一种用于多功能电磁法接收机测试用的信号模拟器的制作方法

文档序号:11112367阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于多功能电磁法接收机测试用的信号模拟器,包括信号模拟器电路,其特征在于:所述信号模拟器电路由GPS模块、微控制器MCU、旋转开关、数字补偿晶振MCXO、现场可编程门阵列FPGA、斩波电路、整形电路、选通开关、电源电路和锂电池组成;电源电路连接有锂电池为信号模拟器电路提供电源;GPS分别接入MCU和FPGA,MCU和FPGA互相连接,MCU连接旋钮开关,FPGA连接MCXO、斩波电路、整形电路及选通开关,斩波电路和整形电路分别连接选通开关,通过选通开关进行电路信号输出;

GPS为电路提供时间信息及PPS秒脉冲;MCU识别旋钮开关输入的模式选择,根据模式选择与FPGA配合产生响应的时钟信号;FPGA在MCU的控制下进行时钟信号分频、频率合成、PPS触发;MCXO为FPGA提供系统时钟;斩波电路将FPGA时钟信号转换为正负方波,为MT、AMT、SIP或CSAMT准备,并根据方法要求进行幅度衰减与限带;TDIP与TDEM方法信号经整形电路输出,得到正停负停波形;选通开关根据方法要求将斩波电路或整形电路的信号输出连接至Ex、Ey、Ez、Hx、Hy、Hz分量。

2.如权利要求1所述的用于多功能电磁法接收机测试用的信号模拟器,其特征在于:斩波电路由基准电压源、单道单掷开关K1及运放U2组成;前端U1为基准电压源,固定输出2.5V基准;单刀单掷开关受控于时钟信号SW,当SW为高时,K1闭合,当SW为低时,K1开路;运放U2为TI生产的OPA2378,具有零漂移、低噪声、低功耗的特征;

当输入控制信号SW为高,K1闭合,U2的第3引脚为电压为零,第2引脚也为零,输出1引脚为-2.5V;当输入控制信号SW为低,K1断路,第3引脚和第2引脚均为+2.5V,输出1引脚为+2.5V;U2B为衰减电路,将±2.5V的方波衰减为±10mV的方波,并限带为100kHz。

3.如权利要求2所述的用于多功能电磁法接收机测试用的信号模拟器,其特征在于:整形电路输入为CLKA、CLKB,其中CLKA为1:3占空比的方波信号,经FPGA分频得到,脉宽2s,CLKB为1:1占空比的方波信号,脉宽2s;U3A对CLKA进行斩波并反向比例放大,输出SA为峰值-2.5V的方波脉冲信号,U3B对CLKB进行斩波并反向比例放大,输出SB为峰值-2.5V的方波信号;SA井U4A反向比例放大得到5Vp的方波脉冲信号SC;SC与SB经U4B进行加法运算得到负停正停的目标信号,幅值为±2.5V,U5A与U5B进行限带,带宽设置为10kHz,其中Vout_TDEM幅值输出为±2Vpp,Vout_TDIP输出为±20mVpp;

设置为MT工作模式时,FPGA设置产生两路独立的伪随机序列,伪随机信号码元宽度为1ms,长度为16M,两路信号经由斩波电路得到±10mVpp方波信号,Ex、Hy由其中一路序列产生,Ey、Hx由另一路序列产生,模拟开关设置为选通斩波电路输出;

设置为AMT工作模式时,区别于MT模式,码元宽度设置为10us,其他一致;

设置为CSAMT模式时,MCU读取GPS时间信息,根据频率表时间计算当前时间点的发射频率,FPGA在MCU的控制进行特定频点输出。某个频点发送结束后,MCU依次进行后续频点方波输出。方波输出经由斩波电路输出;输出至Ex、Ey、Hx、Hy、Hz;

设置为SIP输出时,区别于CSAMT模式,频率表切换为特定的SIP频率表,输出至Ex、Ey、Ez;其他一致;

设置为TDIP模式时,MCU根据时间信息控制FPGA,分频得到2s脉宽占空比分别为1:1和1:3的时钟信号;根据PPS与时间信息获取偶数分钟脉冲信号PPM,时钟上升沿与PPM同步对齐,两路时钟整形电路输出至三道电场;输出至Ex、Ey、Ez;

设置为TDEM模式时,区别TDIP模式,信号幅值设置为±1V,其他一致。

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