一種差分載波地震檢波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于地球物理和地址勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于差分載波地震檢波器。
【背景技術(shù)】
[0002]差分載波地震檢波器是一種用于天然地震、地質(zhì)勘探和工程測量，可以將地面的微小振動轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，其原理是通過激勵源發(fā)生器產(chǎn)生用于驅(qū)動地震檢波器的激勵信號，激勵信號在地震檢波器內(nèi)部產(chǎn)生固定電磁場，放置在地面的檢波器接收到地面的微弱震動，通過由于震動引起的可變電容在電磁場中的微弱變化，可以靈敏地檢測到地震信號。在地震檢波器中激勵源發(fā)生電路輸出信號的好壞，直接決定了地震檢波器的靈敏度，在進行激勵源信號調(diào)制時，公知的傳統(tǒng)RC正弦波震蕩方法頻率穩(wěn)定性差，同時由于電阻阻值隨溫度變化會發(fā)生飄逸等問題，通常無法滿足地震檢波器的系統(tǒng)要求。
[0003]公知的傳統(tǒng)文式橋振蕩方法，雖能夠提供更為穩(wěn)定的頻率，但輸出波形存在波形明顯失真和噪聲的問題，造成檢波器測量精度的下降，因此并不是一個理想的用于地震檢波器激勵源的方法。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為克服傳統(tǒng)中由于波形明顯失真和噪聲所引入的信號失真和頻率不穩(wěn)定等問題，本實用新型提出一種用于差分載波地震檢波器，根據(jù)地震檢波器系統(tǒng)提出的性能要求，其載波頻率是一個快速起振的單頻差分正弦波信號，本實用新型提出一種用于差分載波地震檢波器包括:正弦波振蕩電路、信號調(diào)理電路、快速起振電路、電源單元和差分輸出單元。
[0005]所述的正弦波振蕩電路包括:一個運算放大器、多個電阻和多個電容組成，用于產(chǎn)生第一級正弦波信號，輸出用于濾波的信號調(diào)理電路，正弦波振蕩電路滿足基本電路振蕩起振條件。
[0006]所述的信號調(diào)理電路和快速起振電路包括第一運算放大器、第二運算放大器，第一運算放大器的負輸入端與第一電阻、第一二極管和第三電阻一端連接，第一運算放大器的正輸入端接地。第一運算放大器的輸出端與第一電阻、第一二極管和第二二極管一端連接。
[0007]所述的第三電阻另一端與正弦波輸出連接。第二運算放大器負輸入端與第九電阻和第四電容一端連接，第四電容另一端接地；第九電容另一端與第四電阻的一端和第二電阻的一端連接，第四電阻的另一端與第二二極管的一端連接。
[0008]所述的第二電阻一端與第一電容的一端連接，第一電容的另一端與第二運算放大器的輸出端連接，第二運算放大器的輸出端與第六電阻連接。
[0009]所述的第二運算放大器正輸入端與第五、第六和第七電容連接，同時與參考電位點連接，所述的參考電位點通過芯片穩(wěn)壓或分壓得到。
[0010]所述的第六電阻與第一晶體管柵極連接，第一晶體管另外兩個輸入與地和第八電阻一端連接。
[0011]所述的電源單元用于提供電路所需的電流。
[0012]所述的差分輸出單元用于接收第二反饋電路輸出的信號，用于產(chǎn)生驅(qū)動負載的差分載波信號。
[0013]本實用新型的有益效果為:
[0014]本實用新型提出一種用于差分載波地震檢波器的激勵源調(diào)制方法，該方法通過使用振蕩電路、快速起振電路、信號調(diào)理電路以及差分輸出驅(qū)動解決了差分載波地震檢波器激勵源穩(wěn)定性的問題，通過反饋回路的設計，使激勵源輸出信號的頻率單一，幅值穩(wěn)定，快速起振電路的設計提高了激勵源起振能力，縮短了起振時間。該方法具有頻率單一、快速起振和頻率穩(wěn)定等優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0015]圖1為本專利實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為本專利實施例的激勵源調(diào)制方法電路原理圖；
[0017]圖3為本專利實施例的正弦振蕩電路輸出信號圖；
[0018]圖4為本專利實施例調(diào)理后輸出信號圖；
[0019]圖5為本專利實施例差分輸出信號波形圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部實施例。本實用新型提出的一種用于差分載波地震檢波器的激勵源調(diào)制方法，能夠有效提高地震檢波器驅(qū)動的信號質(zhì)量，對檢測信號提取有幫助效果，使用差分載波正弦波驅(qū)動方式，最大限度的減小了共模干擾，提高了系統(tǒng)驅(qū)動信號的質(zhì)量，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和一致性。
[0021]圖1為本實用新型實施例的激勵源調(diào)制電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實用新型實施例的激勵源調(diào)制方法電路圖。如圖1所示，本實施例的正弦波調(diào)制電路包括電源單元101、正弦波發(fā)生電路102、正弦波振蕩電路103、信號調(diào)理電路104、快速起振電路105和差分輸出單元106。所述的電源單元101提供系統(tǒng)所需的電流，電源單元101滿足電路所需的功率需求；所述的正弦波發(fā)生電路102由正弦波振蕩電路103、信號調(diào)理電路104和快速起振電路105組成。
[0022]所述的正弦波振蕩電路103由運算放大器U3、電阻R5、電阻R7、電阻R8、電阻Rl1、電容C2、電容C3和場效應管Tl組成，其中電容C2與電容C3容值相同，電阻R5和電阻Rll阻值相同，電容C2、C3和電阻R5、R11共同決定了正弦波振蕩電路的振蕩頻點，電阻R7和電阻R8組成負反饋放大環(huán)節(jié)，放大系數(shù)由電阻R7的阻值除以與電阻R8的阻值決定。
[0023]所述的信號調(diào)理電路和快速起振電路由運算放大器UlA和運算放大器U2A組成，運算放大器UlA正輸入端與電路公共地連接，運算放大器UlA負輸入端與電阻R3 —端連接，電阻R3另一端與運算放大器U3，輸出端連接，運算放大器UlA負輸入端同時與電阻Rl的一端和二極管Dl的一端連接，運算放大器UlA輸出端與電阻Rl的另一端和二極管Dl的另一端連接，運算放大器UlA輸出端與二極管D2 —端連接。運算放大器UlA用于提高電路振蕩能力，幫助運算放大器U3快速起振，使電路快速進入穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。
[0024]本實施例中的運算放大器U2A正輸入端與參考電壓VREF連接，同時與電容C5，電容C6和電容C7的一端連接，電容C5，電容C6和電容C7的另一端與電路公共地連接，運算放大器U2A負輸入端與電阻R9 —端連接，電阻R9的另一端與電阻R2和電阻R4連接，電阻R2另一端與電容Cl串聯(lián)，電阻R4的另一端與二極管D2和電阻Rl串聯(lián)，運算放大器U2A負輸入端同時電容C4連接，電容C4的另一端與電路公共地連接，運算放大器U2A的輸出端與電阻R6連接，電阻R6的另一端與晶體管Tl柵極連接，晶體管Tl的源級和漏極分別于電路公共地和電阻R8的一端連接。運算放大器U2A與電阻R2和電阻R9，電容Cl和電容C4構(gòu)成選頻網(wǎng)絡。
[0025]所述的差分輸出單元由運算放大器U4A、電阻R9、電阻R10、電阻R12和電阻R13組成。系統(tǒng)通過接口 Pl輸出差分信號。
[0026]圖3為本專利實施例的正弦振蕩電路輸出信號圖，該輸出信號是僅使用U3輸出得至IJ的信號，從圖中可以看出輸出正弦波波形有明顯失真，無法直接使用。
[0027]圖4和圖5為本專利實施例調(diào)理后輸出信號和最終輸出波形，從波形圖可以看出，經(jīng)過本實施例調(diào)理后，正弦波輸出波已無明顯失真，輸出波形質(zhì)量得到大幅改善，圖5是本實施例最終輸出的差分信號，信號幅度相同，相位相反。
[0028]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種差分載波地震檢波器，根據(jù)地震檢波器系統(tǒng)提出的性能要求，其載波頻率是一個小溫飄的單頻差分正弦波信號，其特征在于:該地震檢波器包括正弦波振蕩電路、反饋電路、電源單元和差分輸出單元，所述的正弦波振蕩電路包括:一個運算放大器、多個電阻和多個電容組成，用于產(chǎn)生第一級正弦波信號，輸出用于整形與濾波的第二級反饋電路，正弦波振蕩電路滿足基本電路振蕩起振條件，第一級與第二級電路構(gòu)成負反饋結(jié)構(gòu)； 所述的電源單元用于提供電路所需的電流； 所述的差分輸出單元用于接收第二反饋電路輸出的信號，用于產(chǎn)生驅(qū)動負載的差分載波信號； 所述的第二級反饋電路包括第一運算放大器、第二運算放大器，第一運算放大器的負輸入端與第一電阻、第一二極管和第三電阻一端連接，第一運算放大器的正輸入端接地；第一運算放大器的輸出端與第一電阻、第一二極管和第二二極管一端連接，所述的第三電阻另一端與正弦波輸出連接； 所述的第二運算放大器負輸入端與第九電阻和第四電容一端連接，第四電容另一端接地；第九電容另一端與第四電阻的一端和第二電阻的一端連接，第四電阻的另一端與第二二極管的一端連接； 所述的第二電阻一端與第一電容的一端連接，第一電容的另一端與第二運算放大器的輸出端連接，第二運算放大器的輸出端同時與第六電阻連接； 所述的第二運算放大器正輸入端與第五、第六和第七電容連接，同時與參考電位點連接，所述的參考電位點通過芯片穩(wěn)壓或分壓得到； 所述的第六電阻與第一晶體管柵極連接，第一晶體管另外兩個輸入與地和第八電阻一端連接。
【專利摘要】本實用新型提出一種差分載波地震檢波器，包括：正弦波振蕩電路、信號調(diào)理電路、快速起振電路、電源單元和差分輸出單元，通過快速起振電路和信號調(diào)理電路的設計，有效地提高了振蕩電路的起振能力，縮短了起振時間，該方法輸出信號頻率單一，波形無失真，為地震檢波器能夠偵測到長周期弱信號提供了保障。
【IPC分類】G01V1/18
【公開號】CN204945392
【申請?zhí)枴緾N201520598628
【發(fā)明人】邢雪峰, 林君
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月10日