【摘要】：高密度電阻率法是在常規(guī)電法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種陣列勘探方法,通過(guò)一次性布置數(shù)百個(gè)電極,即可實(shí)現(xiàn)一片區(qū)域的電性數(shù)據(jù)測(cè)量。該方法主要用于老礦區(qū)深陷探測(cè)、地下水資源探測(cè)、堤壩滲漏檢測(cè)等一系列工程地質(zhì)問(wèn)題研究。高密度電法是一種先進(jìn)的物理勘探方法,但由于目前市場(chǎng)上的儀器結(jié)構(gòu)受限,其往往不具備太高的工作效率。此外,這類(lèi)儀器多具有發(fā)射信號(hào)單一,功耗大,抗干擾能力差,采樣精度不高,體積笨重的缺點(diǎn),這就導(dǎo)致此類(lèi)儀器工作范圍的局限性。為解決傳統(tǒng)儀器的不足,本文借鑒分布式地震觀測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測(cè)量方式,實(shí)現(xiàn)了并行測(cè)量方式,通過(guò)對(duì)主控電路、發(fā)射電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)了并行高密度電法發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文對(duì)發(fā)射系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究,主要包括系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件程序設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)的研究。硬件設(shè)計(jì)主要包括各主控單元和各模塊單元電路的設(shè)計(jì),以及PCB電路板設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要包括ARM控制程序的設(shè)計(jì)和FPGA邏輯控制時(shí)序的設(shè)計(jì),其中ARM控制程序由C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),FPGA時(shí)序邏輯則采用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)相關(guān)硬件進(jìn)行了電路調(diào)試,軟件程序進(jìn)行了時(shí)序和功能仿真。此外本文對(duì)IGBT尖峰電壓吸收、信號(hào)同步觸發(fā)及系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入研究,設(shè)計(jì)了相關(guān)電路和功能模塊,并對(duì)電路及模塊測(cè)試仿真,均可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求,針對(duì)某些模塊撰寫(xiě)了相關(guān)學(xué)術(shù)論文,最后對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試,對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析與介紹。文章最后對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)與展望,并介紹了下一步的工作內(nèi)容。
【圖文】：

北華航天工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 人機(jī)交互功能電路設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中通過(guò)給 STM32 主控芯片外接點(diǎn)陣?yán)L圖型液晶顯示模塊進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系示功能；然后外接 4*5 矩陣鍵盤(pán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射主機(jī)控制命令的發(fā)送。本系統(tǒng)依和液晶顯示器的組合操作從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易的人機(jī)交互功能。本設(shè)計(jì)選用的液晶顯示模塊為深圳市川航電子科技有限公司生產(chǎn)的 CH320240型液晶顯示模塊。該顯示屏采用 RA8806 作為控制器，屏幕由 128*240 點(diǎn)陣 背光組成。該顯示屏最多可顯示 8 排漢字，每排最多 15 個(gè)漢字，同時(shí)支持簡(jiǎn)體字體，文字可以 90 的倍數(shù)角度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)可以最多設(shè)置為四倍大小和加粗示屏具備廣泛適用的驅(qū)動(dòng)接口，能夠連接各類(lèi)單片機(jī)，控制簡(jiǎn)單，應(yīng)用也較為實(shí)物圖如圖 3.5 所示。

圖 3.12 光耦隔離電路原理圖.5 高壓驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)并行高密度電法發(fā)射系統(tǒng)最終發(fā)射的是方波的高壓電信號(hào)，電壓值最大可到 1200以一種頻率循環(huán)發(fā)射，因此本設(shè)計(jì)選用全控型電壓驅(qū)動(dòng)式開(kāi)關(guān)元件 IGBT。由于此類(lèi)不需較大驅(qū)動(dòng)電壓，，而且輸入阻抗較高，非常適合作為本系統(tǒng)的高壓部分的開(kāi)關(guān)模塊在本設(shè)計(jì)中，高密度電法發(fā)射系統(tǒng)外接高壓輸入 V+、V-，內(nèi)部與 4 個(gè) IGBT 的集 C 連接，高壓輸出 A、B 與 IGBT 的發(fā)射極 E 連接，系統(tǒng)通過(guò)控制四個(gè) IGBT 不同的導(dǎo)通與關(guān)斷實(shí)現(xiàn)單頻率雙極性方波電壓的輸出。工作連接示意圖如下 3.13 所示。分工作原理如下，系統(tǒng)通過(guò)控制單元使 FPGA 產(chǎn)生四路 PWM 信號(hào)，信號(hào)經(jīng)光耦隔離進(jìn)入 IGBT 驅(qū)動(dòng)模塊。由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng) IGBT Q1-Q4 的導(dǎo)通和關(guān)斷，PWM1、PW出高電平時(shí)，1INA 和 2INB 為高電平，Q1 和 Q4 導(dǎo)通，PWM2 和 PWM3 輸出低電平INB 和 2INA 低電平，Q3 和 Q2 截止，A 端為 V+，B 端為 V-；PWM2 和 PWM3 輸出平時(shí)，1INB 和 2INA 高電平，Q2 和 Q3 導(dǎo)通，PWM1、PWM4 輸出低電平，1INAINB 為低電平，Q1 和 Q4 截止，A 端為 V-，B 端為 V+。
【學(xué)位授予單位】：北華航天工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：P631.322;P641.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2614739