新型激电侦测系统的电路设计

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:shenzhiying
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激发极化法简称激电法,是以地壳中不同岩、矿石的激电效应差异为物质基础,通过观测与研究人工建立的直流(时间域)或交流(频率域)激电场的分布规律进行找矿和解决地质问题的一组电法勘探分支方法。实践已经证明,激电法是勘查各类金属矿产的主要方法,特别是对电阻率与围岩相差不大的浸染型金属矿床而言,与电阻率法和电磁法相比更为有效。另外,激电法在寻找地下水和探测石油、天然气方面也能发挥作用,并取得了比较令人满意的结果。新型激电侦测系统(简称激电仪)是在以ARM7和uClinux的硬件及软件的基础上实现的。传统的激电仪器发送机、接收机采用分体式,体积大,携带不方便。与传统的激电仪相比,本套新型激电仪具有以下几点优势:1)将发送机和接收机整合成一台仪器;2)体积小,便于携带;3)数据采集精度更高;4)系统的功耗更低;5)电池容量更大;6)人机交互的操作界面简单友好,便于操作。本套激电仪的工作分为硬件和软件两部分:硬件主要是以ARM7为基础的硬件电路研制,由主控单元、发射装置模块、接收装置模块、供电电源等部分电路组成,整套仪器由四块电路板组成:1)系统主控单元电路板:板上集成ARM7——S3C44B0X、Boot Flash Memory、SDRAM、Nand Flash Memory,S3C44B0X控制整个系统,与发射装置通信,控制接收装置完成数据采集,另外还有USB、键盘、LCD、网口等外接设备电路;2)发射装置IPM电路板:板上集成IPM——PM10RSH120、隔离放大器、信号处理电路,IPM通过信号放大处理向外输出电流信号;3)接收装置模拟板:板上集成24位可编程增益A/D转换芯片CS5532、D/A转换芯片AD5660、50Hz陷波电路、低通滤波电路等,采集接收地电信号、电位数据;4)电源母板:板上集成主控芯片、IPM等所需的供电电路。本文主要研究硬件部分设计,软件部分仅为方便说明整套仪器,做简单介绍。系统软件采用体积小、稳定、移植性良好的uClinux嵌入式操作系统,代码采用C语言编写。完成了内核驱动程序和相关应用程序的开发,可以实现人机交互操作。本文运用Altium Designer软件绘制电路原理图,制PCB板,组装成机,并进行了多次野外采集试验。试验数据表明,仪器能够正确采集电位信息,基本达到设计要求。
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