深海地震长缆水下低功耗模块化数据传输系统设计

发布时间：2021-06-22 00:25

　　随着我国海洋油气资源战略的提出,海洋地质勘探向着深海、深地层方向发展。当前的海洋地震勘探拖缆系统水下拖缆长度不够,检波器密度不足,不能够满足深海地质勘探的需求,亟待升级。现有的海洋地震勘探拖缆系统水下数据传输系统结构固化、传输方式单一,在每次装备升级的过程中都需要对硬件重新设计,研发周期长、成本高。此外数据传输系统的功耗高,限制了水下数据传输系统的数目,进一步限制了水下拖缆长度的增加。在面对深海地震长缆系统更长拖缆,更多传输节点的情形是,现有水下数据传输系统的传输速率也不能满足系统需求。针对海洋地震拖缆系统水下传输系统高功耗、低兼容性、低传输速率的现况,为因应深海地震长缆系统的升级,本文旨在设计一款低功耗、模块化、高速水下数据传输系统。从传输方案的低功耗选择到芯片的低功耗选型,对数据传输系统进行了低功耗设计。传输系统采用模块化思路,把硬件结构分成数据采集、驱动、接收、处理四个单元,各部分单独设计。论证不同传输方案时,只需对部分结构进行简单替换。基于这样的通用结构设计了一种水下传输系统,系统以FPGA为控制和数据处理核心,前端使用24位Sigma-Delta ADC进行采样,采用Serd... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２水下拖缆系统数传包连接示意图??

?ＤｏｏｏｏｏｏｏＣ??图２．１双绞线示意图??由于导线绞合，成对出现，信号传输时，两根导线辐射出的电磁波相互抵消，??能够有效降低信号的干扰。一般双绞线成缆时是由多组双绞线一起包在一个绝缘??电缆皮套中。根据成缆过程中双绞线与外层绝缘封套之间有无金属屏蔽层，把双??绞线分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。屏蔽双绞线的屏蔽层可以更进一步降低信??号传输过程中的电磁辐射，同时也可以减少来自外部的电磁干扰，理论上，相同??环境下，屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。图２．２是单股??屏蔽双绞线的切面示意图，从内到外分别是信号导体通道，绝缘层，屏蔽层，电??缆皮套。??导体??绝缘层??屏蔽网￣??电缆皮套??图２．２单股屏蔽双绞线切面示意图??相较于双绞线，同轴电缆导体、绝缘层和屏蔽层共用同一轴心。同轴电缆由??内芯到外套分为四层：内导体（中心铜线）、塑料绝缘体、外导体（网状导电层）??以及电缆外皮，内外导体之间形成电流回路，图２．３是同轴电缆横切面示意图。??网状导电层一—电缆外皮??塑料绝缘体一■）??中心職??图２．３同轴电缆横切面示意图??同轴电缆相较于双绞线对信号衰减更小

程中的电磁辐射，同时也可以减少来自外部的电磁干扰，理论上，屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。图２．２线的切面示意图，从内到外分别是信号导体通道，绝缘层，屏蔽导体??绝缘层??屏蔽网￣??电缆皮套??图２．２单股屏蔽双绞线切面示意图??于双绞线，同轴电缆导体、绝缘层和屏蔽层共用同一轴心。同轴套分为四层：内导体（中心铜线）、塑料绝缘体、外导体（网状导外皮，内外导体之间形成电流回路，图２．３是同轴电缆横切面示网状导层一—


本文编号：3241733