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据日前国家发展和改革委员会发布数据表明,我国已经成为世界上第二大能源消耗大国。因此,油气资源对于我国国家安全、经济建设和社会发展都具有及其重要的意义。目前,我国石油勘探设备大多为进口的国外仪器,价格高,而且处处受到其垄断技术的制约。解决以上现存问题成为当今我国地球物理仪器研发者的重中之重。同时,FPGA技术的飞速发展,也使其正逐步应用于数字信号处理单元中,与传统DSP技术相比,其灵活性更大。目前,比较成熟的地震采集站设计方案首选Cirrus Logic公司提供的高精度采集方案,即CS3301、CS5373和CS5378相结合使用的地震数据采集硬件电路,然而该采集方案最大的弊端在于其成本太高。本论文目的就在于设计基于FPGA的硬件数字滤波技术,并将其应用于地震采集站中,进而取代CS5378滤波芯片,降低地震采集站生产成本。论文的主要工作包括三部分:(一)地震采集站硬件电路设计;(二)地震采集站滤波程序设计;(三)地震采集站性能分析程序设计(Matlab)。地震采集站硬件电路包括±2.5V供电电路设计、CS5373参考电压电路设计、共模滤波电路设计、差模滤波电路设计、系统自检电路设计等。地震采集站滤波程序包括CIC、FIR、IIR滤波器的设计、DA控制程序设计以及增益、采样率、模式控制程序设计等。其中CIC、FIR、IIR滤波器利用quartusII和MATLAB联合开发,CIC为AD转换之后的第一级,把一位的过抽样比特流转换成24位数据,并且把频率由512KHz降低到8KHz或4KHz。FIR作为第二级,由两个滤波器(FIR1、FIR2)级联构成,分别进行2倍抽取。FIR1为前级CIC的补偿滤波器,FIR2为半带滤波器。IIR是三阶的巴特沃斯高通滤波器,滤除低频及直流信号。地震采集站软硬件完成之后,设计基于Matlab的性能分析程序,通过FFT计算该地震采集系统的噪声、谐波失真度、共模抑制比等主要性能参数。