一种差分载波地震检波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于地球物理和地址勘探技术领域，具体涉及一种用于差分载波地震检波器。
【背景技术】
[0002]差分载波地震检波器是一种用于天然地震、地质勘探和工程测量，可以将地面的微小振动转换为电信号的传感器，其原理是通过激励源发生器产生用于驱动地震检波器的激励信号，激励信号在地震检波器内部产生固定电磁场，放置在地面的检波器接收到地面的微弱震动，通过由于震动引起的可变电容在电磁场中的微弱变化，可以灵敏地检测到地震信号。在地震检波器中激励源发生电路输出信号的好坏，直接决定了地震检波器的灵敏度，在进行激励源信号调制时，公知的传统RC正弦波震荡方法频率稳定性差，同时由于电阻阻值随温度变化会发生飘逸等问题，通常无法满足地震检波器的系统要求。
[0003]公知的传统文式桥振荡方法，虽能够提供更为稳定的频率，但输出波形存在波形明显失真和噪声的问题，造成检波器测量精度的下降，因此并不是一个理想的用于地震检波器激励源的方法。
【实用新型内容】
[0004]为克服传统中由于波形明显失真和噪声所引入的信号失真和频率不稳定等问题，本实用新型提出一种用于差分载波地震检波器，根据地震检波器系统提出的性能要求，其载波频率是一个快速起振的单频差分正弦波信号，本实用新型提出一种用于差分载波地震检波器包括:正弦波振荡电路、信号调理电路、快速起振电路、电源单元和差分输出单元。
[0005]所述的正弦波振荡电路包括:一个运算放大器、多个电阻和多个电容组成，用于产生第一级正弦波信号，输出用于滤波的信号调理电路，正弦波振荡电路满足基本电路振荡起振条件。
[0006]所述的信号调理电路和快速起振电路包括第一运算放大器、第二运算放大器，第一运算放大器的负输入端与第一电阻、第一二极管和第三电阻一端连接，第一运算放大器的正输入端接地。第一运算放大器的输出端与第一电阻、第一二极管和第二二极管一端连接。
[0007]所述的第三电阻另一端与正弦波输出连接。第二运算放大器负输入端与第九电阻和第四电容一端连接，第四电容另一端接地；第九电容另一端与第四电阻的一端和第二电阻的一端连接，第四电阻的另一端与第二二极管的一端连接。
[0008]所述的第二电阻一端与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的输出端与第六电阻连接。
[0009]所述的第二运算放大器正输入端与第五、第六和第七电容连接，同时与参考电位点连接，所述的参考电位点通过芯片稳压或分压得到。
[0010]所述的第六电阻与第一晶体管栅极连接，第一晶体管另外两个输入与地和第八电阻一端连接。
[0011]所述的电源单元用于提供电路所需的电流。
[0012]所述的差分输出单元用于接收第二反馈电路输出的信号，用于产生驱动负载的差分载波信号。
[0013]本实用新型的有益效果为:
[0014]本实用新型提出一种用于差分载波地震检波器的激励源调制方法，该方法通过使用振荡电路、快速起振电路、信号调理电路以及差分输出驱动解决了差分载波地震检波器激励源稳定性的问题，通过反馈回路的设计，使激励源输出信号的频率单一，幅值稳定，快速起振电路的设计提高了激励源起振能力，缩短了起振时间。该方法具有频率单一、快速起振和频率稳定等优势。
【附图说明】
[0015]图1为本专利实施例的系统结构图；
[0016]图2为本专利实施例的激励源调制方法电路原理图；
[0017]图3为本专利实施例的正弦振荡电路输出信号图；
[0018]图4为本专利实施例调理后输出信号图；
[0019]图5为本专利实施例差分输出信号波形图。
【具体实施方式】
[0020]下面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，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。本实用新型提出的一种用于差分载波地震检波器的激励源调制方法，能够有效提高地震检波器驱动的信号质量，对检测信号提取有帮助效果，使用差分载波正弦波驱动方式，最大限度的减小了共模干扰，提高了系统驱动信号的质量，提高了系统的稳定性和一致性。
[0021]图1为本实用新型实施例的激励源调制电路结构示意图，图2为本实用新型实施例的激励源调制方法电路图。如图1所示，本实施例的正弦波调制电路包括电源单元101、正弦波发生电路102、正弦波振荡电路103、信号调理电路104、快速起振电路105和差分输出单元106。所述的电源单元101提供系统所需的电流，电源单元101满足电路所需的功率需求；所述的正弦波发生电路102由正弦波振荡电路103、信号调理电路104和快速起振电路105组成。
[0022]所述的正弦波振荡电路103由运算放大器U3、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电阻Rl1、电容C2、电容C3和场效应管Tl组成，其中电容C2与电容C3容值相同，电阻R5和电阻Rll阻值相同，电容C2、C3和电阻R5、R11共同决定了正弦波振荡电路的振荡频点，电阻R7和电阻R8组成负反馈放大环节，放大系数由电阻R7的阻值除以与电阻R8的阻值决定。
[0023]所述的信号调理电路和快速起振电路由运算放大器UlA和运算放大器U2A组成，运算放大器UlA正输入端与电路公共地连接，运算放大器UlA负输入端与电阻R3 —端连接，电阻R3另一端与运算放大器U3，输出端连接，运算放大器UlA负输入端同时与电阻Rl的一端和二极管Dl的一端连接，运算放大器UlA输出端与电阻Rl的另一端和二极管Dl的另一端连接，运算放大器UlA输出端与二极管D2 —端连接。运算放大器UlA用于提高电路振荡能力，帮助运算放大器U3快速起振，使电路快速进入稳态状态。
[0024]本实施例中的运算放大器U2A正输入端与参考电压VREF连接，同时与电容C5，电容C6和电容C7的一端连接，电容C5，电容C6和电容C7的另一端与电路公共地连接，运算放大器U2A负输入端与电阻R9 —端连接，电阻R9的另一端与电阻R2和电阻R4连接，电阻R2另一端与电容Cl串联，电阻R4的另一端与二极管D2和电阻Rl串联，运算放大器U2A负输入端同时电容C4连接，电容C4的另一端与电路公共地连接，运算放大器U2A的输出端与电阻R6连接，电阻R6的另一端与晶体管Tl栅极连接，晶体管Tl的源级和漏极分别于电路公共地和电阻R8的一端连接。运算放大器U2A与电阻R2和电阻R9，电容Cl和电容C4构成选频网络。
[0025]所述的差分输出单元由运算放大器U4A、电阻R9、电阻R10、电阻R12和电阻R13组成。系统通过接口 Pl输出差分信号。
[0026]图3为本专利实施例的正弦振荡电路输出信号图，该输出信号是仅使用U3输出得至IJ的信号，从图中可以看出输出正弦波波形有明显失真，无法直接使用。
[0027]图4和图5为本专利实施例调理后输出信号和最终输出波形，从波形图可以看出，经过本实施例调理后，正弦波输出波已无明显失真，输出波形质量得到大幅改善，图5是本实施例最终输出的差分信号，信号幅度相同，相位相反。
[0028]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种差分载波地震检波器，根据地震检波器系统提出的性能要求，其载波频率是一个小温飘的单频差分正弦波信号，其特征在于:该地震检波器包括正弦波振荡电路、反馈电路、电源单元和差分输出单元，所述的正弦波振荡电路包括:一个运算放大器、多个电阻和多个电容组成，用于产生第一级正弦波信号，输出用于整形与滤波的第二级反馈电路，正弦波振荡电路满足基本电路振荡起振条件，第一级与第二级电路构成负反馈结构； 所述的电源单元用于提供电路所需的电流； 所述的差分输出单元用于接收第二反馈电路输出的信号，用于产生驱动负载的差分载波信号； 所述的第二级反馈电路包括第一运算放大器、第二运算放大器，第一运算放大器的负输入端与第一电阻、第一二极管和第三电阻一端连接，第一运算放大器的正输入端接地；第一运算放大器的输出端与第一电阻、第一二极管和第二二极管一端连接，所述的第三电阻另一端与正弦波输出连接； 所述的第二运算放大器负输入端与第九电阻和第四电容一端连接，第四电容另一端接地；第九电容另一端与第四电阻的一端和第二电阻的一端连接，第四电阻的另一端与第二二极管的一端连接； 所述的第二电阻一端与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的输出端同时与第六电阻连接； 所述的第二运算放大器正输入端与第五、第六和第七电容连接，同时与参考电位点连接，所述的参考电位点通过芯片稳压或分压得到； 所述的第六电阻与第一晶体管栅极连接，第一晶体管另外两个输入与地和第八电阻一端连接。
【专利摘要】本实用新型提出一种差分载波地震检波器，包括：正弦波振荡电路、信号调理电路、快速起振电路、电源单元和差分输出单元，通过快速起振电路和信号调理电路的设计，有效地提高了振荡电路的起振能力，缩短了起振时间，该方法输出信号频率单一，波形无失真，为地震检波器能够侦测到长周期弱信号提供了保障。
【IPC分类】G01V1/18
【公开号】CN204945392
【申请号】CN201520598628
【发明人】邢雪峰, 林君
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月10日