廣域電磁儀接收機(jī)硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
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【摘要】: 廣域電磁法是中南大學(xué)何繼善院士在可控源音頻大地電磁法基礎(chǔ)上提出的一種新的地球物理電磁勘探方法,它利用電磁場的全域精確表達(dá)式,能夠在非“遠(yuǎn)區(qū)”測量一個分量(電場或磁場)而得到視電阻率;趶V域電磁法和偽隨機(jī)多頻信號理論研制的廣域電磁測深儀是一種勘探深度大、效率高、精確度高、適應(yīng)性強(qiáng)的新型電磁法勘探儀器,克服了現(xiàn)有CSAMT電法儀器采用變頻方案,只能在“遠(yuǎn)區(qū)”測量導(dǎo)致信號微弱以及需要測量兩個正交電磁分量等缺點(diǎn)。能夠一臺發(fā)送機(jī)發(fā)送、多臺接收機(jī)同時接收,實(shí)現(xiàn)三維電磁勘探。 論文簡要介紹了廣域電磁法的基本理論、特點(diǎn)以及廣域電磁測深儀器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及接收機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu);詳細(xì)分析了廣域接收機(jī)采集有效電磁信號特征與噪聲特性;著重于適合廣域電磁信號特征和采集方式的精密低噪聲模擬電路設(shè)計,包括阻抗變換、高低通信號濾波、工頻陷波、低噪聲放大等,從電路結(jié)構(gòu)以及器件選型等方面按照高精度低噪聲要求給出了詳細(xì)設(shè)計;此外,結(jié)合廣域電磁儀高、中、低不同頻段需要不同的采集時間和疊加周期,對采集信號的高精度高穩(wěn)定度要求,設(shè)計了基于高分辨、高速∑-△模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7762的信號采集電路,并給出了與數(shù)字信號處理器(DSP)的接口電路和相關(guān)的DSP程序設(shè)計;最后對廣域電磁接收機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的室內(nèi)指標(biāo)測試,并到大慶等地進(jìn)行了野外測試。 廣域電磁接收機(jī)室內(nèi)噪聲、一致性測試,以及野外的一致性、穩(wěn)定性測試均取得良好效果,研制的接收機(jī)工作正常可靠、采集的數(shù)據(jù)可信,滿足廣域電磁法對儀器的要求,能夠用于野外勘探。
【關(guān)鍵詞】:廣域電磁法 偽隨機(jī)多頻信號 廣域電磁接收機(jī) AD7762
【學(xué)位授予單位】:中南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類號】:P631.325
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 第一章 緒論8-12
- 1.1 研究背景與意義8
- 1.2 頻率域電磁法及儀器研究現(xiàn)狀8-12
- 1.2.1 頻率域電磁法8-10
- 1.2.2 頻率域電磁法儀器10-12
- 第二章 廣域電磁測深儀12-19
- 2.1 廣域電磁測深法12-16
- 2.1.1 基本理論12-15
- 2.1.2 廣域電磁測深法特點(diǎn)15-16
- 2.2 廣域電磁測深儀16-17
- 2.3 廣域電磁測深儀接收機(jī)17-19
- 第三章 廣域電磁測深儀接收機(jī)硬件設(shè)計19-58
- 3.1 廣域電磁信號特點(diǎn)19-20
- 3.2 模擬采集電路設(shè)計20-38
- 3.2.1 模擬采集電路設(shè)計方案20-22
- 3.2.2 測量信號濾波設(shè)計22-27
- 3.2.3 測量信號放大設(shè)計27-33
- 3.2.4 抗工頻干擾設(shè)計33-37
- 3.2.5 PCB設(shè)計37-38
- 3.3 數(shù)據(jù)采集控制電路設(shè)計38-58
- 3.3.1 數(shù)據(jù)采集方式與要求38
- 3.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器類型與特點(diǎn)38-39
- 3.3.3 AD776239-45
- 3.3.4 基于AD7762的廣域電磁接收機(jī)采集器設(shè)計45-56
- 3.3.5 ADC性能指標(biāo)測試56-58
- 第四章 系統(tǒng)測試分析58-81
- 4.1 室內(nèi)測試58-70
- 4.1.1 儀器噪聲測試58-61
- 4.1.2 室內(nèi)一致性測試61-64
- 4.1.3 室內(nèi)穩(wěn)定性測試64-67
- 4.1.4 室內(nèi)準(zhǔn)確性測試67-70
- 4.2 野外測試——大慶徐家圍子油氣田廣域電磁法試驗(yàn)70-81
- 4.2.1 野外實(shí)驗(yàn)場地概況71
- 4.2.2 廣域電磁儀的一致性71-72
- 4.2.3 廣域電磁儀的穩(wěn)定性72-77
- 4.2.4 廣域電磁儀與GDP-32獲得的數(shù)據(jù)對比77-81
- 第五章 結(jié)語與建議81-83
- 5.1 結(jié)語81-82
- 5.2 建議82-83
- 參考文獻(xiàn)83-87
- 致謝87-88
- 攻讀學(xué)位期間研究成果88
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