[發明專利]一種用于井間電磁探測的信號同步收發方法及系統

有效

• 申請號: 202010948894.2
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112230291B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 趙青;史超;郭成;劉智睿
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01V3/30;G01V3/34;G01S19/03
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

1.一種用于井間電磁探測的信號同步收發方法，其特征在于：所述信號同步收發方法包括：

發射端接收到井上傳來的第一井上同步觸發脈沖信號后，對第一井上同步觸發脈沖信號的上升沿完成一次時鐘同步，消除亞穩態影響，對進行了時鐘同步處理后的第一井上同步觸發脈沖信號上升沿產生第一井下同步觸發脈沖信號，并通過產生的第一井下同步觸發脈沖信號對正弦三角函數查找表和三角波函數查找表地址完成一次置零；

同時，當接收端的井下接收機檢測到由RS485通信單元所接收并發送到FPGA的第二井上同步觸發脈沖信號的上升沿后，對第二井上同步觸發脈沖信號的上升沿完成一次時鐘同步，消除亞穩態影響，隨后FPGA對第二井上同步觸發脈沖信號經過同步處理的上升沿產生第二井下同步觸發脈沖信號，并通過產生的第二井下同步觸發脈沖信號對FPGA內部的存儲器以及相敏檢波參考信號的查找表完成一次置零。

2.根據權利要求1所述的一種用于井間電磁探測的信號同步收發方法，其特征在于：所述FPGA產生的井下同步觸發脈沖信號還能作為ADC數據存儲器的狀態機跳轉使能信號，僅當井下同步觸發脈沖信號到來且數據存儲器尚未被寫滿時，才允許ADC采集數據結果寫入數據寄存器，否則數據寄存器的寫入使能為關閉狀態，以保證數字相敏檢波輸入數據的準確，以得到正確的輸出結果。

3.根據權利要求1所述的一種用于井間電磁探測的信號同步收發方法，其特征在于：發射端的發射信號由正弦三角函數查找表和三角波函數查找表產生，兩個查找表包含各自的存儲地址，每個時鐘周期將兩個查找表地址中的數據按照循環次序進行比對輸出SPWM信號。

4.根據權利要求1所述的一種用于井間電磁探測的信號同步收發方法，其特征在于：所述信號收發同步方法還包括在所述發射端和接收端接收到井上同步觸發脈沖信號之前，同步觸發信號的產生和處理步驟。

5.根據權利要求4所述的一種用于井間電磁探測的信號同步收發方法，其特征在于：所述同步觸發信號產生和處理步驟包括：

所述發射端和接收端的GPS接收機產生PPS信號輸入到各自的通信模塊上；

通信模塊將PPS信號的TTL電平轉換為LVTTL電平后輸入到FPGA芯片中；

FPGA芯片對接收的信號進行時鐘同步處理消除亞穩態影響，并對經過時鐘同步處理后的IO口輸入PPS信號進行檢測。

6.根據權利要求5所述的一種用于井間電磁探測的信號同步收發方法，其特征在于：所述對經過時鐘同步處理后的IO口輸入PPS信號進行檢測包括：

當檢測到PPS信號的上升沿時，FPGA內部通過計數產生一個時間等同于RS485通信波特率值的高電平信號，該信號會在FPGA檢測到下一個PPS信號的上升沿時立即送入RS485通信單元完成驅動和放大后向井下發射同步觸發脈沖信號。

7.一種用于井間電磁探測的信號同步收發系統，其特征在于：它包括：發射端和接收端，所述發射端和接收端均包括GPS接收機和通信模塊；所述GPS接收機和通信模塊設置與井上；所述發射端還包括設置于井下的發射機，所述接收端還包括設置于井下的接收機；

所述GPS接收機用于接收GPS衛星發送的通信信息，并生成PPS信號后輸入到通信模塊上；

所述通信模塊用于在接收到所述GPS接收機發送的PPS信號將其原來的TTL電平轉換為LVTTL電平，并產生同步脈沖電平后發送出去。

8.根據權利要求7所述的一種用于井間電磁探測的信號同步收發系統，其特征在于：所述通信模塊內置有FPGA芯片和RS485通信單元；所述FPGA芯片對接收的信號進行時鐘同步處理消除亞穩態影響，并對經過時鐘同步處理后的IO口輸入PPS信號進行檢測；所述RS485通信單元用于將接收到的同步脈沖電平以串口形式發送出去。