基于浮点放大技术的瞬变接收系统研究.pdfVIP

石 油 仪 器 · 76 · PETROLEUMINSTRUMENTS 2010年 02月 · 计算机与通讯技术 · 基于浮点放大技术的瞬变接收系统研究 党瑞荣 赵文涛 任志平 (西安石油大学 光电油气测井与检测教育部重点实验室 陕西 西安) 摘 要：文章在简要介绍瞬变电磁基本原理的基础上分析 了瞬变信号的特点，由于瞬变信号的动态范围比较大而且 信号前、后期差异比较大，因此一般的采集系统难以满足高速、高精度的要求，所以提出了基于浮点放大技术的瞬变接收 系统原理框图，从而在不影响采样精度的前提下提高了采样速度。 关 键 词：瞬变电磁法；浮点放大；接收系统 中图法分类号：P631．3 3 文献标识码：B 文章编号：1004—9134(2010)01—0076—03 0 引 言 瞬变电磁法(TransientElectro—magneticMethods) 又称时间域 电磁方法 (timedomainelectro—mangetic methods)，简称TEM，是一种建立在 电磁感应原理基础 上的时间域电磁探测方法。它利用不接地回线或接地 线源向地下发送一次场 ，在其激发下，地下地质体 中激 励起的感应涡流将产生随时间变化的二次场。由于二 次场包含有地下地质体丰富的地 电信息，在一次脉冲 磁场 的间歇期间，利用接收线圈，通过对二次场的提取 图 1 瞬变电磁信号衰减特性示意图 和分析，从而达到探测地下地质体的 目的。一个完整 良导电矿体而言，由于 r值较大，尽管初始响应的幅 的瞬变电磁系统包括发射部分、接收部分及上位机软 值并不很大，但衰减却相当慢；相反当 r值较小时，初 件部分组成，接收部分在一次场间歇时刻开始测量二 始相位较大而衰减时间比较短。 次场。由于瞬变电磁信号动态范围比较大，所以需要 瞬变信号属于微弱信号，如图1所示，在早期，信 提高A／D的量化位数以提高系统的精度，但是由于 号幅值高而且衰减速度很快；在晚期，信号幅值小，衰 A／D位数的提高必然会降低系统的采样速度，因此为 减速度却很慢。典型的衰减时间范围从 100 s～200 了兼顾精度和速度，采用浮点放大技术能够提高整个 S至 10ms～20ms，信号幅值从早期的nx10 V衰 系统 的性能。 减到晚期的0 v。由于信号在早期和晚期差异较大， 1 瞬变 电磁信号时间特性 为了不失真的确定瞬变衰减特性，就要求在满足采样 点数的前提下，在早期减小采样时间间隔密集采样 ，在 根据瞬变 电磁的理论可知，局部 良导体上用接收 晚期由于衰减较慢可以增大采样间隔时间。 线圈观测到的感应电压的时间特性取决于： ∞ - 2 基于浮点放大的接收系统硬件框图 V(￡) ∑e—n‘ (1) n=1 瞬变电磁接收系统接收一次场间歇的二次场 ，由 可见其异常幅度及衰减速度很大程度上取决于导