超导量子干涉仪计算机接口装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超导量子干涉仪计算机接口装置，包括有计算机控制的自动测量装置，该自动测量装置设于超导量子干涉仪和计算机之间，所述自动测量装置的单片机采用ＡＶＲ单片机，该单片机与所述计算机之间采用ＵＳＢ接口连接。本实用新型专利技术的自动测量装置的单片机采用ＡＶＲ单片机，该单片机与计算机之间采用ＵＳＢ接口连接，自动测量装置与超导量子干涉仪连接处设置有１５针插头，该１５针插头与超导量子干涉仪上的１５针插座对应连接。本实用新型专利技术的自动测量装置处理能力将大大提高，其与计算机之间的信息交互将变得快捷，整体处理能力得到加强。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超导量子干涉仪计算机接口装置，尤其涉及一种基于USB传输的超导量子干涉仪计算机接口装置。
技术介绍
目前超导量子干涉仪(SQUID)是人类所知道的最灵敏的磁场检测装置，它在心磁图测量、地磁图测量、无损检测和磁显微镜等方面有着广泛的应用前景。目前超导量子干涉仪的测量控制装置有手动和计算机控制的自动装置两种，手动测量装置是由几种电子学仪器和物理设备组成的测控系统。超导量子干涉仪器件放入杜瓦瓶中后与前置放大器相连接，信号发生器输出标准三角波扫场电压输入前置放大器，稳压电源供电的手动调节器输出三路直流电压Vco、Att、Vdc到前置放大器，分别调整超导量子干涉仪的输出频率、衰减和直流电平，示波器显示超导量子干涉仪输出波形。其调整过程是手动交替调节三路直流电压Vco、Att、Vdc的数值，同时用示波器观察波形，使输出波形达到最佳的信噪比。以上已有的测控装置可以完成超导量子干涉仪的调整过程，但却有诸多的不便之处。比如(1)设备、仪器种类繁多，接线复杂，需要专业技术人员操作，非专业人员不易掌握；(2)用电位器调整直流电压的输出精度不够高；(3)当需要多台SQUID设备同时工作时，将需要多套示波器和其他仪器。操作起来较为麻烦；(4)不方便进行野外作业。计算机控制的自动测量装置是在超导量子干涉仪和计算机之间设计一种自动控制接口装置，取代原有的示波器、信号发生器和手动调节器等部分。对超导量子干涉仪测量装置的操作从手动改为由PC机作主控的自动方式完成，同时可以利用多机通讯原理，完成一台计算机对两台以上超导量子干涉仪进行切换控制操作。现有的超导量子干涉仪计算机自动控制接口装置是以MCS51微处理器为核心的多功能电路、以及计算机串行接口(RS-232接口标准)通讯。由于串口速率(速率为19200bit/s)的限制，接口中的数据传输速度慢，造成一些高频信号被滤除。
技术实现思路
针对上述现有超导量子干涉仪计算机接口装置所存在的问题和不足，本技术的目的是提供一种可满足自动测量装置与计算机及超导量子干涉仪之间数据流量需求的基于USB传输的超导量子干涉仪计算机接口装置。本技术是这样实现的一种超导量子干涉仪计算机接口装置，包括有计算机控制的自动测量装置，该自动测量装置设于超导量子干涉仪和计算机之间，所述自动测量装置的单片机采用AVR单片机，该单片机与所述计算机之间采用USB接口连接。进一步地，所述AVR单片机具体为mega8515系列。进一步地，所述自动测量装置与所述超导量子干涉仪连接处设置有15针插头，该15针插头与所述超导量子干涉仪上的15针插座对应连接。本技术的自动测量装置的单片机采用AVR单片机，该单片机与计算机之间采用USB接口连接，自动测量装置与超导量子干涉仪连接处设置有15针插头，该15针插头与超导量子干涉仪上的15针插座对应连接。本技术的自动测量装置处理能力将大大提高，其与计算机之间的信息交互将变得快捷，整体处理能力得到加强。以下结合附图，对本技术作出详细描述。附图说明图1是本技术的整体结构框图。图中，1——单片机，2——三角波发生器，3-1、3-2、3-3——数字模拟(D/A)转换电路，4——RESET复位信号电路，5——TEST/SIGNAL信号电路，6——模拟数字(A/D)转换电路，7——15针插头，8——超导量子干涉仪前置放大器，9——超导量子干涉仪，10——USB接口芯片PHILIPS D12及其电路，11——USB插头，12——PC兼容机。具体实施方式如图1所示，本技术的自动控制接口装置具体采取以AVR单片机mega8515微处理器为核心的多功能电路，SPI接口的数模转换芯片MAX1119和数模转换芯片MAX5742。单片机与主机之间通过USB接口芯片PHILIPS D12通讯，计算机向接口装置发出的命令和往返的数据就是通过此USB接插件11传送的。虚线框部分是分电路，其控制前置放大器8。由单片机1与数字模拟(D/A)转换电路、模拟数字(A/D)转换电路6和三角波发生器2电路相连接组成；数字模拟(D/A)转换电路包括放大电路、电平移动电路和数字模拟(D/A)转换芯片，它输出的三路直流电压可调步长是3毫伏，Vco、Att调节范围是0到12伏，Vdc调节范围是-12伏到+12伏，这三路输出连接到与超导量子干涉仪前置放大器相连接的15针插头上；模拟数字(A/D)转换电路跟与超导量子干涉仪前置放大器相连接的15针插头相连接，包括放大电路、电平移动电路和模拟数字(A/D)转换芯片，该电路代替了示波器的功能；三角波发生器输出也连接到与超导量子干涉仪前置放大器相连接的15针插头上，其产生的三角波电压是超导量子干涉仪所需要的扫场电压。多功能电路还产生两路逻辑信号，一个是TEST/SIGNAL信号，另一个是RESET信号。当TEST/SIGNAL信号是高电平(正9V)时，表示超导量子干涉仪放大器工作在TEST状态，当TEST/SIGNAL输出低电平(0V)时，表示超导量子干涉仪放大器工作在SINGAL状态。而另一个RESET信号，当操作者在计算机屏幕上点击一下标有RESET的软开关，电路在RESET输出端将产生一个正脉冲，作为超导量子干涉仪前置放大器中积分电路的复位控制信号。这两个控制信号也都与超导量子干涉仪前置放大器相连接的15针插头相连。USB接口芯片PHILIPS D12及其电路10与USB插头11相连接。本技术的单片机控制数字模拟转换电路(D/A电路)产生直流电压Vco、Att、Vdc，这三路直流电压分别调整超导量子干涉仪的输出频率、衰减和直流电平，从而改变超导量子干涉仪的工作状态和输出波形；用模拟数字转换电路(A/D电路)对超导量子干涉仪的输出波形采样、读入单片机进行分析、再传入计算机显示；三角波发生器输出也连接到与超导量子干涉仪前置放大器相连接的15针插头上，其产生的三角波电压是超导量子干涉仪所需要的扫场电压。当Vco、Att、Vdc取不同的数值时，超导量子干涉仪输出波形是不同的，所以当输出波形没有达到最佳信躁比时，通过单片机反复调节数字模拟转换电路(D/A电路)输出的三路直流电压，使其输出波形达到最大的信躁比。和主机的通讯是基于USB协议传输，利用了USB接口芯片PHILIPS D12，由单片机控制PHILIPS D12工作，D12与多功能电路一端的一个USB插座相连接，此USB插座通过电缆线与计算机USB通讯口相连。本技术实现了利用USB接口对超导量子干涉仪测量装置的操作从手动改为由PC机作主控的自动方式完成，并保证了信息处理的迅捷。权利要求1.一种超导量子干涉仪计算机接口装置，包括有计算机控制的自动测量装置，该自动测量装置设于超导量子干涉仪和计算机之间，其特征在于，所述自动测量装置的单片机采用AVR单片机，该单片机与所述计算机之间采用USB接口连接。2.如权利要求1所述的超导量子干涉仪计算机接口装置，其特征在于，所述AVR单片机具体为mega8515系列。3.如权利要求1所述的超导量子干涉仪计算机接口装置，其特征在于，所述自动测量装置与所述超导量子干涉仪连接处设置有15针插头，该15针插头与所述超导量子干涉仪上的15针插座对应连接。专利摘要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导量子干涉仪计算机接口装置，包括有计算机控制的自动测量装置，该自动测量装置设于超导量子干涉仪和计算机之间，其特征在于，所述自动测量装置的单片机采用ＡＶＲ单片机，该单片机与所述计算机之间采用ＵＳＢ接口连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新元，戴远东，王福仁，白云，赵魏，谢飞翔，马平，杨涛，聂瑞娟，李壮志，陈恕，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]