[发明专利]一种用于多功能电磁法接收机测试用的信号模拟器

说明书

本发明公开了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，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；本发明模拟器可以进行MT、AMT、CSAMT、SIP、TDIP与TDEM 6种制式信号输出，具有多功能、自动循环扫频、高精度时间同步、便携、低功耗和简单易用的优点，为多功能电磁接收机的室内及野外现场自检测试提供方案。

技术领域

本发明涉及地球物理仪器中的电磁法仪器开发，用于多功能电磁接收机室内及野外现场自检测试使用，具体的，是一种用于多功能电磁法接收机测试用的信号模拟器，可输出多种特定的波形。

背景技术

电磁法(或叫电磁感应法)是电法勘探的重要分支。该方法主要利用岩矿石的导电性、导磁性和介电性的差异，应用电磁感应原理，观测和研究人工或天然形成的电磁场的分布规律(频率特性和时间特性)，进而解决有关的各类地质问题。

电磁法是利用人工源或天然场源的电磁波进行工程矿产勘探的一种方法，属于物理勘探中电磁法，常用的有大地电磁法(MT)、音频大地电磁法(AMT)、可控源大地电磁法(CSAMT)、谱激电法(SIP)、时间域激电法(TDIP)和瞬变电磁法(TDEM)等方法

在多功能电磁接收机开发以及使用过程中，室内及野外自检测试是必经环节，多功能电磁接收机可以实现MT、AMT、CSAMT、SIP、TDIP和TDEM等方法的野外测量。

MT方法要求发生两路独立的白噪声，信号频率覆盖0.1mHz-1000Hz，幅度10mVp；AMT方法与MT方法类似，均为独立的双通道白噪声，频率覆盖范围为0.01Hz-100kHz；CSAMT方法要求方波扫频输出，按照特定的频率表进行扫频输出，对输出波形具有较高的时间精度，发射41组频率，频率覆盖范围0.1Hz-10kHz，循环扫频持续时间50min；SIP方法与CSAMT方法类似，循环发送12个频点，频率范围1/64Hz-128Hz，循环扫频持续时间15min；TDIP方法要求输出正停负停信号，脉宽2s，占空比1:1，默认极化率5％，幅值为10mVp；TDEM方法类似TDIP信号，对关断时间要求较高，幅值为1Vp。

以上各种方法对信号输出要求迥异，体现在信号的幅值、频率、波形、时间同步、选择通道上，然而现有通用函数信号发生器仅能提供宽频的正弦、方波、三角、调制波或可编辑的任意波，在通道数、时间同步、自动切换频率等方面难以满足测试要求。

现有的白噪声信号发生器带宽有限，不能满足宽频MT测量要求。为开展接收机的室内及野外的一致性测试，需要单独开发与之对应的多功能信号模拟器。

发明内容

为了克服现有通用函数信号发生器的不足,本发明提出一种用于多功能电磁法接收机测试用的信号模拟器，该模拟器可以进行MT、AMT、CSAMT、SIP、TDIP与TDEM 6种制式信号输出，具有多功能、自动循环扫频、高精度时间同步、便携、低功耗和简单易用的优点，为多功能电磁接收机的室内及野外现场自检测试提供方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明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，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。