一种有源动圈式检波器的制作方法

本实用新型属于地震勘探技术领域，尤其涉及一种有源动圈式检波器。

背景技术：

在地震勘探系统中，检波器承担将接受的地层反射震动波转换为电信号输出的任务，来自震源产生的地震波，向地层深处传播，并将带有地层信息的反射波传递到地面检波器进行接受，由于震源强度的限制以及地层介质的衰减，检波器需要接受地层深处传来的地震波弱信号。要完整的准确反应地层信息，就必须要求检波器具有足够的灵敏度和足够的接受频带宽度，并具备抵御外界干扰的能力。

陆上地震勘探普遍使用动圈式检波器，动圈式检波器又称电动式或磁电式检波器，是一种基于电磁感应原理，响应于震动速度的机电传感器。早在上世纪50年代就开始使用于地震勘探，也就是我们所述的传统检波器，具有无源(不需要电源供电)、制造工艺简单、制造成本低等优势，但具有灵敏度低、频带范围窄、抗干扰能力差等缺点，特别是灵敏度低的缺陷，已制约了现阶段对勘探的高精度要求，即使通过组合来增加灵敏度，但杯水车薪，且组合又会带来其他的负面影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种既能有效提高检波器输出灵敏度，又能提供足够的共模抑制比，有效抵御外界电磁场干扰，极大提高地震采集资料记录的信噪比，从而提高采集资料的品质，并与后续采集站电路相匹配的基于电磁感应原理的有源动圈式检波器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种有源动圈式检波器，至少包括外壳和尾椎，还包括

机芯单元，

电路，机芯单元的正端连接电路的输入正端，机芯单元的负端连接电路的输入负端。

所述的机芯单元至少包括第一机芯；所述的第一机芯的正端连接电路的输入正端，第一机芯的负端连接电路的输入负端。

所述的机芯单元还包括第二机芯；第二机芯的正端与第一机芯的负端相接并接地，第一机芯的正端连接电路的输入正端，第二机芯的负端连接电路的输入负端。

所述的第一机芯和第二机芯是两个相同的动圈检波器机芯。

所述的电路由前置放大器和滤波电路两部分组成，前置放大器的正端与滤波电路的正输入端连接，前置放大器的负端与滤波电路的输入负端连接。

所述的电路采用全平衡全差分电路，差分输入差分输出。

有益效果：本实用新型通过外壳、尾椎、机芯单元及电路的技术方案，采用全平衡全差分电路，差分输入差分输出的方式，提供一种新型的有源动圈检波器，有效提高检波器输出灵敏度，提高整体共模抑制比，极大提高抗电磁干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型构成示意图一；

图2是本实用新型构成示意图二；

图3是本实用新型电路示意图一；

图4是本实用新型电路示意图二；

图5是本实用新型电路原理示意图一；

图6是本实用新型电路原理示意图二。

图中，1-外壳；2-尾椎；3-第一机芯；4-第二机芯；5-电路；6-前置放大器；7-滤波电路；8-采集站电路；9-机芯单元；10-信号输出；a1-第一运算放大器；a2-第二运算放大器；r1-第一电阻；r2-第二电阻；r3-第三电阻；r4-第四电阻；r5-第五电阻；r6-第六电阻；c1-第一电容；c2-第二电容。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1-图6所示的一种有源动圈式检波器，至少包括外壳1和尾椎2，还包括

机芯单元9，

电路5，机芯单元9的正端连接电路5的输入正端，机芯单元9的负端连接电路5的输入负端。

优选的是所述的电路5由前置放大器6和滤波电路7两部分组成，前置放大器6的正端与滤波电路7的正输入端连接，前置放大器6的负端与滤波电路7的输入负端连接。

在实际使用时，有源动圈检波器由机芯单元、电路、尾椎和外壳组成，有源动圈检波器的起震单元为机芯单元，实现震动信号转为电信号的机电转换，为检波器的心脏部件。检波器将信号输出至后续的采集站。

机芯单元9的正端连接电路5的输入正端，机芯单元9的负端连接电路5的输入负端，实现机芯的全平衡差分输出。电路采用全平衡全差分电路，差分输入差分输出。

本实用新型通过外壳、尾椎、机芯单元及电路的技术方案，采用全平衡全差分电路，差分输入差分输出的方式，提供一种新型的有源动圈检波器，有效提高检波器输出灵敏度，提高整体共模抑制比，极大提高抗电磁干扰能力。

实施例二：

如图2、图4和图6所示的一种有源动圈式检波器，与实施例一不同之处在于：所述的机芯单元9至少包括第一机芯3；所述的第一机芯3的正端连接电路5的输入正端，第一机芯3的负端连接电路5的输入负端。

优选的是所述的电路5采用全平衡全差分电路，差分输入差分输出。

在实际使用时，图2是在对检波器共模抑制比要求不很高的前提下，为简化结构及有利于制造而设计的机芯与电路连接的简便方式。相对应也就形成图4和图6的连接方式。

所述的电路5主要由前置放大器和滤波电路两部分组成，前置放大器的正端与滤波电路的正输入端连接，前置放大器的负端与滤波电路的输入负端连接。

实施例三：

如图2、图4和图6所示的一种有源动圈式检波器，与实施例一不同之处在于：所述的机芯单元9还包括第二机芯4；第二机芯4的正端与第一机芯3的负端相接并接地，第一机芯3的正端连接电路5的输入正端，第二机芯4的负端连接电路5的输入负端。

优选的是所述的第一机芯3和第二机芯4是两个相同的动圈检波器机芯。

在实际使用时，相同的两个第一机芯3和第二机芯4正负相接串联并接地(串模组合)，如图1所示，机芯1的负端与机芯2的正端相接并接地，机芯1的正端连接电路的输入正端，机芯2的负端连接电路的输入负端，实现机芯的全平衡差分输出。电路采用全平衡全差分电路，差分输入差分输出。检波器输出至后续的采集站。第一机芯3和第二机芯4可用传统动圈检波器机芯，由永久磁铁、线圈和弹簧片组成，磁铁具有很强的磁性，线圈由铜漆包线绕在框架上而成，有两个输出端正负信号输出。

电路部分原理图如图3所示。

其中，运算放大器a1、a2和电阻r1、r2、r3、r4、r5组成全差分的前置放大器电路。电容c1、c2和电阻r6组成高通滤波电路。r1、r2组成前置放大器的输入电阻电路，r3、r4、r5组成前置放大器的电压负反馈回路，且r1＝r2，r3＝r4，c1＝c2，a1、a2为相同的运算放大器，从机芯到整个电路输出呈现差分全平衡特征。

第一机芯3和第二机芯4串联后分别输出至a1、a2的同相输入端，r1与r2串联并接地，连接于运算放大器a1和运算放大器a2的同相输入端；a1的反相输入端连接电阻r3的一端，r3的另一端连接a1的输出端；a2的反相输入端连接电阻r4的一端，电阻r4的另一端连接a2的输出端；a1的反相输入端通过电阻r5连接a2的反相输入端；高通滤波电路由电容c1、电容c2和电阻r6组成；c1一端连接于运算放大器a1的输出端，c2一端连接于运算放大器a2的输出端，c1、c2的另一端与电阻r6相连。

前置放大器实现信号的放大及阻抗变换功能。放大器增益a：

a＝1+2r3/r5＝1+2r4/r5

调节r3、r4、r5的电阻值，就可以实现整机灵敏度需要的增益。

r1、r2组成的输入阻抗电路，满足机芯输出需要的负载。

c1、c2和r6组成的高通滤波电路，用于滤除零点漂移。

由于前置放大器的增益调节功能，能够方便实现整个检波器需要的灵敏度要求，克服了传统动圈检波器灵敏度较低的弊端。同时整个检波器的全差分全平衡特征，使得整体共模抑制比得以大幅提高，增强了检波器抑制外界干扰的能力。

本实用新型提供的一种有源动圈检波器，有效提高检波器输出灵敏度，提高整体共模抑制比，极大提高抗电磁干扰能力。

在实际使用时，第一机芯3和第二机芯4采用两个相同的动圈检波器机芯，第一机芯3和第二机芯4的一致性，使得电路部分平衡性非常的一致，则信噪比将足够大，有效的提高了抗击外界干扰的能力。

综上所述，本实用新型通过至少包含一个机芯的机芯单元及一个电路组成有源动圈检波器的技术方案，采用全平衡全差分电路，差分输入差分输出的方式，提供一种新型的有源动圈检波器，有效提高检波器输出灵敏度，提高整体共模抑制比，极大提高抗电磁干扰能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。