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《哈尔滨工程大学》 2012年
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低噪声低功耗大地电磁数据采集电路的设计与实现

刘谋荣  
【摘要】:大地电磁测深法是研究地质结构的一种地球物理方法,它是以天然交变电磁场为场源。当交变电磁场在地中传播时,由于集肤效应的作用,不同周期的信号具有不同的穿透深度。大地电磁信号是一种微弱的天然信号,幅度只有μV级,但其频率范围能达到10~(-5)~10~3Hz,同时所采集的大地电磁信号主要包括五个分量,即两个正交的电信号Ex、Ey和三个相互正交的磁信号Hx、Hy、Hz。这就要求大地电磁信号采集系统要具有高灵敏度、频带宽、多通道同步测量等特性。另外,对于采集频率较低的信号,需要较长的时间才能采集完毕,且采集过程中的自然噪声、人为噪声都不可避免,这就要求采集系统具有低噪声、低功耗的特性,以满足长时间野外工作的需求。 本论文作为中船重工集团公司、中国地震局、中国科学院联合提出的“极低频探地(WEM)工程”项目中大地电磁探测仪研制的一部分,设计了一种低噪声、低功耗且具有高灵敏度、频带宽、多通道等特性的数据采集及处理电路。论文首先简要介绍了低噪声低功耗的设计方法、Σ ΔA/D转换技术的原理以及大地电磁探测仪的硬件设计和软件设计方案。然后详细叙述了数据采集及处理电路的设计过程,设计了基于高精度、高分辨率的Σ ΔA/D转换器ADS1278的数据采集及处理电路,主要包括输入保护和信号衰减电路、低通滤波电路、程控放大电路、电平转换电路、A/D采样电路、数字隔离电路以及电源电路等。最后给出了大地电磁探测仪的系统性能测试方法,测试结果表明各项技术指标均能满足设计要求。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P631.325

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【参考文献】
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