[发明专利]本安型24位地震数据采集电路板

权利要求书

1.一种本安型24位地震数据采集电路板，由硬件和软件两部分构成，硬件部分主要包括：电源变换电路、采集控制电路、信号调理电路、模/数转换电路及辅助电路，软件部分主要包括：通信模块、采集控制模块、低功耗管理模块及漂移校准模块；其中电源变换电路采用数字电源和模拟电源分开供电的方式，分别由相应的数字电源变换电路和模拟电源变换电路构成；采集控制电路部分主要是由微控制器、启动采集的触发电路组成；信号调理电路主要是由反混叠滤波电路和可变增益运算放大器组成；模/数转换电路主要由参考源电路、24位高性能模/数转换器和数据存储器组成；辅助电路主要由复位电路、状态指示电路、信号输入接口和串行通信接口组成；各部分的连接关系是：信号输入接口用于接入外部三通道地震传感器的输出信号，接入的信号直接与三个独立的反混叠滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端连接到三个独立的可变增益放大器的输入端，放大器的输出信号线分别与模/数转换器的三对差分输入端连接，模/数转换器的数据输出信号线与微处理器的数据输入端连接，数据存储器的信号线分别与微控制器的相应端口连接，串行通信接口芯片一端与微控制器连接，另一端与外部传输线的接口连接，模拟电源输出与调理电路、模/数转换器和参考源电路的电源输入端连接，数字电源的输出与数据存储器、微控制器、复位电路等数字器件的电源输入端连接；该采集电路板可实现1～3通道可调的地震信号的采集、存储和数字信号传输功能；外部地震信号传感器的输出信号通过信号输入接口送入反混叠滤波电路的输入端，经滤波后的信号再送入可变增益运算放大器的输入端，经放大后的模拟信号送入24位高性能模/数转换器进行模/数转换，转换后的数字信号首先存入数据存储器中，然后通过串行接口传送到外部主机；通过选用高性能、低功耗器件及电路优化设计、低功耗管理，实现了电路本质安全型防爆，具有体积小、功耗低、精度高、防尘、防水、防爆的特点，该采集电路板既可与地震信号传感器(检波器芯体封)装于同一壳体中构成24位数字三分量检波器，同时又可单独封装构成24位三通道地震数据采集站，适用于工程现场和煤矿井下的地震数据采集。

2.根据权利要求1所述的地震数据采集电路板，其特征在于：采集电路板上集成有实现1～3通道可调的地震信号采集、存储和数字信号传输的硬件和软件，采集通道数可通过软件进行设置为1通道、2通道或3通道，各通道选择相同的器件分别构成独立的反混叠滤波电路和放大电路，其中放大器选用高性能可编程仪表放大器AD8253，同时选择4通道同步采集模/数转换器，最多可实现四通道同步采集功能。

3.根据权利要求1所述的地震数据采集电路板，其特征在于：通过选用高性能、低功耗器件及电路优化设计、低功耗管理，实现了电路本质安全型防爆，模数转换器选择的是TI公司生产的高性能24位、4通道同步采集模数转换器ADS1274，实现采集控制的微控制理器(Micro-Controller Unit简称MCU)选用的是超低功耗型微控制器MSP430F2232，采集电路所选器件及布线方式均满足本安设计要求，电路板在调试完成后均匀喷涂三次三防漆，采集电路板具有体积小、功耗低、精度高、防尘、防水、防爆的特点。

4.根据权利要求1所述的地震数据采集电路板，其特征在于：该采集电路板既可与地震信号传感器(检波器芯体)封装于同一壳体中构成高性能24位三分量数字检波器，同时又可单独封装构成24位三通道地震数据采集站，采集电路板上留有三通道地震信号输入接口、与主机通信的RS-485串行通信接口，适用于工程现场和煤矿井下的地震数据采集。