单点陆用地震勘探采集技术的研究

发布时间：2017-09-16 13:34

  本文关键词：单点陆用地震勘探采集技术的研究

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【摘要】：在煤炭和石油等矿产资源的地震勘探中,地震波采集系统是用于接收地震信息的首要环节,在地震勘探采集的过程中占据十分重要的地位。随着能源勘探难度的不断增加,对低噪声和精度的要求也越来越高。本文针对单点陆用地震勘探采集技术进行研究,采用Δ-Σ(Delta—Sigma)模数转换技术以及多级级联式信号调理放大电路,有望使采集信号的精度得到提高,噪声得到有效的抑制。本课题主要完成了以下工作:第一,对数据采集的原理及单点地震勘探采集技术进行了理论论述,分析了单点陆用地震勘探采集系统。对系统的主要器件,包括A/D转换器、微处理器和串行接口芯片进行了合理的选型,并对选型芯片进行了简要的介绍。第二,对地震采集系统的硬件电路进行了设计,系统的硬件电路主要包括前置放大电路、模数转换电路、主控电路及外围电路模块及串口通信电路等。本采集系统的前置放大电路采用仪表放大、滤波放大和隔离放大三级放大电路进行级联的方式,信号采集部分采用TI公司推荐的用于地震勘探的模数转换芯片ADS1255,它是24位Δ-Σ型高精度模数转换芯片,主控芯片采用TI公司的TMS320F2812,串口通信采用南京沁恒有限公司生产的USB接口芯片CH375。第三,根据地震波采集系统需要实现的功能对软件部分进行了设计。上位机采用Visual C++进行人机交互界面的编程,设计了友好易操作的界面;下位机采用TI公司的DSP开发环境CCS进行编程,程序设计主要使用C语言。本论文完成了系统初始化程序、模数采集程序及控制程序的设计,实现了对采集信号的采集控制。所有的程序都进行了调试以及运行,达到了预期的效果。第四,对搭建的地震勘探采集系统得到的数据进行了测试及分析。经过模拟实验,测试结果表明采集到的信号效果良好,数据采集与传输正确。
【关键词】：地震采集 Δ-Σ 模数转换 TMS320F2812 Visual C++
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4;TP274.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 课题研究的背景及意义8
• 1.2 国内外地震勘探采集技术的现状与发展趋势8-12
• 1.2.1 国外地震勘探采集技术的现状与发展趋势8-10
• 1.2.2 国内地震勘探采集技术的现状与发展趋势10-12
• 1.3 本课题研究的主要内容12-13
• 2 单点陆用地震勘探采集系统的理论研究13-24
• 2.1 数据采集的原理13-17
• 2.2 单点陆用地震勘探采集技术原理17-19
• 2.3 地震勘探模数转换器19-23
• 2.3.1 Δ-Σ(Delta-Sigma)模数转换技术20-22
• 2.3.2 高精度、低功耗模数转换器22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 单点陆用地震勘探采集系统硬件电路的设计24-49
• 3.1 硬件电路的整体结构24
• 3.2 地震采集系统的多级级联式前置放大电路24-29
• 3.2.1 前置放大电路特点25-26
• 3.2.2 仪表放大电路26-27
• 3.2.3 信号调理放大电路27-28
• 3.2.4 隔离放大电路28-29
• 3.3 精密电压基准电路29-30
• 3.4 模数转换电路30-35
• 3.4.1 ADS1255介绍30-33
• 3.4.2 模数转换电路设计33-35
• 3.5 微控制器及外围电路的设计35-45
• 3.5.1 微处理器的分析与选型35-36
• 3.5.2 TMS320F2812的简介36-40
• 3.5.3 电源电路40-41
• 3.5.4 时钟电路41-43
• 3.5.5 复位电路43
• 3.5.6 仿真接口电路43-44
• 3.5.7 ADS1255和TMS320F2812接口电路44-45
• 3.6 串行通信45-48
• 3.6.1 串行接口的分析与选型45-46
• 3.6.2 串行通信接口电路46-48
• 3.7 硬件抗干扰设计48
• 3.8 本章小结48-49
• 4 单点陆用地震勘探采集系统软件的设计49-56
• 4.1 软件开发平台49-50
• 4.1.1 Visual C++ 6.0软件开发平台49
• 4.1.2 CCS软件开发平台49-50
• 4.2 单点陆用地震勘探采集系统上位机的软件设计50-52
• 4.3 单点陆用地震勘探采集系统下位机的软件设计52-55
• 4.3.1 系统主程序52
• 4.3.2 数据采集模块程序设计52-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 系统测试及结果分析56-61
• 6 总结与展望61-63
• 7 参考文献63-69
• 8 致谢69

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