地震檢波器在地震勘探中起到檢測接收地震波數(shù)據(jù)的作用,其工作效率、采集的數(shù)據(jù)量直接影響著后續(xù)的數(shù)據(jù)分析處理。不同于傳統(tǒng)地震檢波器內(nèi)部采用的動圈式傳感器,MEMS地震檢波器內(nèi)部采用了電容式傳感器,其動態(tài)范圍更大。并且MEMS地震檢波器內(nèi)部集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可以直接輸出數(shù)字信號,避免了模擬信號在傳輸中的損耗。新型的MEMS地震檢波器可以很好地滿足未來數(shù)字化的地震勘探需求,但其內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊需要上電工作,而且地震勘探需要長時間的穩(wěn)定工作來獲取足夠多的信息樣本以供后續(xù)的分析處理,因此低功耗的MEMS地震檢波器是一個研究的熱點。本論文針對MEMS地震檢波器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的Sigma-Delta調(diào)制器展開研究。包括對Sigma-Delta調(diào)制器內(nèi)部的各個子電路模塊進行研究設(shè)計調(diào)試,并進行電路級的仿真;電路級調(diào)試仿真通過之后進行版圖的布局布線繪制,繪制完成進行版圖級的后仿真;通過代工廠進行Sigma-Delta調(diào)制器的芯片流片,最后在芯片返回后進行芯片級的測試。對Sigma-Delta調(diào)制器各個子電路模塊進行設(shè)計,包括對帶隙電壓基準、時鐘產(chǎn)生電路、放大器、積分器以及一位量化器的電路進行設(shè)計調(diào)試。針... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MEMS地震檢波器的信號流程圖

方便后續(xù)在計算機上對數(shù)據(jù)進行分析處理。圖 2-1 MEMS 地震檢波器的信號流程圖2.2 地震檢波器專用傳感器地震檢波器中的傳感器可以將振動信號的速度、加速度等模擬量轉(zhuǎn)換為電信號。在地震檢波器中使用的傳感器可分為速度型傳感器、加速度型傳感器和壓電型傳感器三大類。在三大類傳感器中，壓電型傳感器主要用于水域海洋地震勘探，速度型和加速度型傳感器用于陸地地震勘探。而 MEMS 地震傳感器正是基于加速度傳感器的電容式傳感器。除此之外，一些新型傳感器，例如光纖傳感器也在研發(fā)之中，但受工藝限制尚未投入使用。2.2.1 速度型傳感器速度型傳感器主要是動圈式傳感器。動圈式傳感器主要由上下兩個線圈、線圈架、磁鐵、彈簧組成。動圈式傳感器感應(yīng)的是電磁感應(yīng)的變化，磁鐵和檢波器保護外殼固定在一起，當(dāng)?shù)卣鸩ㄐ盘杺鱽頃r，檢波器保護外殼和內(nèi)部磁鐵發(fā)生振動，檢波器內(nèi)的兩個線圈相對于內(nèi)部磁鐵產(chǎn)生相對運動，感應(yīng)電動勢發(fā)生變化，線圈位移速度與感應(yīng)電動勢成正比。檢波器的輸出電壓體現(xiàn)了地震波的信息。8

1a ，2a 分別是積分器 1 和積分器 2 的系數(shù)，qk 是量化器的增益為：Y( z) zX( z) ( z) E( z)2211 = + 器的兩個系數(shù)需要滿足以下關(guān)系式：112kaa=q22ka=qE1 z1 z3g

【參考文獻】：
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