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应用调制解调技术实现低漂移地震数据采集的技术分析与研究

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第一章 地震信号以及数据采集的特点

第二章 数据采集器低频噪声及减小噪声的方法

第三章 调制解调方法的模型分析

第四章 模型计算及结果分析

第五章 方波调制的最佳解调

第六章 实际电器采集数据分析

第七章 伪随机调制解调及试验

第八章 结论与展望

参考文献

致谢

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摘要

现代化的地震观测系统是基于数字化技术的观测网络,观测信号在地震台站的观测点进行数字化,经网络传输、汇集后由计算机系统进行处理和存贮。地震数据采集是数字化地震观测的重要环节,其核心功能是将地震观测传感器输出的模拟信号转换为数字信号,模拟数字转换器的技术水准在很大程度上决定了数据观测质量。地震信号为低频信号(10。3Hz~102Hz),而数据采集器在低频段会产生1/厂噪声的特性,影响信号观测精度。基于此本论文在理论算法上对此问题做了一些初步的探讨。
  本论文首先介绍了地震信号的种类,数模转换的基本原理。然后分析了数据采集器短路噪声的1/厂特性,为削弱1/厂噪声的影响,分析目前现有的自稳零技术(autozeros)的一些特点,基于此技术提出了改进的差分算法。研究结果表明,两种方法在本质上都是对基带信号的调制,从而实现了削弱1/厂噪声对测量精度的影响。结合两种技术最终提出调制解调的计算模型,并用一组输入信号对模型进行检验,结果表明调制解调模型可以有效的去处1/厂噪声的影响。本论文又使用实际电路记录的数据进行分析,旨在通过调制解调系统来观察低频噪声是否有效的消除。结果达到了预期的目标。
  本论文在方波基础之上提出伪随机序列作为调制解调信号的算法。伪随机序列具有保密与抗干扰的特点,从仿真的结果可以得出,伪随机序列用作调制解调信号也可以消除1/厂噪声的影响,具有与方波类似的输出结果。
  本论文在调制解调的基础之上,还提出了改进输出信噪比的算法。由于调制解调系统是线性系统,所以频谱在搬移过程避开了1/厂噪声的频段,但没有改变噪声本底。基于此本文从能量损失的角度分析了方波与正弦信号作为调制解调序列的优劣提出了加权平均的算法。从理论上论证了加权平均算法的正确性,并且实验数据也表明信噪比有一定程度的提高。

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