基于∑-△的地震采集系統(tǒng)前置放大器探討
由DAC0808參數(shù)手冊(cè)可知:
由運(yùn)放U3輸出。為產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的-EX,電路中通過(guò)U4對(duì)EX進(jìn)行1:1的反向放大。在AT89C51對(duì)EX步進(jìn)調(diào)整時(shí),-EX同步改變。為便于觀察EX,-EX的變化情況,在U3,U4的輸出端設(shè)置了直流電壓表測(cè)試相應(yīng)輸出直流電壓值。
運(yùn)放U5配合R8,R9,…,R13為非線性放大電路單元,為在虛擬條件下完成電路的仿真測(cè)試,在該單元的輸入端設(shè)置了仿真信號(hào)源,輸出端設(shè)置了仿真示波器(示波器的A通道接輸出端,B通道接信號(hào)源,便于波形比較)。
AT89C51單片機(jī)U1的P0.O外接按鍵開關(guān),用來(lái)改變單片機(jī)對(duì)U2DAC0808的數(shù)據(jù)置入。
這里借助由C5,C6,R17,R20~R23組成的電路,實(shí)現(xiàn)仿真地震信號(hào)中的大、小信號(hào),引入前置差分放大電路。為了突出處理效果,將電路中的R9提高一倍,改為32 kΩ,這樣小信號(hào)的放大倍數(shù)為32倍。
4 Proteus下的電路仿真調(diào)試與特性測(cè)試
這里單片機(jī)程序只是用來(lái)改變EX值,故省略。以1 V,占空比為10%,頻率為10 Hz的正弦波仿真大信號(hào);10 mV峰值,頻率為200 Hz的正弦波仿真小信號(hào)。由C5,C6,R17,R20~R23組成的電路仿真地震信號(hào)。在EX=O.07 V下測(cè)得波形如圖4所示。
由圖4波形知原始大小信號(hào)的幅度比約為:O.6/4.8=0.125(O.6為小信號(hào)幅度,4.8為大信號(hào)幅度),經(jīng)過(guò)非線性放大電路處理后大小信號(hào)的幅度比變?yōu)椋?/8.1=0.247,可見小信號(hào)的幅度所占比例明顯提高,即小信號(hào)增益高于大信號(hào)。如圖5所示為仿真軟件Proteus運(yùn)行情況。
5 結(jié)語(yǔ)
由以上的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,本文原理能夠得到很好的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)EX的預(yù)設(shè)對(duì)大小信號(hào)的切換電平有直接影響。由于這里EX的設(shè)定可以確定大、小信號(hào)增益的切換點(diǎn),同時(shí)電路中大、小信號(hào)的增益值由電路確定,使得經(jīng)由∑-△A/D轉(zhuǎn)換器所得數(shù)據(jù)在回放過(guò)程進(jìn)行反處理后,能夠?qū)崿F(xiàn)小信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的擴(kuò)展。
本文提出的想法實(shí)現(xiàn)的是兩段不同信號(hào)幅度的非線性增益調(diào)整,是否能夠基于此原理實(shí)現(xiàn)三段,甚至多段類似折線化增益非線性調(diào)整方式,使得類似時(shí)域特征信號(hào)的采集更精確。從而使地震剖面資料的細(xì)部特征更加完善,促進(jìn)石油勘探“走向精確勘探的道路”。本文的研究提供了一種可行的方法,這也是下一步研究的方向。
評(píng)論