超導量子干涉儀計算機接口裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種超導量子干涉儀計算機接口裝置，包括有計算機控制的自動測量裝置，該自動測量裝置設于超導量子干涉儀和計算機之間，所述自動測量裝置的單片機采用ＡＶＲ單片機，該單片機與所述計算機之間采用ＵＳＢ接口連接。本實用新型專利技術的自動測量裝置的單片機采用ＡＶＲ單片機，該單片機與計算機之間采用ＵＳＢ接口連接，自動測量裝置與超導量子干涉儀連接處設置有１５針插頭，該１５針插頭與超導量子干涉儀上的１５針插座對應連接。本實用新型專利技術的自動測量裝置處理能力將大大提高，其與計算機之間的信息交互將變得快捷，整體處理能力得到加強。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種超導量子干涉儀計算機接口裝置，尤其涉及一種基于USB傳輸的超導量子干涉儀計算機接口裝置。
技術介紹
目前超導量子干涉儀(SQUID)是人類所知道的最靈敏的磁場檢測裝置，它在心磁圖測量、地磁圖測量、無損檢測和磁顯微鏡等方面有著廣泛的應用前景。目前超導量子干涉儀的測量控制裝置有手動和計算機控制的自動裝置兩種，手動測量裝置是由幾種電子學儀器和物理設備組成的測控系統。超導量子干涉儀器件放入杜瓦瓶中后與前置放大器相連接，信號發生器輸出標準三角波掃場電壓輸入前置放大器，穩壓電源供電的手動調節器輸出三路直流電壓Vco、Att、Vdc到前置放大器，分別調整超導量子干涉儀的輸出頻率、衰減和直流電平，示波器顯示超導量子干涉儀輸出波形。其調整過程是手動交替調節三路直流電壓Vco、Att、Vdc的數值，同時用示波器觀察波形，使輸出波形達到最佳的信噪比。以上已有的測控裝置可以完成超導量子干涉儀的調整過程，但卻有諸多的不便之處。比如(1)設備、儀器種類繁多，接線復雜，需要專業技術人員操作，非專業人員不易掌握；(2)用電位器調整直流電壓的輸出精度不夠高；(3)當需要多臺SQUID設備同時工作時，將需要多套示波器和其他儀器。操作起來較為麻煩；(4)不方便進行野外作業。計算機控制的自動測量裝置是在超導量子干涉儀和計算機之間設計一種自動控制接口裝置，取代原有的示波器、信號發生器和手動調節器等部分。對超導量子干涉儀測量裝置的操作從手動改為由PC機作主控的自動方式完成，同時可以利用多機通訊原理，完成一臺計算機對兩臺以上超導量子干涉儀進行切換控制操作?，F有的超導量子干涉儀計算機自動控制接口裝置是以MCS51微處理器為核心的多功能電路、以及計算機串行接口(RS-232接口標準)通訊。由于串口速率(速率為19200bit/s)的限制，接口中的數據傳輸速度慢，造成一些高頻信號被濾除。
技術實現思路
針對上述現有超導量子干涉儀計算機接口裝置所存在的問題和不足，本技術的目的是提供一種可滿足自動測量裝置與計算機及超導量子干涉儀之間數據流量需求的基于USB傳輸的超導量子干涉儀計算機接口裝置。本技術是這樣實現的一種超導量子干涉儀計算機接口裝置，包括有計算機控制的自動測量裝置，該自動測量裝置設于超導量子干涉儀和計算機之間，所述自動測量裝置的單片機采用AVR單片機，該單片機與所述計算機之間采用USB接口連接。進一步地，所述AVR單片機具體為mega8515系列。進一步地，所述自動測量裝置與所述超導量子干涉儀連接處設置有15針插頭，該15針插頭與所述超導量子干涉儀上的15針插座對應連接。本技術的自動測量裝置的單片機采用AVR單片機，該單片機與計算機之間采用USB接口連接，自動測量裝置與超導量子干涉儀連接處設置有15針插頭，該15針插頭與超導量子干涉儀上的15針插座對應連接。本技術的自動測量裝置處理能力將大大提高，其與計算機之間的信息交互將變得快捷，整體處理能力得到加強。以下結合附圖，對本技術作出詳細描述。附圖說明圖1是本技術的整體結構框圖。圖中，1——單片機，2——三角波發生器，3-1、3-2、3-3——數字模擬(D/A)轉換電路，4——RESET復位信號電路，5——TEST/SIGNAL信號電路，6——模擬數字(A/D)轉換電路，7——15針插頭，8——超導量子干涉儀前置放大器，9——超導量子干涉儀，10——USB接口芯片PHILIPS D12及其電路，11——USB插頭，12——PC兼容機。具體實施方式如圖1所示，本技術的自動控制接口裝置具體采取以AVR單片機mega8515微處理器為核心的多功能電路，SPI接口的數模轉換芯片MAX1119和數模轉換芯片MAX5742。單片機與主機之間通過USB接口芯片PHILIPS D12通訊，計算機向接口裝置發出的命令和往返的數據就是通過此USB接插件11傳送的。虛線框部分是分電路，其控制前置放大器8。由單片機1與數字模擬(D/A)轉換電路、模擬數字(A/D)轉換電路6和三角波發生器2電路相連接組成；數字模擬(D/A)轉換電路包括放大電路、電平移動電路和數字模擬(D/A)轉換芯片，它輸出的三路直流電壓可調步長是3毫伏，Vco、Att調節范圍是0到12伏，Vdc調節范圍是-12伏到+12伏，這三路輸出連接到與超導量子干涉儀前置放大器相連接的15針插頭上；模擬數字(A/D)轉換電路跟與超導量子干涉儀前置放大器相連接的15針插頭相連接，包括放大電路、電平移動電路和模擬數字(A/D)轉換芯片，該電路代替了示波器的功能；三角波發生器輸出也連接到與超導量子干涉儀前置放大器相連接的15針插頭上，其產生的三角波電壓是超導量子干涉儀所需要的掃場電壓。多功能電路還產生兩路邏輯信號，一個是TEST/SIGNAL信號，另一個是RESET信號。當TEST/SIGNAL信號是高電平(正9V)時，表示超導量子干涉儀放大器工作在TEST狀態，當TEST/SIGNAL輸出低電平(0V)時，表示超導量子干涉儀放大器工作在SINGAL狀態。而另一個RESET信號，當操作者在計算機屏幕上點擊一下標有RESET的軟開關，電路在RESET輸出端將產生一個正脈沖，作為超導量子干涉儀前置放大器中積分電路的復位控制信號。這兩個控制信號也都與超導量子干涉儀前置放大器相連接的15針插頭相連。USB接口芯片PHILIPS D12及其電路10與USB插頭11相連接。本技術的單片機控制數字模擬轉換電路(D/A電路)產生直流電壓Vco、Att、Vdc，這三路直流電壓分別調整超導量子干涉儀的輸出頻率、衰減和直流電平，從而改變超導量子干涉儀的工作狀態和輸出波形；用模擬數字轉換電路(A/D電路)對超導量子干涉儀的輸出波形采樣、讀入單片機進行分析、再傳入計算機顯示；三角波發生器輸出也連接到與超導量子干涉儀前置放大器相連接的15針插頭上，其產生的三角波電壓是超導量子干涉儀所需要的掃場電壓。當Vco、Att、Vdc取不同的數值時，超導量子干涉儀輸出波形是不同的，所以當輸出波形沒有達到最佳信躁比時，通過單片機反復調節數字模擬轉換電路(D/A電路)輸出的三路直流電壓，使其輸出波形達到最大的信躁比。和主機的通訊是基于USB協議傳輸，利用了USB接口芯片PHILIPS D12，由單片機控制PHILIPS D12工作，D12與多功能電路一端的一個USB插座相連接，此USB插座通過電纜線與計算機USB通訊口相連。本技術實現了利用USB接口對超導量子干涉儀測量裝置的操作從手動改為由PC機作主控的自動方式完成，并保證了信息處理的迅捷。權利要求1.一種超導量子干涉儀計算機接口裝置，包括有計算機控制的自動測量裝置，該自動測量裝置設于超導量子干涉儀和計算機之間，其特征在于，所述自動測量裝置的單片機采用AVR單片機，該單片機與所述計算機之間采用USB接口連接。2.如權利要求1所述的超導量子干涉儀計算機接口裝置，其特征在于，所述AVR單片機具體為mega8515系列。3.如權利要求1所述的超導量子干涉儀計算機接口裝置，其特征在于，所述自動測量裝置與所述超導量子干涉儀連接處設置有15針插頭，該15針插頭與所述超導量子干涉儀上的15針插座對應連接。專利摘要本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超導量子干涉儀計算機接口裝置，包括有計算機控制的自動測量裝置，該自動測量裝置設于超導量子干涉儀和計算機之間，其特征在于，所述自動測量裝置的單片機采用ＡＶＲ單片機，該單片機與所述計算機之間采用ＵＳＢ接口連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉新元，戴遠東，王福仁，白云，趙魏，謝飛翔，馬平，楊濤，聶瑞娟，李壯志，陳恕，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]