可控源音频大地电磁接收机的研制

发布时间：2017-12-11 03:19

  本文关键词：可控源音频大地电磁接收机的研制

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【摘要】：可控源音频大地电磁法(CSAMT)利用人工场源供电,频率范围为0.1-10kHz。该方法所观测电磁场的场强、频率和方向均由人为控制,克服了天然场源信号微弱以及施工条件苛刻等缺点,是一种非常有效的电磁勘探方法。本文重点讨论CSAMT接收机的研制。接收机系统包含传感器和主机。主机作为一个完整的数据采集系统,需要实现信号调理、模数转换、数据采集、存储、传输、时钟同步和自动控制人机交互等。根据需求,硬件上设计了电源板、AD采集板、高精度时钟板、FPGA信号处理板和ARM核心板。电源板给整个仪器供电,拥有待机电路,其各路输出电压可控且相互隔离,通过电源总线输出到目标板。其能够同时监控仪器内部温度和输入电压以达到过温保护和低压报警的目的。模数转换电路提供了多通道高精度AD转换功能,每块AD板三个输入,分别对应Ex,Ey,Ez和Hx,Hy,Hz,该电路硬件上被设计成多用途,既可做CSAMT,同时可做MT,SIP,TDIP等方法。考虑到每种方法的带宽和采集精度要求,设计了高低速两套采集电路,并自带标定信号发生器,控制端来源于FPGA。时钟板的功能是接收GPS信号,配合OCXO实现高精度时钟输出,所有子板的主时钟均来源于此,从而可实现多台接收机之间以及接收机和发射机之间的同步。FPGA信号处理板实现与AD采集板和ARM核心板的交互,获取AD数据并对该数据做数字信号处理,最终传输给ARM核心板生成文件。ARM核心板作为整个系统的核心,通过移植嵌入式Linux并基于该系统开发硬件驱动和应用实现了仪器的所有功能。软件上除了基于嵌入式Linux开发之外,还设计了基于PC的的控制程序,该程序实现了与仪器的交互,替代了传统的LCD显示屏,只需通过一根网线即可实现整个仪器的控制和数据传输。最后通过一系列的室内测试和野外对比试验,验证了仪器的功能和可靠性。结果表明,该仪器硬件设计符合要求,参数可靠,软件设计功能多样,野外操作简便,符合野外CSAMT勘探施工的需要。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH763.1

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本文编号：1276976