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多功能电磁发射机的研究

李军强  
【摘要】: 自50年代以来,电法勘探领域从理论到实践都已经做了大量的工作,在寻找金属矿、地下水、进行工程地质及油气勘探方面,取得较好的成果。它的理论方法及仪器也在不断地改进和创新,其地质解释精度及效果也不断提高。设计一款可以应用频域、时域和混场源多种探测方式的多功能发射机显得越来越重要。本论文借鉴现有的瞬变电磁发射机的设计思路,结合直接数字频率合成技术,设计了多功能电磁发射机的控制系统,并进行了实验研究。主要做了以下几个方面的工作: ①论文研究了国内外电磁发射机的发展状况,分析了发射机控制系统的组成原理,结合现有的电磁发射机的设计思想,提出了新的设计思路:采用CPLD和单片机为控制核心,外部接有实时时钟电路、外部存储器电路、LCD显示电路、通讯电路、驱动电路、检测电路等其他电路,绘制了PCB电路板,做了实验验证。 ②针对瞬变电磁发射机发射频点偏少的问题,采用分频技术和直接数字频率合成技术(DDS技术),以精度为±3ppm,频率为18.432MHz的温补晶振(TCXO)产生的频点作为基频,可以产生0.0625~69500Hz的频点,而且部分占空比可调;还可以实现随机时序脉冲的产生。通过硬件描述语言(VHDL)编程仿真,使用本论文产生的频率信号对常用的时间域和频率域主电路拓扑结构做了仿真,结果表明符合设计思想。 ③设计了主电路IGBT驱动电路。同时,改进了嵌位恒压控制开关的驱动电路,采用施密特电路避免了驱动信号在电压设定值附近的振荡,减少了控制开关的误动作。 ④编写了发射机的控制程序流程图,实现了系统监控,液晶显示程序,数据通讯、和数据采集、系统保护等功能。


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