无缆自定位地震仪电磁兼容设计

发布时间：2017-04-30 05:10

  本文关键词：无缆自定位地震仪电磁兼容设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着能源需求的逐步增加，越来越多的勘探手段应用到资源勘探中来。地震勘探是一种常用的地球物理勘探方法，在资源勘探领域中得到了非常广泛的应用，地震勘探仪器当然成了地震勘探中尤为重要的一个环节，由于工作环境复杂，地震仪器的铺设和前期的测量工作成为了很大难题。无缆自定位地震仪通过接收GPS信息完成自身定位，替代了原有的测量工作，并且采用独立存储结构，摆脱了笨重的缆线，又配备无线通讯模块以实现对地震仪状态的实时监控，同时为了实现仪器的小型化，便携性，提高集成度，要将上述几方面整合到一起，由于存在不同性质的信号，事必会引起相互间的电磁干扰，因此对无缆自定位地震仪进行相应的电磁兼容性设计是非常必要的。 本文首先介绍了电磁兼容的基本概念、国内外研究进展状况和主要研究内容，对电磁干扰三要素进行了论述，并通过对电磁干扰传播途径：主要分为传导耦合和辐射耦合两种，进行了模型化的分析和计算，了解电磁干扰发生的过程，并提出相应的抑制措施。PCB的电磁兼容设计是整个地震仪电磁兼容设计的重要部分，地震仪的模拟信号采集部分极其容易受到PCB本身和外部的影响，通过大量的文献阅读和实验找到PCB电磁兼容设计的主要规则规范。上述工作的完成，，为后续电磁兼容性设计工作打好了理论基础。 在进行了分析和计算的基础上，开始着手对地震仪进行电磁兼容设计，设计的主要方面包括电源模块、采集板和无线通讯模块。对电源模块的设计主要是通过选取干扰小的DC/DC芯片，增加滤波电容和减小电压电流变化率等方法。对PCB的设计主要体现在层叠设置、布局、布线以及地平面和电源平面的分割上。对于WIFI模块对采集模块的干扰方面主要是通过增加屏蔽盒和良好的接地来实现的。 对进行相应的设计后的模块进行测试，对存在问题的部分采取了措施，使得最终结果满足要求，并在论文最后对能够反映电磁兼容设计效果的地震仪的静噪声、共模抑制以及道间串扰进行了测试，通过测试分析证明电磁兼容性设计达到要求，无缆自定位地震仪的电磁兼容设计对地震勘探仪器的集成化具有很强的实用性与指导意义。
【关键词】：无缆自定位 地震仪 电磁兼容 电磁干扰 屏蔽技术 滤波技术 接地技术 测试
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH763
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究意义11-12
• 1.2 电磁兼容概述12-15
• 1.2.1 电磁兼容的含义12-13
• 1.2.2 电磁兼容的发展及国内外进展13-15
• 1.3 主要研究内容及结构安排15-17
• 第2章 电磁干扰17-35
• 2.1 电磁干扰三要素17-18
• 2.2 传导耦合18-26
• 2.2.1 电容性耦合18-20
• 2.2.2 电感性耦合20-22
• 2.2.3 公共阻抗耦合22-24
• 2.2.4 差模与共模干扰24-26
• 2.2.5 共模干扰与差模干扰产生原因26
• 2.3 辐射耦合26-33
• 2.3.1 辐射干扰的天线理论27
• 2.3.2 电流元—电偶极子的辐射27-29
• 2.3.3 电流环—磁偶极子的辐射29-30
• 2.3.4 差模与共模辐射干扰30-33
• 2.3.5 辐射干扰的抑制措施33
• 2.4 本章小结33-35
• 第3章 PCB 的 EMC 设计原则35-44
• 3.1 PCB 电磁兼容设计的理论基础35-37
• 3.1.1 PCB 中的元件特性35-36
• 3.1.2 PCB 辐射原理36
• 3.1.3 PCB 元器件的选择36
• 3.1.4 PCB 的理论布线依据36-37
• 3.2 PCB 设计的分层规则37-39
• 3.3 PCB 设计的布局规则39-41
• 3.4 PCB 设计的布线规则41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 地震仪电磁兼容设计44-65
• 4.1 电源部分电磁兼容设计44-48
• 4.1.1 正电源之间的转换44-45
• 4.1.2 正负电源之间的转换45-46
• 4.1.3 电源的完整性46-48
• 4.2 PCB 电磁兼容设计48-54
• 4.2.1 叠层设计48-50
• 4.2.2 布局设计50-52
• 4.2.3 布线设计52-54
• 4.3 采集通道屏蔽设计54-61
• 4.3.1 天线干扰54
• 4.3.2 屏蔽技术的介绍54-59
• 4.3.3 屏蔽材料的对比选择59-60
• 4.3.4 屏蔽盒接地设计60-61
• 4.4 模拟通道输入部分电磁兼容设计61-64
• 4.4.1 传输线设计61-62
• 4.4.2 防浪涌和滤波62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 测试与分析65-75
• 5.1 辐射发射测试65-69
• 5.1.1 测试环境65-66
• 5.1.2 PCB 辐射发射测试66-68
• 5.1.3 屏蔽测试结果68-69
• 5.2 地震仪指标测试69-74
• 5.2.1 静噪声测试70-71
• 5.2.2 道间串音测试71-72
• 5.2.3 共模抑制比测试72-74
• 5.3 本章小结74-75
• 第6章 总结以及展望75-76
• 参考文献76-79
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果79-80
• 致谢80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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2 吴永忠,韩江洪,谢华,孙秀柱;低噪声放大器设计中的屏蔽和接地技术研究[J];电测与仪表;2001年07期

3 洪鼎标;高速单片机硬件关键参数设计概述[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年04期

4 周胜海;李长庚;;高速高密度PCB上的SSN问题[J];电子质量;2011年06期

5 罗宇翔,陈淑凤,成跃进;EMC分析预测技术发展综述[J];空间电子技术;1996年03期

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9 赵忠,梁贵红,魏耀文,晏祥春;地震勘探数据采集系统抗干扰技术研究[J];物探装备;2004年04期

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1 陶红刚;消费类电子产品EMI问题的研究[D];西北工业大学;2002年

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本文编号：336308