高精度電流源陀螺測試中的應用

　　隨著慣性導航系統的快速發展，陀螺儀一直都是慣性導航系統的核心，其性能決定了慣性導航系統的性能。隨著現代物理學的快速發展，特別是量子控制等領域的快速進步，高精度、小體積、低功耗、低成本的核磁共振陀螺成為一個重要的研究方向。

　　核磁共振陀螺(NMRG)利用激光與核磁共振腔內堿金屬原子和惰性氣體原子的相互作用，使原子核以拉莫爾頻率進動，利用磁場驅動技術實現腔內磁場的閉環控制，并補償剩磁以維持原子核的共振狀態，從而檢測載體的角速度信息，實現陀螺儀的功能。因此，高精度磁場驅動電路是磁場閉環控制的硬件基礎。

　　磁場驅動技術作為磁場閉環控制的重要組成部分，直接影響著核磁共振陀螺的磁場控制精度和穩定性。磁場驅動電路的類型包括電壓源和電流源，需要高精度的直流電流輸出來補償磁屏蔽中的剩磁，隔離磁場對核自旋測量的影響。在核磁共振陀螺儀中，采用磁共振氣室構建三軸矢量原子磁強計，向三維線線圈施加一定的電流以補償被動磁屏蔽后的剩余磁場，磁場驅動電路用于向三維線線圈施加相應的電流。

　　aigtek的ATS-2000C系列是一款高精度通用電流源，可輸出最大3A的電流，最小電流分辨率20pA，輸出精度高。由于核磁共振陀螺主磁場的直流磁場控制精度更為精確，采用高精度電流源輸出，可分幾級調節，精度可達4位半，使磁場的調節范圍為0-3A，精度為0.035%600pA。

　　為了更好地評估磁場對驅動電路施加的磁場的影響，在這個磁場閉環控制中，不考慮核磁共振陀螺的測量精度對核旋控制頻率和陀螺漂移的影響，主要考察Z軸主磁場對陀螺性能的影響。根據主磁場的精度，高精度電流源不僅可用于驅動原子陀螺儀、原子磁力儀等量子傳感器，還可用于醫療和工業領域、航空航天領域、精密測量領域等需要高精度電流輸出控制的系統。