【摘 要】
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近几十年来,瞬变电磁技术广泛应用于金属矿产、石油资源、地下水、地热环境及工程勘查中。电子学、计算机学及通信科学的发展,使得瞬变电磁法仪器正在向数字化、高精度、高灵敏度、高智能化、网络化方向发展。国内瞬变电磁仪器,普遍存在一定的缺陷,目前需要解决稳定性、接收端同步、数据采集精度较低、数据处理能力不强、系统功耗较大等问题。为了解决这众多的缺陷,瞬变电磁接收系统中需引入最新的嵌入式技术以提高其整体性能。
【基金项目】
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中国地质大学（北京）中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2011YYL152）；
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近几十年来,瞬变电磁技术广泛应用于金属矿产、石油资源、地下水、地热环境及工程勘查中。电子学、计算机学及通信科学的发展,使得瞬变电磁法仪器正在向数字化、高精度、高灵敏度、高智能化、网络化方向发展。国内瞬变电磁仪器,普遍存在一定的缺陷,目前需要解决稳定性、接收端同步、数据采集精度较低、数据处理能力不强、系统功耗较大等问题。为了解决这众多的缺陷,瞬变电磁接收系统中需引入最新的嵌入式技术以提高其整体性能。论文的主要内容包括以下几个部分:1、瞬变电磁法的基本理论分析2、系统的硬件电路设计,包括ARM9核心控制电路和外围相关辅助电路;3、系统的软件设计,包括Linux驱动和应用程序、CPLD程序、LabView程序以及PC数据处理程序等;4、仪器的室内和野外试验,对仪器性能进行分析。系统的硬件电路设计包括AT91RM9200 ARM9核心控制电路设计、电源转换模块设计、AD板模拟电路设计、AD板数字隔离电路设计、AD板ADC转换电路设计、AD板自检信号产生电路、CPLD时序控制电路设计、高精度时钟电路设计等。系统的软件设计包括Linux驱动程序和应用程序的编写、CPLD时序控制程序的编写、LabVIEW程序的编写、VC上位机程序的编写以及MATLAB数据处理程序编写。本论文所研发的瞬变电磁接收系统结合了嵌入式ARM技术、Linux操作系统软件技术、24位高精度A/D转换技术、GPS同步技术等电子学和计算机学成果。经过室内测试和野外实际试验表明,系统工作稳定、可靠,数据采集结果良好,实现了瞬变电磁接收系统以下几个方面的指标:1、高精度采集,A/D采集位数24位;2、同步问题,接收机GPS同步;3、便携,实现信号的连续观测,轻便可移动,低功耗;4、低噪声;5、动态范围较大,瞬时动态范围达到120dB。
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