基于对数放大技术的大动态电磁信号接收装置研制

发布时间：2023-10-30 20:02

　　地空瞬变电磁法因其具有探测效率高、覆盖面积广、成本低等优点,广泛应用于地球物理探测领域,包括矿体资源的勘探、采空地区排查、水文探测等。在电磁信号接收装置的研制中,提高装置采样精度,增加装置测量的动态范围,对地下导体电性分布的研究极其重要。然而,在传统方式下,瞬变电磁从原始信号到最终用于电阻率解释的过程中,一味追求硬件的大动态范围采集,导致动态范围受制于A/D,而在软件上大幅压缩数据。本设计提出将大动态范围信号先进行硬件压缩,使其不受制于A/D。本文主要进行了以下研究:1、分析了电磁信号接收装置中空芯线圈匹配电阻对工作状态的影响。同时给出了空芯线圈带宽等参数的测量方式。为提高电磁信号幅值,设计了低噪声、增益可调差分放大电路。2、通过分析大动态范围测量的必要性,论证了对数放大技术的合理性设计方案,仿真了e指数信号在对数放大器下的输出形式,设计了双极性电磁信号对数放大模块。3、研究了电磁信号接收装置中双极性-正向变换电路、电平抬升电路、改进的对数放大电路三种关键技术,完成对数放大模块的测量,电压信号以线性变化输出。分析了内部噪声的产生机理及计算方式,并测量其噪声在7μV/Hz^1/2...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 地空轻便式空芯接收线圈设计
    2.1 空芯接收线圈等效模型分析
        2.1.1 匹配电阻对空芯接收线圈瞬态响应的影响
        2.1.2 匹配电阻对空芯接收线圈频率特性的影响
    2.2 空芯接收线圈参数测量
        2.2.1 空芯接收线圈带宽测量
        2.2.2 分布电容的谐振频率测量法
    2.3 增益可调差分前置放大技术
    2.4 本章小结
第3章 双极性对数放大技术研究
    3.1 大动态范围测量的必要性
    3.2 对数放大技术合理性分析
        3.2.1 对数放大技术的应用
        3.2.2 对数放大技术的实现
    3.3 对数放大器选型分析
    3.4 双极性电磁信号的对数放大模块总体设计
        3.4.1 对数放大器实现数据压缩仿真
        3.4.2 双极性电磁信号的对数放大模块总体设计
    3.5 本章小结
第4章 双极性电磁信号对数放大关键技术
    4.1 双极性-正向转换电路的设计
    4.2 电平抬升电路设计
    4.3 对数放大器改进设计
    4.4 对数放大模块噪声分析
    4.5 本章小结
第5章 电磁信号采集模块及装置集成设计
    5.1 电磁信号采集模块总体设计
    5.2 大动态电磁信号的高精度采集技术
    5.3 电磁信号接收装置集成化设计
    5.4 本章小结
第6章 大动态范围的电磁信号接收装置综合测试
    6.1 不同匹配电阻下空芯接收线圈的工作状态测试
    6.2 对数放大模块性能测试
        6.2.1 对数放大模块动态范围测试
        6.2.2 对数放大模块输出线性度测试
        6.2.3 对数放大模块标定测试
    6.3 补偿电容对接收装置输出响应的影响测试
    6.4 线性放大电路与对数放大电路对比分析
    6.5 电磁信号接收装置整体测试
    6.6 本章小结
第7章 全文总结及建议
    7.1 全文总结
    7.2 今后工作建议
参考文献
作者简介及在学期间所取得的研究成果
致谢



本文编号：3859095