專利名稱：一種深海地磁測量儀電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于深海磁法勘查技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁阻傳感器的 深海近海底地磁三分量測量儀電路。
技術(shù)背景磁法勘查一直以來是地質(zhì)調(diào)查與勘探的有效手段之一，隨著世界各國 對海底礦產(chǎn)資源開發(fā)的日益重視，磁法勘查逐漸在海洋領(lǐng)域得到應(yīng)用。如 何根據(jù)不同的需求背景開發(fā)各種應(yīng)用于海洋的地磁測量儀，從而有效的探 明海底鐵磁性礦體的分布，是當(dāng)前海洋磁法勘查手段的關(guān)鍵。在各種海洋 磁力儀中，近海底地磁三分量磁力儀是目前研制的重點(diǎn)，海洋地質(zhì)學(xué)家為 了在深海區(qū)域獲得較短波長的磁異常，以及更多的礦體分布詳細(xì)信息，非 常需要可在近海底區(qū)域工作的可測量地磁三分量的地磁測量儀。在陸地上己成熟應(yīng)用的光泵式地磁測量儀、Overhauser式地磁測量儀 和核子旋進(jìn)式地磁測量儀等因功耗較大需要母船提供電源，無法在近海底 區(qū)域進(jìn)行磁測，僅能在距海面50米附近進(jìn)行拖曳磁測，而且光泵式磁力儀 和Overhauser式地磁測量儀無法測得磁場三分量。目前可在近海底測量地 磁三分量的地磁測量儀，其內(nèi)部地磁測量電路全部基于磁通門技術(shù)，磁通 門式測量電路的主要缺陷在于精度過低，因其線圈結(jié)構(gòu)而穩(wěn)定性不高，因 此在分析海底小區(qū)域的地磁微變應(yīng)用中缺乏實(shí)際意義。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于磁阻傳感器的深海近海底地磁三分量 測量儀電路，以克服磁通門式地磁測量儀電路精度過低且穩(wěn)定性不高的缺 陷。本發(fā)明包括電源電路、置位/復(fù)位電路、傳感測量電路、主控電路。 電源電路包括一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1、 二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2、 二極管 Dl、電阻R1、兩個電解電容C3和C4、三個瓷片電容C1、 C2和C5。 一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的1腳為輸入端，與9V電壓源和二極管Dl的陽極連接， 一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的3腳為5V電壓輸出端，與二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2 的l腳連接；二極管D1的陰極與電阻R1的一端連接，瓷片電容C1的一端 與一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的1腳連接，瓷片電容C2的一端與一級電源轉(zhuǎn)換 芯片IC1的3腳連接； 一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的2腳、電阻R1的另一端、 瓷片電容Cl和C2的另一端接地。二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的1腳與電解電 容C3的正極連接，二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的3腳為3.3V電壓輸出端，分 別與電解電容C4的正極和瓷片電容C5的一端連接；電解電容C3和C4的 負(fù)極、瓷片電容C5的另一端接地。置位/復(fù)位電路包括整流芯片IC3、電阻R2、瓷片電容C6、電解電容 C7。其中整流芯片IC3的3腳與電源電路的5V電壓輸出端連接、1腳接地; 電阻R2的一端和整流芯片IC3的4腳與瓷片電容C6的一端連接，瓷片電 容C6的另一端和整流芯片IC3的2腳與主控電路連接，電阻R2的另一端 與整流芯片IC3的3腳連接；整流芯片IC3的5、 6、 7、 8腳并聯(lián)后與電解 電容C7的負(fù)極連接，電解電容C7的正極引出為置位/復(fù)位電路的SR+輸出一山頓。傳感測量電路包括單軸磁阻傳感器芯片IC4、雙軸磁阻傳感器芯片 IC5、三個相同的運(yùn)算放大電路5和高精度AD芯片IC6、電壓基準(zhǔn)芯片IC7。單軸磁阻傳感器芯片IC4的1腳、雙軸磁阻傳感器芯片IC5的14腳和 16腳分別與置位/復(fù)位電路SR+輸出端連接，單軸磁阻傳感器芯片IC4的7 腳、雙軸磁阻傳感器芯片IC5的4腳和11腳分別與電源電路的5V電壓輸 出端連接，單軸磁阻傳感器芯片IC4的3腳和4腳、雙軸磁阻傳感器芯片 IC5的6腳、7腳、8腳、13腳、18腳和20腳接地。運(yùn)算放大電路包括運(yùn)算放大芯片0P，電阻Resl與電容Capl并聯(lián)后的 一端與運(yùn)算放大芯片0P的1腳連接，并聯(lián)后的另一端與電阻Res2的一端 連接；電阻Res3與電容Cap2并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大芯片0P的6腳連接， 并聯(lián)后的另一端與電阻Res2的另一端連接；電阻Res4的一端與運(yùn)算放大芯片0P的1腳連接，另一端與電容Cap3的一端連接；電阻Res5的一端與 運(yùn)算放大芯片0P的7腳連接，另一端與電容Cap3的另一端連接；運(yùn)算放 大芯片0P的8腳與電源電路的5V電壓輸出端連接、4腳接地。第一運(yùn)算放大電路中的運(yùn)算放大芯片0P的3腳與單軸磁阻傳感器芯片 IC4的5腳連接，5腳與單軸磁阻傳感器芯片IC4的8腳連接；第二運(yùn)算放 大電路中的運(yùn)算放大芯片0P的3腳與雙軸磁阻傳感器芯片IC5的2腳連接， 5腳與雙軸磁阻傳感器芯片IC5的5腳連接；第三運(yùn)算放大電路中的運(yùn)算 放大芯片0P的3腳與雙軸磁阻傳感器芯片IC5的9腳連接，5腳與雙軸磁 阻傳感器芯片IC5的12腳連接。三個運(yùn)算放大電路中的運(yùn)算放大芯片0P的1腳通過電阻Res4分別與 高精度AD芯片IC6的8腳、9腳和10腳連接，7腳通過電阻Res5分別與 高精度AD芯片IC6的7腳連接。高精度AD芯片IC6的4腳、5腳、11腳、12腳、13腳、23腳與電源 電路的5V電壓輸出端連接，14腳、18腳、24腳接地；高精度AD芯片IC6 的3腳與晶振XTAL1的一端和瓷片電容C8的一端連接，2腳與晶振XTAL1 的另一端和瓷片電容C9的一端連接，瓷片電容C8和C9的另一端接地；高 精度AD芯片IC6的17腳與電壓基準(zhǔn)芯片IC7的6腳連接。電壓基準(zhǔn)芯片IC7的2腳與電源電路的5V電壓輸出端連接，4腳接地; 電壓基準(zhǔn)芯片IC7的2腳與電解電容C10的正極連接，電壓基準(zhǔn)芯片IC7 的3腳與瓷片電容Cll的一端連接，電壓基準(zhǔn)芯片IC7的6腳與電解電容 C12的正極和瓷片電容C13的一端連接，電解電容C10和C12的負(fù)極、瓷 片電容Cll和C13的另一端接地。主控電路包括主控芯片IC8、陀螺儀芯片IC9、電平轉(zhuǎn)換芯片ICIO、 和SD卡讀寫接口J1。主控芯片IC8的23腳、43腳、49腳與電源電路的3. 3V電壓輸出端連 接，7腳、18腳、25腳、42腳接地；主控芯片IC8的3腳與晶振XTAL2的 一端和瓷片電容C14的一端連接，5腳與晶振XTAL2的另一端和瓷片電容C15的一端連接，主控芯片IC8的62腳與晶振XTAL3的一端和瓷片電容C16 的一端連接，61腳與晶振XTAL3的另一端和瓷片電容C17的一端連接，瓷 片電容C14、 C15、 C16、 C17的另一端接地；主控芯片IC8的57腳與電阻 R3的一端連接，電阻R3的另一端與電源電路的3.3V輸出端連接；開關(guān) RESET與電容C18并聯(lián)后一端與主控芯片IC8的57腳連接，另一端接地。 主控芯片IC8的51腳與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與主控芯片 IC8的55腳連接；主控芯片IC8的23腳與電阻R5的一端連接，電阻R5 的另一端與主控芯片IC8的31腳連接；主控芯片IC8的30腳與上拉電阻 R6的一端連接，29腳與上拉電阻R7的一端連接，35腳與上拉電阻R8的 一端連接，37腳與上拉電阻R9的一端連接，上拉電阻R6、 R7、 R8、 R9的 另一端與電源電路的3. 3V電壓輸出端連接；主控芯片IC8的35腳與電阻 Rll的一端連接，電阻R11的另一端與SD卡讀寫接口 Jl的10腳連接；主 控芯片IC8的37腳與電阻R12的一端連接，電阻R12的另一端與SD卡讀 寫接口 Jl的12腳連接；主控芯片IC8的40腳與電阻R10的一端連接，電 阻R10的另一端與場效應(yīng)管MOSFET的柵極連接，場效應(yīng)管MOSFET的源極 與電源電路的3. 3V電壓輸出端連接，場效應(yīng)管MOSFET的漏極與SD卡讀寫 接口 Jl的5腳連接。主控芯片IC8的1腳與置位/復(fù)位電路中IC3的2腳 連接；主控芯片IC8的2腳與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的 1腳連接;主控芯片IC8的4腳與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6 的22腳連接；主控芯片IC8的8腳與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯 片IC6的21腳連接；主控芯片IC8的12腳與傳感測量電路中的高精度AD 轉(zhuǎn)換芯片IC6的20腳連接；主控芯片IC8的13腳分別與傳感測量電路中 的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的19腳連接；主控芯片IC8的14腳分別與傳感 測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的6腳連接；主控芯片IC8的27腳 與SD卡讀寫接口 Jl的6腳連接；主控芯片IC8的29腳與SD卡讀寫接口 Jl的8腳連接；主控芯片IC8的30腳與SD卡讀寫接口 Jl的3腳連接； 主控芯片IC8的46腳與SD卡讀寫接口 Jl的2腳連接；陀螺儀芯片IC9的8腳、10腳、11腳、12腳與電源電路的5V電壓輸 出端連接，13腳、14腳、15腳接地；陀螺儀芯片IC9的3腳與主控芯片 IC8的47腳連接；陀螺儀芯片IC9的4腳與主控芯片IC8的53腳連接； 陀螺儀芯片IC9的5腳與主控芯片IC8的54腳連接；陀螺儀芯片IC9的6 腳與主控芯片IC8的48腳連接；陀螺儀芯片IC9的7腳與主控芯片IC8的 22腳連接；陀螺儀芯片IC9的9腳與主控芯片IC8的26腳連接。電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的16腳與電源電路的5V電壓輸出端連接，15腳 接地；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的2腳與電容C19的一端連接，電容C19的的另 一端與電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的16腳連接；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的1腳與電容 C20的一端連接，電容C20的的另一端與電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的3腳連接； 電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的4腳與電容C21的一端連接，電容C21的的另一端與 電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的5腳連接；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的6腳與電容C22的 一端連接，電容C22的另一端接地；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的11腳與主控芯 片IC8的19腳連接；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的12腳與主控芯片IC8的21腳 連接。SD卡讀寫接口 Jl的4腳、7腳、11腳接地；SD卡讀寫接口 Jl的1腳 與電阻R13的一端連接，9腳與電阻R14的一端連接，電阻R13的另一端 和電阻R14的另一端接地；SD卡讀寫接口 Jl的5腳與電容C23的一端連 接，電容C23的另一端接地。本發(fā)明中的電源轉(zhuǎn)換芯片IC1、 IC2，整流芯片IC3，單軸磁阻傳感器 芯片IC4，雙軸磁阻傳感器芯片IC5，運(yùn)算放大芯片0P，高精度AD芯片IC6， 電壓基準(zhǔn)芯片IC7，主控芯片IC8，陀螺儀芯片IC9，電平轉(zhuǎn)換芯片ICIO， 均采用成熟產(chǎn)品。 一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1采用Fairchild Semi公司的 KA7805, 二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2采用ISP1117，整流芯片IC3采用IR公司 的IRF7106，單軸磁阻傳感器芯片IC4采用Honeywell公司的麗C1001，雙 軸磁阻傳感器芯片IC5采用Honeywell公司的HMC1002，三個運(yùn)算放大電 路中的運(yùn)算放大芯片0P采用CIRRUS LOGIC公司的CS3001，高精度AD芯 片IC6采用Anolog Device公司的AD7714,電壓基準(zhǔn)芯片IC7采用AnologDevice公司的AD780，主控芯片IC8采用Phillip Semi公司的LPC2146, 陀螺儀芯片IC9采用Anolog Device公司的ADIS16355，電平轉(zhuǎn)換芯片IC10 采用Maxium公司的MAX3232。本發(fā)明采用磁阻傳感技術(shù)構(gòu)成的深海地磁測量電路，利用了磁阻式傳 感器的高靈敏度、低功耗特點(diǎn)，并且在傳感測量電路設(shè)計中，選擇了極低 噪聲的運(yùn)放芯片與高精度的AD芯片，電路連接簡單，降低了l/f噪聲，提 高了有效分辨率。電路設(shè)計上還考慮了大容量存儲芯片(SD卡)的讀寫接 口、數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸接口 (RS232)、基于MEMS陀螺儀的姿態(tài)測量技術(shù)，構(gòu)成 了一種新的深海地磁測量電路。與背景技術(shù)相比，該電路不僅可在近海底 區(qū)域測量地磁三分量，而且在技術(shù)指標(biāo)上均優(yōu)于磁通門式測量電路。具體 技術(shù)指標(biāo)如下絕對精度<10nT分辨率0. 5nT電路噪聲lOnV/i RMS: 50ii V 電路功耗0.5W
圖1為本發(fā)明的整體電路示意圖； 圖2為圖1中的電源電路示意圖；網(wǎng)Q水ra 1 rht^架乂 r /有/^TPtr收；舎ra. 兇《j 乂y兇丄'i' w:j且h/久1j^力iL"tt/j、k、 ra ;圖4為圖1中的傳感測量電路示意圖；圖5為圖4中的運(yùn)算放大電路示意圖；圖6為圖1中的主控電路示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明包括電源電路1、置位/復(fù)位電路3、傳感測量電路2、主控電 路4。如圖1所示，電源電路1給傳感測量電路2提供+5V電源，給置位/復(fù) 位電路3提供+5V電源，給主控電路4提供+5V電源和+3. 3V電源。置位/復(fù)位電路3給傳感測量電路2提供RESET信號，傳感測量電路2將測量數(shù) 據(jù)送給主控電路4，主控電路4通過RS232接口與外界通訊。如圖2所示，電源電路包括電源轉(zhuǎn)換芯片IC1、 IC2， 二極管D1，電阻 Rl，電解電容C3、 C4，瓷片電容Cl、 C2、 C5。其中， 一級電源轉(zhuǎn)換芯片 IC1采用Fairchild Semi公司的KA7805， 二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2采用 ISP1117。電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的1腳為輸入端，與9V電壓源輸入相連，同時并聯(lián) 1個瓷片電容Cl到地，同時還與二極管Dl的陽極相連，二極管Dl的陰極 與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端接地。電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的2腳 接地。電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的3腳為輸出端，連接到電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的1 腳，同時并聯(lián)1個瓷片電容C2和1個電解電容C3到地，IC1的3腳同時 也引出為整個電源電路的+5V輸出端。電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的1腳為輸入端， 2腳接地，3腳為輸出端。IC2的3腳接1個電解電容C4和1個瓷片電容 C5到地，同時也引出為整個電源電路的+3. 3V輸出端。如圖3所示，置位/復(fù)位電路包括整流芯片IC3、電阻R2、瓷片電容 C6、電解電容C7。其中，整流芯片IC3采用IR公司的IRF7106。IC3的3腳接電源、l腳接地，2腳接主控電路的SET/RESET輸出端， 4腳接1個電阻R2到3腳，同時再接1個瓷片電容C6到2腳，5、 6、 7、 8腳并聯(lián)后接到電解電容C7的負(fù)端，C7的正端引出為置位/復(fù)位電路的31 + 輸出端。如圖4所示，傳感測量電路包括單軸磁阻傳感器芯片IC4、雙軸磁阻 傳感器芯片IC5、三個相同結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大電路5、高精度AD芯片IC6，電 壓基準(zhǔn)芯片IC7，電容C8、 C9、 CIO、 Cll、 C12、 C13，晶振XTAL1。其中， 單軸磁阻傳感器芯片IC4采用Honeywell公司的歷C1001，雙軸磁阻傳感 器芯片IC5采用Honeywell公司的麗C1002，高精度AD芯片IC6采用Anolog Device公司的AD7714，電壓基準(zhǔn)芯片IC7采用Anolog Device公司的AD780。單軸磁阻傳感器芯片IC4的7腳連接電源電路的+5V輸出端，3腳與4腳接地，1腳連接置位/復(fù)位電路的SR+輸出端，5腳與8腳作為信號輸出 端與第一運(yùn)算放大電路連接。雙軸磁阻傳感器芯片IC5的11腳連接電源電 路的+5V輸出端，1、 6、 7、 8、 13、 18、 20腳同時接地，14、 16腳連接置 位/復(fù)位電路的SR+輸出端，2腳與5腳作為第1路信號輸出端與第二運(yùn)算 放大電路連接，9腳與12腳作為第2路信號輸出端與第三運(yùn)算放大電路連 接。電壓基準(zhǔn)芯片IC7的2腳連接電源電路的+5V輸出端，4腳接地，2腳 跨接1個電解電容C10到地，3腳跨接1個瓷片電容C11到地，6腳與地之 間并聯(lián)連接電解電容C12與瓷片電容C13，同時6腳作為基準(zhǔn)電壓輸出端 連接AD芯片IC6的15腳與17腳。AD芯片IC6的4、 5、 11、 12、 13、 23 同時連接電源電路的+5V輸出端，14、 18、 24腳同時接地，2腳與3腳之 間跨接晶振XTAL1， 2腳與3腳分別跨接瓷片電容C8和C9到地，6腳作為 IC6的復(fù)位端連接主控電路中IC8的14腳，1腳作為IC6的串行時鐘連接 主控電路中IC8的2腳，19腳作為IC6的低電平選通端連接主控電路中IC8 的13腳，20腳作為IC6的串行數(shù)據(jù)有效端連接主控電路中IC8的12腳， 21腳作為IC6的串行數(shù)據(jù)輸出端連接主控電路中IC8的8腳，22腳作為 IC6的串行數(shù)據(jù)輸入端連接主控電路中IC8的4腳。如圖5所示，運(yùn)算放大電路包括運(yùn)算放大芯片0P，電阻Resl與電容 Capl并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大芯片0P的1腳連接，并聯(lián)后的另一端與電 阻Res2的一端連接；電阻Res3與電容Cap2并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大芯片 0P的6腳連接，并聯(lián)后的另一端與電阻Res2的另一端連接；電阻Res4的 一端與運(yùn)算放大芯片0P的1腳連接，另一端與電容C印3的一端連接；電 阻Res5的一端與運(yùn)算放大芯片0P的7腳連接，另一端與電容C即3的另一 端連接；運(yùn)算放大芯片0P的8腳與電源電路的5V電壓輸出端連接、4腳 接地。三個運(yùn)算放大電路中的運(yùn)算放大芯片OP采用CIRRUS LOGIC公司的 CS3001。如圖6所示，主控電路包括主控芯片IC8、陀螺儀芯片IC9、電平轉(zhuǎn)換 芯片ICIO、 SD卡讀寫接口J1、電阻R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 RIO、Rll、 R12、 R13、 R14、電容C14、 C15、 C16、 C17、 C18、 C19、 C20、 C21、 C22、 C23、晶振XTAL2、 XTAL3、開關(guān)RESET、場效應(yīng)管MOSFET。其中，主 控芯片IC8采用Phillip Semi公司的LPC2146，陀螺儀芯片IC9采用Anolog Device公司的ADIS16355，電平轉(zhuǎn)換芯片IC10采用Maxium公司的MAX3232。陀螺儀芯片IC9的8、 10、 11、 12腳連接電源電路的+5V輸出端，13、 14、 15腳接地，3、 4、 5、 6腳作為SPI總線分別與主控芯片IC8的47、 53、 54、 48腳連接，7、 9腳作為輔助10 口分別與IC8的22、 26腳連接。 電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的16腳連接電源電路的+5V輸出端，15腳接地，2腳 與16腳之間跨接1個電容C19， 1腳與3腳之間跨接1個電容C20, 4腳與 5腳之間跨接1個電容C21， 6腳跨接1個電容C22到地，11、 12腳分別與 IC8的19、 21腳連接，13、 14腳與地線作為三線RS232引出。主控芯片 IC8的23、 43、 49腳連接電源電路的+3.3V輸出端，7、 18、 25、 42腳接 地，3腳與5腳之間跨接晶振XTAL2， 3腳與5腳分別跨接電容C14和C15 到地，62腳與61腳之間跨接晶振XTAL3， 62腳與61腳分別跨接電容C16 和C17到地，57腳跨接1個電容C18到地，同時跨接1個開關(guān)RESET到地， 57腳跨接1個電阻R3到電源電路的+3. 3V輸出端，51腳與55腳之間跨接 一個電阻R4， 23腳與31腳之間跨接一個電阻R5， 30腳、29腳、35腳、 37腳分別接1個上拉電阻R6、 R7、 R8、 R9到電源電路的+3. 3V輸出端，27 腳、29腳、30腳、46腳分別與SD卡讀寫接口 Jl的6腳、8腳、3腳、2 腳連接，35腳與37腳分別跨接電阻Rll與R12到Jl的10腳與12腳，40 腳跨接電阻R10到M0SFET的柵極。SD卡讀寫接口 Jl的4、 7、 11腳接地， 1腳和9腳跨接電阻R13和R14到地，5腳跨接電容C23到地，同時5腳與 M0SFET的漏極連接。M0SFET的源極直接與電源電路的+3. 3V輸出端連接。本發(fā)明所涉及的系統(tǒng)可搭載到任一具備搭載條件的無磁或弱磁性拖曳 式水下裝備中，進(jìn)行拖曳式地磁測量，最深測量條件為水深4000M，最長 測量時間為72個小時，可實(shí)測地磁場的正東、正北、地垂三分量值，為海 底矢量磁異常成圖提供原始數(shù)據(jù)，為搜尋海底短波長磁異常提供可能。
權(quán)利要求
1、一種深海地磁測量儀電路，包括包括電源電路、置位/復(fù)位電路、傳感測量電路、主控電路，其特征在于電源電路包括一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1、二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2、二極管D1、電阻R1、兩個電解電容C3和C4、三個瓷片電容C1、C2和C5；一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的1腳為輸入端，與9V電壓源和二極管D1的陽極連接，一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的3腳為5V電壓輸出端，與二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的1腳連接；二極管D1的陰極與電阻R1的一端連接，瓷片電容C1的一端與一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的1腳連接，瓷片電容C2的一端與一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的3腳連接；一級電源轉(zhuǎn)換芯片IC1的2腳、電阻R1的另一端、瓷片電容C1和C2的另一端接地；二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的1腳與電解電容C3的正極連接，二級電源轉(zhuǎn)換芯片IC2的3腳為3.3V電壓輸出端，分別與電解電容C4的正極和瓷片電容C5的一端連接；電解電容C3和C4的負(fù)極、瓷片電容C5的另一端接地；置位/復(fù)位電路包括整流芯片IC3、電阻R2、瓷片電容C6、電解電容C7；其中整流芯片IC3的3腳與電源電路的5V電壓輸出端連接、1腳接地；電阻R2的一端和整流芯片IC3的4腳與瓷片電容C6的一端連接，瓷片電容C6的另一端和整流芯片IC3的2腳與主控電路連接，電阻R2的另一端與整流芯片IC3的3腳連接；整流芯片IC3的5、6、7、8腳并聯(lián)后與電解電容C7的負(fù)極連接，電解電容C7的正極引出為置位/復(fù)位電路的SR+輸出端；傳感測量電路包括單軸磁阻傳感器芯片IC4、雙軸磁阻傳感器芯片IC5、三個相同的運(yùn)算放大電路5和高精度AD芯片IC6、電壓基準(zhǔn)芯片IC7；單軸磁阻傳感器芯片IC4的1腳、雙軸磁阻傳感器芯片IC5的14腳和16腳分別與置位/復(fù)位電路SR+輸出端連接，單軸磁阻傳感器芯片IC4的7腳、雙軸磁阻傳感器芯片IC5的4腳和11腳分別與電源電路的5V電壓輸出端連接，單軸磁阻傳感器芯片IC4的3腳和4腳、雙軸磁阻傳感器芯片IC5的6腳、7腳、8腳、13腳、18腳和20腳接地；運(yùn)算放大電路包括運(yùn)算放大芯片OP，電阻Res1與電容Cap1并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大芯片OP的1腳連接，并聯(lián)后的另一端與電阻Res2的一端連接；電阻Res3與電容Cap2并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大芯片OP的6腳連接，并聯(lián)后的另一端與電阻Res2的另一端連接；電阻Res4的一端與運(yùn)算放大芯片OP的1腳連接，另一端與電容Cap3的一端連接；電阻Res5的一端與運(yùn)算放大芯片OP的7腳連接，另一端與電容Cap3的另一端連接；運(yùn)算放大芯片OP的8腳與電源電路的5V電壓輸出端連接、4腳接地；第一運(yùn)算放大電路中的運(yùn)算放大芯片OP的3腳與單軸磁阻傳感器芯片IC4的5腳連接，5腳與單軸磁阻傳感器芯片IC4的8腳連接；第二運(yùn)算放大電路中的運(yùn)算放大芯片OP的3腳與雙軸磁阻傳感器芯片IC5的2腳連接，5腳與雙軸磁阻傳感器芯片IC5的5腳連接；第三運(yùn)算放大電路中的運(yùn)算放大芯片OP的3腳與雙軸磁阻傳感器芯片IC5的9腳連接，5腳與雙軸磁阻傳感器芯片IC5的12腳連接；三個運(yùn)算放大電路中的運(yùn)算放大芯片OP的1腳通過電阻Res4分別與高精度AD芯片IC6的8腳、9腳和10腳連接，7腳通過電阻Res5分別與高精度AD芯片IC6的7腳連接；高精度AD芯片IC6的4腳、5腳、11腳、12腳、13腳、23腳與電源電路的5V電壓輸出端連接，14腳、18腳、24腳接地；高精度AD芯片IC6的3腳與晶振XTAL1的一端和瓷片電容C8的一端連接，2腳與晶振XTAL1的另一端和瓷片電容C9的一端連接，瓷片電容C8和C9的另一端接地；高精度AD芯片IC6的17腳與電壓基準(zhǔn)芯片IC7的6腳連接；電壓基準(zhǔn)芯片IC7的2腳與電源電路的5V電壓輸出端連接，4腳接地；電壓基準(zhǔn)芯片IC7的2腳與電解電容C10的正極連接，電壓基準(zhǔn)芯片IC7的3腳與瓷片電容C11的一端連接，電壓基準(zhǔn)芯片IC7的6腳與電解電容C12的正極和瓷片電容C13的一端連接，電解電容C10和C12的負(fù)極、瓷片電容C11和C13的另一端接地；主控電路包括主控芯片IC8、陀螺儀芯片IC9、電平轉(zhuǎn)換芯片IC10、和SD卡讀寫接口J1；主控芯片IC8的23腳、43腳、49腳與電源電路的3.3V電壓輸出端連接，7腳、18腳、25腳、42腳接地；主控芯片IC8的3腳與晶振XTAL2的一端和瓷片電容C14的一端連接，5腳與晶振XTAL2的另一端和瓷片電容C15的一端連接，主控芯片IC8的62腳與晶振XTAL3的一端和瓷片電容C16的一端連接，61腳與晶振XTAL3的另一端和瓷片電容C17的一端連接，瓷片電容C14、C15、C16、C17的另一端接地；主控芯片IC8的57腳與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端與電源電路的3.3V輸出端連接；開關(guān)RESET與電容C18并聯(lián)后一端與主控芯片IC8的57腳連接，另一端接地；主控芯片IC8的51腳與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與主控芯片IC8的55腳連接；主控芯片IC8的23腳與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端與主控芯片IC8的31腳連接；主控芯片IC8的30腳與上拉電阻R6的一端連接，29腳與上拉電阻R7的一端連接，35腳與上拉電阻R8的一端連接，37腳與上拉電阻R9的一端連接，上拉電阻R6、R7、R8、R9的另一端與電源電路的3.3V電壓輸出端連接；主控芯片IC8的35腳與電阻R11的一端連接，電阻R11的另一端與SD卡讀寫接口J1的10腳連接；主控芯片IC8的37腳與電阻R12的一端連接，電阻R12的另一端與SD卡讀寫接口J1的12腳連接；主控芯片IC8的40腳與電阻R10的一端連接，電阻R10的另一端與場效應(yīng)管MOSFET的柵極連接，場效應(yīng)管MOSFET的源極與電源電路的3.3V電壓輸出端連接，場效應(yīng)管MOSFET的漏極與SD卡讀寫接口J1的5腳連接；主控芯片IC8的1腳與置位/復(fù)位電路中IC3的2腳連接；主控芯片IC8的2腳與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的1腳連接；主控芯片IC8的4腳與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的22腳連接；主控芯片IC8的8腳與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的21腳連接；主控芯片IC8的12腳與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的20腳連接；主控芯片IC8的13腳分別與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的19腳連接；主控芯片IC8的14腳分別與傳感測量電路中的高精度AD轉(zhuǎn)換芯片IC6的6腳連接；主控芯片IC8的27腳與SD卡讀寫接口J1的6腳連接；主控芯片IC8的29腳與SD卡讀寫接口J1的8腳連接；主控芯片IC8的30腳與SD卡讀寫接口J1的3腳連接；主控芯片IC8的46腳與SD卡讀寫接口J1的2腳連接；陀螺儀芯片IC9的8腳、10腳、11腳、12腳與電源電路的5V電壓輸出端連接，13腳、14腳、15腳接地；陀螺儀芯片IC9的3腳與主控芯片IC8的47腳連接；陀螺儀芯片IC9的4腳與主控芯片IC8的53腳連接；陀螺儀芯片IC9的5腳與主控芯片IC8的54腳連接；陀螺儀芯片IC9的6腳與主控芯片IC8的48腳連接；陀螺儀芯片IC9的7腳與主控芯片IC8的22腳連接；陀螺儀芯片IC9的9腳與主控芯片IC8的26腳連接；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的16腳與電源電路的5V電壓輸出端連接，15腳接地；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的2腳與電容C19的一端連接，電容C19的的另一端與電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的16腳連接；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的1腳與電容C20的一端連接，電容C20的的另一端與電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的3腳連接；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的4腳與電容C21的一端連接，電容C21的的另一端與電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的5腳連接；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的6腳與電容C22的一端連接，電容C22的另一端接地；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的11腳與主控芯片IC8的19腳連接；電平轉(zhuǎn)換芯片IC10的12腳與主控芯片IC8的21腳連接；SD卡讀寫接口J1的4腳、7腳、11腳接地；SD卡讀寫接口J1的1腳與電阻R13的一端連接，9腳與電阻R14的一端連接，電阻R13的另一端和電阻R14的另一端接地；SD卡讀寫接口J1的5腳與電容C23的一端連接，電容C23的另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種深海地磁測量儀電路。目前設(shè)備精度過低，在分析海底小區(qū)域的地磁微變應(yīng)用中缺乏實(shí)際意義。本發(fā)明包括電源電路、置位/復(fù)位電路、傳感測量電路、主控電路。傳感測量電路包括單軸磁阻傳感器芯片IC4、雙軸磁阻傳感器芯片IC5、三個相同的運(yùn)算放大電路5和高精度AD芯片IC6、電壓基準(zhǔn)芯片IC7。主控電路包括主控芯片IC8、陀螺儀芯片IC9、電平轉(zhuǎn)換芯片IC10、和SD卡讀寫接口J1。本發(fā)明采用磁阻傳感技術(shù)構(gòu)成的深海地磁測量電路，利用了磁阻式傳感器的高靈敏度、低功耗特點(diǎn)，電路連接簡單，降低了1/f噪聲，提高了有效分辨率。
文檔編號G01V3/40GK101329410SQ200810063270
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者劉敬彪, 周巧娣, 章雪挺, 黃孔耀 申請人:杭州電子科技大學(xué)