Оптимизация магнитометрических систем на основе высокотемпературных СКВИДов с использованием сверхмалошумящих усилителей

• Автор: Уханский, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 145 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ СКВИДов. ПРОБЛЕМЫ СОГЛАСОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ШУМОВЫХ ПАРАМЕТРОВ.
§1.1. Методы снижения шумов усилительных трактов магнитометрических систем.
§ 1.2. Схемы регистрации сигналов СКВИДа.
§ 1.3. Применения СКВИДов в сканирующей магнито - микроскопии.
§ 1.4. Задача оптимизации согласования ВТ СКВИДов с непосредственно связанным усилителем.
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ.
§2.1. Малошумящие усилители непосредственного усиления сигналов СКВИДа.
§ 2.2. Модель биполярного транзистора с учетом шумовых параметров.
§ 2.3. Оптимизация параметров сверхмалошумящего охлаждаемого усилителя.
§ 2.4. Оптимизация шумовых параметров сверхмалошумящих усилителей.
§ 2.5. Методики измерения шумовых параметров сверхмалошумящих усилителей. у

ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ШИРОКОПОЛОСНЫХ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ С НЕПОСРЕДСТВЕННО СВЯЗАННЫМ УСИЛИТЕЛЬНЫМ ТРАКТОМ.
§ 3.1. Особенности СКВИД-электроники на основе непосредственно связанного предусилителя. ^ I
§ 3.2. Методика расчета основных параметров магнитометра.
§ 3.3. Безмодуляционный широкополосный ВТ СКВИД-магнитометр. Основные характеристики и результаты измерений.
§ 3.4. Широкополосный ВТ СКВИД-магнитометр с активной схемой смещения СКВИДа. ду
§ 3.5. Результаты измерений вольт-полевых характеристик и шумовых спектров магнитометра при различных режимах смещения СКВИДа. ^
ГЛАВА 4. УСИЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАКТЫ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ СО ЗНАКОПЕРЕМЕННЫМ СМЕЩЕНИЕМ.
§ 4.1. Методика измерения параметров магнитометров со знакопеременным смещением. 1 ^
§ 4.2. Шумовые параметры градиентометров с охлаждаемым усилителем 1ЛЯА-1815.
§ 4.3. Методика повышения частоты знакопеременного смещения СКВИДа.
§ 4.4. Основные динамические и шумовые параметры широкополосной схемы со знакопеременным смещением.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Магнитометр, выполненный по традиционной схеме (рис. 1.7), состоит из трех основных частей: входной цепи (1), интерферометра (2),
регистрирующей потокозапирающей электронной схемы (3 - согласующее устройство, 4 - усилитель, 5 - синхронный детектор, 6 - генератор -модулятор, 7 - интегратор, 8 - катушка обратной связи и источник тока (9) для питания СКВИДа (2) [26]. Для достижения высокого значения пороговой чувствительности магнитометра необходима хорошая связь по потоку входной цепи с интерферометром и низкий уровень шумов самого интерферометра.
Широкая полоса пропускания магнитометра и высокая скорость слежения достигается расширением полосы согласующего устройства (3), а также повышением коэффициента усиления цепи обратной связи электронной схемы.
Для регистрации выходного напряжения СКВИДа обычно используется потокозапирающая электронная схема с амплитудной модуляцией входного сигнала, позволяющая за счет действия отрицательной обратной связи значительно повысить динамический диапазон устройства и избавиться от влияния шумов усилителя (4) типа 1/Т. Для этого генератором (6) в катушке (8) задается переменный ток частотой f (обычно не более 500 кГц). Создаваемый катушкой (8) поток подмагничивания амплитудой Ф0/2 прикладывается к интерферометру (2). Возникающее при этом на интерферометре напряжение, в силу периодичности вольт - полевой характеристики, содержит составляющие с частотой модуляционного сигнала и его второй гармоники. Обычно для работы выбирают первую гармонику. Высокочастотный сигнал Б принятый СКВИДом с катушки и промодулированный сигналом из входной цепи поступает на вход усилителя (4) через согласующий трансформатор (обычно с коэффициентом передачи 10 -г 20). Трансформатор в данном случае обеспечивает согласование СКВИДа и усилителя по шумам. Усиленный сигнал после детектирования на