[發明專利]一種用于多功能電磁法接收機測試用的信號模擬器

有效

• 申請號: 201611128901.4
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106656110B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 陳凱;金勝;鄧明
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02;G01V3/08;H03K5/01
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 蔣常雪

本發明公開了一種用于多功能電磁法接收機測試用的信號模擬器，包括信號模擬器電路，所述信號模擬器電路由GPS模塊、微控制器MCU、旋轉開關、數字補償晶振MCXO、現場可編程門陣列FPGA、斬波電路、整形電路、選通開關、電源電路和鋰電池組成；本發明模擬器可以進行MT、AMT、CSAMT、SIP、TDIP與TDEM 6種制式信號輸出，具有多功能、自動循環掃頻、高精度時間同步、便攜、低功耗和簡單易用的優點，為多功能電磁接收機的室內及野外現場自檢測試提供方案。

技術領域

本發明涉及地球物理儀器中的電磁法儀器開發，用于多功能電磁接收機室內及野外現場自檢測試使用，具體的，是一種用于多功能電磁法接收機測試用的信號模擬器，可輸出多種特定的波形。

背景技術

電磁法(或叫電磁感應法)是電法勘探的重要分支。該方法主要利用巖礦石的導電性、導磁性和介電性的差異，應用電磁感應原理，觀測和研究人工或天然形成的電磁場的分布規律(頻率特性和時間特性)，進而解決有關的各類地質問題。

電磁法是利用人工源或天然場源的電磁波進行工程礦產勘探的一種方法，屬于物理勘探中電磁法，常用的有大地電磁法(MT)、音頻大地電磁法(AMT)、可控源大地電磁法(CSAMT)、譜激電法(SIP)、時間域激電法(TDIP)和瞬變電磁法(TDEM)等方法

在多功能電磁接收機開發以及使用過程中，室內及野外自檢測試是必經環節，多功能電磁接收機可以實現MT、AMT、CSAMT、SIP、TDIP和TDEM等方法的野外測量。

MT方法要求發生兩路獨立的白噪聲，信號頻率覆蓋0.1mHz-1000Hz，幅度10mVp；AMT方法與MT方法類似，均為獨立的雙通道白噪聲，頻率覆蓋范圍為0.01Hz-100kHz；CSAMT方法要求方波掃頻輸出，按照特定的頻率表進行掃頻輸出，對輸出波形具有較高的時間精度，發射41組頻率，頻率覆蓋范圍0.1Hz-10kHz，循環掃頻持續時間50min；SIP方法與CSAMT方法類似，循環發送12個頻點，頻率范圍1/64Hz-128Hz，循環掃頻持續時間15min；TDIP方法要求輸出正停負停信號，脈寬2s，占空比1:1，默認極化率5％，幅值為10mVp；TDEM方法類似TDIP信號，對關斷時間要求較高，幅值為1Vp。

以上各種方法對信號輸出要求迥異，體現在信號的幅值、頻率、波形、時間同步、選擇通道上，然而現有通用函數信號發生器僅能提供寬頻的正弦、方波、三角、調制波或可編輯的任意波，在通道數、時間同步、自動切換頻率等方面難以滿足測試要求。

現有的白噪聲信號發生器帶寬有限，不能滿足寬頻MT測量要求。為開展接收機的室內及野外的一致性測試，需要單獨開發與之對應的多功能信號模擬器。

發明內容

為了克服現有通用函數信號發生器的不足,本發明提出一種用于多功能電磁法接收機測試用的信號模擬器，該模擬器可以進行MT、AMT、CSAMT、SIP、TDIP與TDEM 6種制式信號輸出，具有多功能、自動循環掃頻、高精度時間同步、便攜、低功耗和簡單易用的優點，為多功能電磁接收機的室內及野外現場自檢測試提供方案。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明一種用于多功能電磁法接收機測試用的信號模擬器，包括信號模擬器電路，所述信號模擬器電路由GPS模塊、微控制器MCU、旋轉開關、數字補償晶振MCXO、現場可編程門陣列FPGA、斬波電路、整形電路、選通開關、電源電路和鋰電池組成；電源電路連接有鋰電池為信號模擬器電路提供電源；GPS分別接入MCU和FPGA，MCU和FPGA互相連接，MCU連接旋鈕開關，FPGA連接MCXO、斬波電路、整形電路及選通開關，斬波電路和整形電路分別連接選通開關，通過選通開關進行電路信號輸出。