[發明專利]一種檢波器低頻溫度補償調節電路

在審

• 申請號: 201811106054.0
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109307883A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 田駿;常朝輝
• 申請（專利權）人: 西安陸海地球物理科技有限公司
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V1/16
• 代理公司: 西安眾星藍圖知識產權代理有限公司 61234
• 代理人: 張恒陽

本發明屬于地震勘探設備技術領域，尤其涉及一種檢波器低頻溫度補償調節電路。本發明通過機芯單元、前置放大電路、由第一電容C1、第二電容C2和第六電阻R6組成的高通濾波電路、后續濾波和數據采集電路及由第七電阻R7和第八電阻R8組成的低頻溫度補償電路，對因溫度原因造成的低頻信息接受能力變化進行補償，從而穩定檢波器的低頻接受能力，特別是在低溫時，補償和增強穩定檢波器低頻接受能力。保證地震勘探資料的成像效果和精度，并有效提升勘探目的層的深度。

技術領域

本發明屬于地震勘探設備技術領域，尤其涉及一種檢波器低頻溫度補償調節電路。

背景技術

在地震勘探系統中，檢波器承擔將接受的地層震動波轉換為電信號輸出的任務，來自震源激發產生的地震波，向地層深處傳播，并將帶有地層信息的反射波傳遞到地面檢波器進行接受，檢波器完成震動能量的機電轉換，電信號經過信號處理電路放大整理后，輸出到后續采集站和地震儀進行存儲和分析。

檢波器接受的震動信息中，含有高頻和低頻分量，高頻分量利于提高勘探地層分辨率，低頻分量對地震資料的成像和深層勘探的信噪比會產生重要的影響，低頻信息的接受同樣重要。由于震源激發、信號在地層介質傳播過程中，低頻信息已經受到影響。那么檢波器在接受信息過程中對低頻信息的提取就顯得尤為關鍵。

對檢波器接受低頻信息造成影響主要來自兩個部分，一是容性的傳感單元(機芯)造成低頻的衰減，二是在信號處理電路中，為克服零漂而設置的高通(低切)濾波電路造成低頻的衰減。具體分析如下：

在現有技術中的檢波器的機芯單元的原理可采用磁電、容差、光柵、壓電傳感轉換理論等，如壓電檢波器采用壓電轉換原理，其心臟部分為壓電陶瓷晶片，其成容性特征。為維持寬頻特征，前置放大電路一般采取同相負反饋放大器，通常采用全差分儀表放大器輸入方式。如圖2和圖3所示，其中，機芯單元將震動信號轉換為電信號輸入到前置放大器的輸入端，第一電阻R1和第二電阻R2為前置放大器的輸入電阻電路，且R1＝R2(以下計算公式不顯示R2)。第一放大器A1和第二放大器A2及第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5構成放大單元電路，第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5為該放大電路的負反饋回路。第一電容C1、第二電容C2和第六電阻R6構成平衡式的高通(低切)濾波電路，目的是濾除信號中的零點漂移分量。盡管截止頻率設置較低，仍對信號低端頻率頻譜造成一定影響。

如機芯單元采用壓電傳感，則機芯單元具有容性特征。容性的傳感單元與輸入電阻形成第一級高通(低切)濾波電路。為克服零漂影響的第一電容C1、第二電容C2和第六電阻R6，就形成第二級高通(低切)電路。兩級高通濾波電路形成整個檢波器的低頻頻譜特性。常溫下檢波器整機頻譜曲線如下圖6中的中間曲線。

機芯單元容性特征可以等效為一個信號源Vs和一個等效電容C i的串聯。如圖4所示。

其與電路輸入阻抗構成一階高通(低切)濾波電路，其截頻點fo1(-3dB)關乎低頻信息的接受能力。

fo1＝1/2πR1Ci 公式1

第一電容C1、第二電容C2和第六電阻R6構成的高通(低切)濾波器，C1＝C2(以下計算公式不顯示C2)，其截頻點為fo2.

fo2＝1/πR6C1 公式2

兩者的影響形成如圖6的檢波器輸出頻譜特性曲線。

圖6中的中間曲線為常溫下檢波器的輸出頻譜曲線，從圖中可看出，檢波器本身在低頻信息的接受上存在一定的衰減。通過調節相關元件參數設置，常溫下可控制在一定范圍內。對整個系統低頻接受能力和零漂程度都不會產生較大的影響。