文档介绍：中南民族大学
硕士学位论文

姓名:韩坤
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:喻成
20090521
中南民族大学硕士学位论文

摘要

瞬变电磁法作为一种重要的地球物理探测方法,由于它在时间和空间上的可
分性,使得这种方法简单易行,信息丰富,精度较高,低成本,见效快,从而在
矿藏勘探、钻井和海洋勘探等领域得到了广泛的应用。随着接收仪器的数字化和
智能化,发射功率的增大,数字模型计算正反演的应用,解释水平的提高,瞬变
电磁法可解决的地质问题不断扩大,几乎涉及了物探工作的各个领域:矿产勘探,
构造探测,水文与工程、地质调查,环境调查与监测以及考古等。近年来,在找
水、市政工程、土壤盐碱化和污染调查、浅层石油构造填图,以及矿井突水预测
等领域都取得了良好效果。
瞬变电磁法探测系统包括发射机和接收机两部分。接收机用作在噪声中提取
由发射机发射的一次场信号在地下导体中感应出的二次场信息,其信息反映了地
下导体的电阻率差异,通过对该信息数据的处理了解探测目标的特性从而达到探
测的目的。
瞬变电磁信号具有早期信号幅度大、衰减快,而中晚期信号幅度小、衰减慢
的大动态范围的特点。因此,必须设计出能适应这种瞬时变化快、动态范围大数
据信号要求的高性能数据采集系统。同时,瞬变电磁探测系统的工作环境大都是
在野外,因此,为适应野外工作的需要,数据采集卡尤其要有较低的功耗。
本论文在总结其他数据采集系统设计的基础上,提高采样速率和采样精度、
采用分段放大技术避免放大饱和和实现对小信号的有效识别、改用 ARM 作为核
心处理器实现对接收机的有效控制、改进的实际传输速度、改用自适应
滤波法等噪声抑制方法组合实现抗干扰和噪声滤除设计,成功设计和实现了一套
基于和的瞬变电磁数据采集系统,该系统具有高性能,低功耗,抗
干扰能力强,低成本的特点,已成功应用于瞬变电磁探测实践,并取得良好效果,
极大的满足了瞬变电磁探测系统的需要。同时,该系统对于其他数据采集系统的
设计具有一定的借鉴意义。

关键词:A/D;ARM CortexM3;EZ-USB FX2LP;CPLD;数据采集.
I
基于和的瞬变电磁数据采集系统的研究与设计

Abstract

As a important method of physical geography exploration, TEM(Transient
ic Method) is widely used in many fields such as mineral
prospection,drilling, marine explorationand so on, because of its easy application,
abundant information,high precision,low cost and quiek the development
of digital and intellectual Transient ic instruments,the use of forward
computation and inversion of digital puter,theimprovement of explanation
level,TEM can resolve a large range ofgeology problems which almost includes every
fieldof geophysical exploration:ore exploration,constitution exploration,hydrogeology
and engineering geology investigation,environment survey supervising and
archaeology and so recent years,TEM has made better es in searching
water,city government engineer,salt and alkali soil,pollution survey and shallow layer
petroleum constitution graph and so on.
The Transient ic exploration system includes two units