首页> 中文期刊> 《地球物理学报》 >用于电磁法观测系统开机自检的信号发生器实现方法

用于电磁法观测系统开机自检的信号发生器实现方法

         

摘要

To meet the boot-strap self-test requirements of electromagnetic prospecting systems,the characteristics of self-test signals of commonly used geophysical instruments and measurement systems are analyzed.Through doing comparison and analysis on existing mechanisms,a novel method is proposed with low-power consumption,high precision,as well as easy realization.A set of implementation circuit is designed and simulated.The circuit is shown to have a strong stability on the basis of Bode and Nyquist diagrams.The simulation and test results show that a self-test pulse with a range of 20 μV~2 V amplitude and 1 Hz~100 kHz frequency can be generated through switches.And the signal frequency stabilizes at 1%;phase stability is no more than 1.5 % through repeated test,and amplitude error can be optimized to less than 1%.Using the stable harmonic component of the self-test pulse signal,a response in wider band of the measurement system can be obtained.The practical application demonstrates that the boot selftest model has a power consumption less than 0.3 Watt;and an amplitude between 20 μV and 2 V,and frequency range of 1 Hz~100 kHz.This is consistent with the simulation.The selftest model is applied to a monitoring system.The model has the advantages of stable performance,convenient operation,low cost,and easy-to-design.It can improve present self-test models.%针对电磁法观测系统在使用过程中的开机自检要求,分析常用测量系统及地球物理仪器的检测信号特征,通过对已有机制进行研究和对比,结合现有信号产生电路的优势,提出一种功耗低、精度高、设计简单的自检信号发生器实现方案.基于该方案设计了一套实现电路,其以CPLD为核心,由精密参考电压源、模拟开关及运算放大器等器件构成,并对该电路进行仿真与测试.通过系统稳定性分析,采用波特图与奈奎斯特图表明信号发生电路的稳定性符合设计要求.经仿真与测试,能够通过换挡开关产生幅值为20 μV~2 V、频率范围在1 Hz~100 kHz的自检脉冲信号,频率稳定在1%,重复测试相位稳定度小于1.5%,幅值误差可以优化到1%以内,且能通过其稳定的谐波分量来获取该系统带宽更宽的通道测试响应.测试结果表明,该自检信号发生器电路实际功耗小于0.3W,20 μV~2 V幅值范围和1 Hz~100 kHz频率范围内性能指标的测量结果和仿真结果相符,并成功应用于某监控系统.利用该信号发生器电路实现自检具有操作方便、成本低、易于设计等优点,能够有效的弥补其它自检模式的缺陷.

著录项

  • 来源
    《地球物理学报》 |2017年第11期|4341-4351|共11页
  • 作者单位

    山东大学(威海)机电与信息工程学院,山东威海264209;

    中南大学地球科学与信息物理学院,长沙 410083;

    有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,长沙410083;

    山东大学空间科学研究院,山东威海 264209;

    中南大学地球科学与信息物理学院,长沙 410083;

    有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,长沙410083;

    山东大学(威海)机电与信息工程学院,山东威海264209;

    山东大学空间科学研究院,山东威海 264209;

    中南大学地球科学与信息物理学院,长沙 410083;

    有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,长沙410083;

    中南大学地球科学与信息物理学院,长沙 410083;

    有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,长沙410083;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 地球物理勘探;
  • 关键词

    观测系统; 自检信号; 低功耗; CPLD;

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
获取原文

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号