1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

磁通门传感器在弱磁场测量方面具有测量范围宽，分辨率高，结构上简单、可靠、耐用等特点，被广泛应用于地磁测量、震磁探测、卫星测磁、地质勘探等领域，具有重要的研究价值。磁通门传感器探头通常采用类似于变压器的双铁芯结构，利用软磁铁芯变化磁导率的特性将被测磁场调制成激励信号的偶次谐波。信号处理系统对探头输出加以处理，从中提取与被测磁场大小相关的信号，转换成直流量并输出。

2. 研究的基本内容与方案

磁通门系统的核心是信号处理电路。

磁通门传感器探头输出的偶次谐波（以二次为主）是有用的磁通门信号，而其他频率的信号都是有害噪声。在实际应用中，通常采用“相敏整流－低通滤波” 方法处理磁通门信号。首先用相敏整流进行频谱的调整，通过采用与二次谐波同频率的方波基准乘传感器探头的输出， 将二次谐波磁通门信号转换为直流分量， 然后用低通滤波滤除其他频率分量，得到反映被测磁场大小的直流量。低通滤波器输出是相敏整流结果的直流分量，与磁通门传感器探头输出的二次谐波的幅值线性相关，反映被测磁场大小。

传统单一量程的常规磁通门磁强计很难同时满足测量范围与分辨率的双重要求。为解决此问题，并实现数字磁强计高采样率、高分辨率及低噪声的需求，本课题将采用过采样Σ-Δ调制方式实现数字磁强计的高分辨率输出。Σ-Δ转换器是采用过采样的方法将模拟电压转换成数字量的转换器，它由n位adc、m位dac与一个积分器组成。Σ-Δ转换器的优点表现在低成本与高分辨率，适合用于现在的低电压半导体工业的生产。

3. 研究计划与安排

（1）第1－3周：查阅Σ-Δ数字磁通门传感器的相关文献资料，明确研究内容，学习毕业设计研究内容所需理论的基础。确定毕业设计方案，完成开题报告。

（2）第4－5周：掌握Σ-Δ数字磁通门传感器的实现原理，完成英文资料的翻译，熟悉fpga开发环境。

（3）第6－9周：完成Σ-Δ数字磁通门传感器的系统设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] iguchi k, matsuoka a. a digital-type fluxgate magnetometer using a sigma-delta digital-to-analog converter for a sounding rocket experiment[j]. measurement science amp; technology, 2014, 25(7):828-828.

[2] o'brien h, brown p, beek t, et al. a radiation tolerant digital fluxgate magnetometer[j]. measurement science amp; technology, 2007, 18(11):3645-3650.