大功率电磁发射机伪随机编码驱动装置设计与实现

发布时间：2023-05-07 01:13

　　电磁法勘探是地球物理勘探技术中的重要手段。电磁发射机作为电磁信号的发射装置,通过电能的交-直-交变换,将输入的交流电能变换为人工场源电磁法需要的激励源信号。传统的地面电磁探测激励源有双极性方波、梯形波、三角波以及半正弦波。双极性方波等传统周期信号由于频点单一,往往需要扫频发射,工时长,效率低。伪随机序列的功率谱密度在一定频带范围内逼近白噪声特性。与传统信号源激励方式相比,采用伪随机m序列对激励源电流波形进行编码,能够提高电磁探测的深度和分辨能力,单周期发射即可包含频带内所有频点,工时短,效率高。针对电磁法勘探的新方法,即伪随机m序列电磁探测法中需要将伪随机m序列编码电流波形作为发射激励源的需求,设计了一种伪随机编码驱动装置,用于将大功率电磁发射机的发射电流波形编码为伪随机m序列。本文以研究设计一种编码质量高,频率准确度高,时间同步精度高,抗干扰能力强,整体工作性能稳定的伪随机编码驱动装置为目的,根据伪随机电磁探测法要求的技术指标,从理论分析、硬件设计、软件设计与样机实验等几个方面详细描述了其设计过程以及验证结果。本文所作的主要工作如下:首先,详细介绍了电法勘探中常用的方法,通过对比电磁...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 课题国内外研究现状
    1.3 课题研究来源
    1.4 课题研究内容
第2章 伪随机电磁探测基本原理
    2.1 电法勘探与电磁法
        2.1.1 时间域电磁法
        2.1.2 频率域电磁法
    2.2 伪随机序列与相关辨识
        2.2.1 伪随机序列
        2.2.2 相关函数与相关辨识
        2.2.3 伪随机序列相关辨识
    2.3 伪随机m序列电磁勘探法
        2.3.1 伪随机m序列电磁勘探原理
        2.3.2 伪随机m序列电磁勘探方法
        2.3.3 伪随机m序列电磁勘探的优点
    2.4 本章小结
第3章 伪随机编码驱动装置硬件设计
    3.1 硬件结构设计
    3.2 码型发生和控制器电路设计
        3.2.1 FPGA核心电路设计
        3.2.2 控制器核心电路设计
        3.2.3 FPGA与DSP控制器接口设计
    3.3 授时与时钟源电路设计
        3.3.1 GPS授时电路设计
        3.3.2 高精度时钟源电路设计
    3.4 无线通信电路设计
    3.5 码型输出驱动电路设计
    3.6 本章小结
第4章 伪随机编码驱动装置软件设计
    4.1 m序列发生单元软件设计
        4.1.1 m序列的产生方法
        4.1.2 m序列发生单元的FPGA实现
    4.2 控制单元软件设计
        4.2.1 控制逻辑软件设计
        4.2.2 与上位机的接口设计
        4.2.3 通信校验机制
    4.3 时间同步单元软件设计
        4.3.1 GPS时间获取
        4.3.2 1PPS信号滤波
        4.3.3 VC-OCXO频率校正
    4.5 本章小结
第5章 伪随机编码驱动装置样机测试与实验结果
    5.1 工程样机搭建
    5.2 编码性能测试
        5.2.1 最大可编码阶数测试
        5.2.2 最大基准频率测试
        5.2.3 编码频率精度测试
        5.2.4 时间同步精度测试
    5.3 编码驱动装置与发射机联合测试
    5.4 野外地质勘探实验与结果分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3809957