存在較大的磁場(chǎng)，會(huì)影響TTL信號(hào)對(duì)磁場(chǎng)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(duì)電源的沖擊，上拉電阻R2用于吸收旁路電容C1無(wú)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(hào)對(duì)負(fù)載的沖擊；

MOSFET開(kāi)關(guān)電路單元3通過(guò)改變柵極G上的電壓值，可起到一個(gè)快速開(kāi)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(chǎng)響應(yīng)電路單元4的主要功能是實(shí)現(xiàn)磁光阱磁場(chǎng)的響應(yīng)，當(dāng)MOSFET開(kāi)啟時(shí)，磁場(chǎng)線圈開(kāi)始工作，為磁光阱提供穩(wěn)定的磁場(chǎng)，當(dāng)MOSFET關(guān)斷時(shí)，磁光阱磁場(chǎng)線圈停止工作，磁光阱的磁場(chǎng)迅速關(guān)斷。磁場(chǎng)響應(yīng)電路單元4中功耗電阻R3、磁光阱磁場(chǎng)線圈和磁光阱磁場(chǎng)線圈的供電端構(gòu)成一階RL電路，再結(jié)合MOSFET開(kāi)關(guān)電路單元3，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)冷原子干涉型重力儀中磁光阱磁場(chǎng)的快速有效開(kāi)關(guān)。

本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(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，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能想到的等同技術(shù)手段。