一种地电场信号检测与传输电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种地电场信号检测与传输电路。现有地电场信号长距离传输损失了微弱信息。本实用新型专利技术正、负电极接入无源带通滤波器；地电场信号依次经无源带通滤波器滤波、混合仪表放大器放大、有源带通滤波器滤波以及差分电路信号调理后，差分信号输出；正、负电极分别置于一个井孔底部；正、负电极与无源带通滤波器的连接线位于地下部分均置于套管内，无源带通滤波器、混合仪表放大器、有源带通滤波器和差分电路均置于安放负电极的井孔上方；每个井孔的顶部开设检测孔；正电极的连接线接无源带通滤波器的那端有一段位于安放负电极的井孔外的检测孔内。本实用新型专利技术的前级电路采用混合仪表放大器，具有高输入阻抗、低噪声、低失调的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种地电场信号检测与传输电路
本技术涉及地球物理电场勘探
，尤其涉及一种地电场信号检测与传输电路。
技术介绍
目前国内使用的地电场仪器主要为ZD9A型地电场仪，其电极信号经中心汇集后，未经任何信号处理直接经电缆线传输至记录室，因为电场信号为微弱信号，长距离传输损失了微弱有用信息，对地电场信息的提取不利，如记录室距离中心汇集点太近，记录室人员活动及市电等干扰也难以避免。
技术实现思路
针对以上所述的技术缺陷，本技术的目的是提出一种地电场信号检测与传输电路，就近对电极之间的高阻抗微弱电压信号进行信号调理，有利于信号的长距离传输，提高信噪比，有效提高地电场观测质量，确保测量电场信号的准确性，传输的数据可由后级电路进行采集及处理。本技术包括无源带通滤波器、混合仪表放大器、有源带通滤波器、单端转差分电路、负电极和正电极；负电极与正电极接入无源带通滤波器；所述的正电极和负电极检测的地电场信号依次经无源带通滤波器滤波、混合仪表放大器放大、有源带通滤波器滤波以及单端转差分电路信号调理后，差分信号输出。正电极和负电极分别用绳拴牢，且分别置于一个井孔底部；正、负电极与无源带通滤波器的连接线位于地下部分均置于套管内，无源带通滤波器、混合仪表放大器、有源带通滤波器和单端转差分电路均置于安放负电极的井孔上方；每个井孔的顶部开设检测孔；正电极的连接线接无源带通滤波器的那端有一段位于安放负电极的井孔外的检测孔内。所述的混合仪表放大器包括放大器一U1、电容一C1、电阻一R1、电阻七R7、电阻二十一R21、电容十六C16、放大器四U4、电阻四R4、电阻十六R16、电阻二十五R25和放大控制芯片U2；放大器一U1和放大器四U4的型号均为AD745JR-16；放大器一U1的管脚3与电容一C1、电阻一R1和电阻七R7的一端连接；电阻四R4的一端与放大控制芯片U2的管脚3连接，放大控制芯片U2的型号为INA128U；放大器一U1的管脚12与电容一C1、电阻一R1和电阻四R4的另一端连接；放大器一U1的管脚6与-6V电源连接，放大器一U1的管脚13与+6V电源连接；电阻七R7的另一端与放大器四U4的管脚3、电阻二十一R21的一端和电容十六C16的一端连接；电阻二十一R21的另一端与电容十六C16的另一端、放大器四U4的管脚12和电阻十六R16的一端连接；放大器四U4的管脚13与+6V电源连接，放大器四U4的管脚6与-6V电源连接；电阻十六R16的另一端与放大控制芯片U2的管脚2连接；电阻二十五R25的一端与放大控制芯片U2的管脚8连接，另一端与放大控制芯片U2的管脚1连接；放大控制芯片U2的管脚5接地，管脚7与+6V电源连接，管脚4与-6V电源连接，管脚6输出信号Signal1。放大器一U1和放大器四U4的管脚5分别接无源带通滤波器的输出信号正极和输出信号负极。所述的井孔深度大于3m，井孔内径为136mm。所述的连接线采用整根多股铜芯绝缘导线。所述的每个井孔填有1米以上的细粒土，细粒土上由井孔钻出的土填满整个井孔；每个检测孔顶部设置盖板。所述的无源带通滤波器包括电阻二R2、电阻三R3、电阻五R5、电容二C2、电容三C3、电容五C5、二极管一D1、电阻六R6、二极管二D2、电容八C8、电容六C6、共模扼流圈T1、电容十二C12、电阻十三R13、电阻十五R15、电阻十七R17、电容十三C13、电容十C10、二极管三D3、电阻十四R14、二极管四D4、电容十五C15和电容十四C14；负电极接共模扼流圈T1中线圈一的输入端E1-，正电极接共模扼流圈T1中线圈二的输入端E1+；电容十二C12的一端接共模扼流圈T1中线圈一的输出端，电容三C3的一端接共模扼流圈T1中线圈二的输出端；电阻二R2的一端与电阻三R3的一端连接，另一端接地；电阻三R3的另一端与电阻五R5的一端及电容三C3的另一端连接；电阻五R5的另一端与电容五C5的一端、二极管一D1的负极、电阻六R6的一端和二极管二D2的负极连接；电容五C5的另一端接地；二极管一D1的正极与电容二C2的一端连接，电容二C2的另一端接地；二极管二D2的正极与电容八C8的一端连接，电容八C8的另一端接地；电阻六R6的另一端与电容六C6的一端连接并输出信号Signal+；电容六C6的另一端接地；电阻十七R17的一端接地，另一端与电阻十五R15的一端连接；电阻十五R15的另一端与电阻十三R13的一端以及电容十二C12的另一端连接；电阻十三R13的另一端与电容十三C13的一端、二极管三D3的负极、电阻十四R14的一端和二极管四D4的负极连接；电容十三C13的另一端接地；二极管三D3的正极与电容十C10的一端连接，电容十C10的另一端接地；电阻十四R14的另一端与电容十四C14的一端连接并输出信号Signal-；电容十四C14的另一端接地；二极管四D4的正极与电容十五C15的一端连接，电容十五C15的另一端接地。所述的有源带通滤波器包括电容九C9、电阻十R10、电阻十二R12、电阻八R8、电阻九R9、电容四C4、电容七C7、电容十一C11、放大器三U3A和电阻十一R11；放大器三U3A的型号为OP2177；电容九C9的一端接混合仪表放大器的输出信号Signal1，另一端与电阻十R10和电阻八R8的一端连接；电阻八R8的另一端与电阻九R9、电容四C4和电容七C7的一端连接；电阻十R10的另一端与电阻十二R12的一端连接；R12的另一端接地；电阻九R9的另一端与电容十一C11的一端和放大器三U3A的管脚3连接；电容十一C11的另一端接地；放大器三U3A的管脚1与电阻十一R11的一端、电容四C4的另一端、电容七C7的另一端连接，并输出信号Signal2；放大器三U3A的管脚2接电阻十一R11的另一端；放大器三U3A的管脚4接-6V电源，管脚8接+6V电源。所述的单端转差分电路包括电阻二十R20、电阻十八R18、放大器五U5A、放大器二U5B、电阻十九R19、电阻二十三R23、电阻二十六R26、电阻二十二R22和电阻二十四R24；电阻二十R20的一端与电阻二十三R23的一端连接，并接有源带通滤波器的输出信号Signal2；电阻二十R20的另一端与放大器五U5A的管脚3连接，放大器五U5A的管脚2与电阻十八R18的一端连接，电阻十八R18的另一端与放大器五U5A的管脚1和电阻十九R19的一端连接；电阻十九R19的另一端输出信号Signal3+；放大器五U5A的管脚8接+6V电源，管脚4接-6V电源；电阻二十三R23的另一端与电阻二十二R22的一端和放大器二U5B的管脚6连接，放大器二U5B的管脚5与电阻二十六R26的一端连接，电阻二十六R26的另一端接地；放大器二U5B的管脚7与电阻二十二R22的另一端和电阻二十四R24的一端连接，电阻二十四R24的另一端输出信号Signal3-；放大器二U5B的管脚4和管脚8均悬空；放大器五U5A和放大器二U5B采用型号为AD822AR的集成放大器。本技术具有的有益效果：1、采用混合仪表放大器，具有高输入阻抗、低噪声、低失调的优点。2、就近对电极之间的高阻抗微弱电压信号进行信号调理，有利于信号的长距离传输，提高信噪比。3、差分信号传输有效降低了共模干扰。4、地电场电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地电场信号检测与传输电路，包括无源带通滤波器、混合仪表放大器、有源带通滤波器、单端转差分电路、负电极和正电极；负电极与正电极接入无源带通滤波器；其特征在于：所述的正电极和负电极检测的地电场信号依次经无源带通滤波器滤波、混合仪表放大器放大、有源带通滤波器滤波以及单端转差分电路差分信号调理后，差分信号输出；正电极和负电极分别用绳拴牢，且分别置于一个井孔底部；正、负电极与无源带通滤波器的连接线位于地下部分均置于套管内，无源带通滤波器、混合仪表放大器、有源带通滤波器和单端转差分电路均置于安放负电极的井孔上方；每个井孔的顶部开设检测孔；正电极的连接线接无源带通滤波器的那端有一段位于安放负电极的井孔外的检测孔内；所述的混合仪表放大器包括放大器一U1、电容一C1、电阻一R1、电阻七R7、电阻二十一R21、电容十六C16、放大器四U4、电阻四R4、电阻十六R16、电阻二十五R25和放大控制芯片U2；放大器一U1和放大器四U4的型号均为AD745JR‑16；放大器一U1的管脚3与电容一C1、电阻一R1和电阻七R7的一端连接；电阻四R4的一端与放大控制芯片U2的管脚3连接，放大控制芯片U2的型号为INA128U；放大器一U1的管脚12与电容一C1、电阻一R1和电阻四R4的另一端连接；放大器一U1的管脚6与‑6V电源连接，放大器一U1的管脚13与+6V电源连接；电阻七R7的另一端与放大器四U4的管脚3、电阻二十一R21的一端和电容十六C16的一端连接；电阻二十一R21的另一端与电容十六C16的另一端、放大器四U4的管脚12和电阻十六R16的一端连接；放大器四U4的管脚13与+6V电源连接，放大器四U4的管脚6与‑6V电源连接；电阻十六R16的另一端与放大控制芯片U2的管脚2连接；电阻二十五R25的一端与放大控制芯片U2的管脚8连接，另一端与放大控制芯片U2的管脚1连接；放大控制芯片U2的管脚5接地，管脚7与+6V电源连接，管脚4与‑6V电源连接，管脚6输出信号Signal1；放大器一U1和放大器四U4的管脚5分别接无源带通滤波器的输出信号正极和输出信号负极。...

【技术特征摘要】
1.一种地电场信号检测与传输电路，包括无源带通滤波器、混合仪表放大器、有源带通滤波器、单端转差分电路、负电极和正电极；负电极与正电极接入无源带通滤波器；其特征在于：所述的正电极和负电极检测的地电场信号依次经无源带通滤波器滤波、混合仪表放大器放大、有源带通滤波器滤波以及单端转差分电路差分信号调理后，差分信号输出；正电极和负电极分别用绳拴牢，且分别置于一个井孔底部；正、负电极与无源带通滤波器的连接线位于地下部分均置于套管内，无源带通滤波器、混合仪表放大器、有源带通滤波器和单端转差分电路均置于安放负电极的井孔上方；每个井孔的顶部开设检测孔；正电极的连接线接无源带通滤波器的那端有一段位于安放负电极的井孔外的检测孔内；所述的混合仪表放大器包括放大器一U1、电容一C1、电阻一R1、电阻七R7、电阻二十一R21、电容十六C16、放大器四U4、电阻四R4、电阻十六R16、电阻二十五R25和放大控制芯片U2；放大器一U1和放大器四U4的型号均为AD745JR-16；放大器一U1的管脚3与电容一C1、电阻一R1和电阻七R7的一端连接；电阻四R4的一端与放大控制芯片U2的管脚3连接，放大控制芯片U2的型号为INA128U；放大器一U1的管脚12与电容一C1、电阻一R1和电阻四R4的另一端连接；放大器一U1的管脚6与-6V电源连接，放大器一U1的管脚13与+6V电源连接；电阻七R7的另一端与放大器四U4的管脚3、电阻二十一R21的一端和电容十六C16的一端连接；电阻二十一R21的另一端与电容十六C16的另一端、放大器四U4的管脚12和电阻十六R16的一端连接；放大器四U4的管脚13与+6V电源连接，放大器四U4的管脚6与-6V电源连接；电阻十六R16的另一端与放大控制芯片U2的管脚2连接；电阻二十五R25的一端与放大控制芯片U2的管脚8连接，另一端与放大控制芯片U2的管脚1连接；放大控制芯片U2的管脚5接地，管脚7与+6V电源连接，管脚4与-6V电源连接，管脚6输出信号Signal1；放大器一U1和放大器四U4的管脚5分别接无源带通滤波器的输出信号正极和输出信号负极。2.根据权利要求1所述的一种地电场信号检测与传输电路，其特征在于：所述的井孔深度大于3m，井孔内径为136mm。3.根据权利要求1所述的一种地电场信号检测与传输电路，其特征在于：所述的连接线采用整根多股铜芯绝缘导线。4.根据权利要求1所述的一种地电场信号检测与传输电路，其特征在于：所述的每个井孔填有1米以上的细粒土，细粒土上由井孔钻出的土填满整个井孔；每个检测孔顶部设置盖板。5.根据权利要求1所述的一种地电场信号检测与传输电路，其特征在于：所述的无源带通滤波器包括电阻二R2、电阻三R3、电阻五R5、电容二C2、电容三C3、电容五C5、二极管一D1、电阻六R6、二极管二D2、电容八C8、电容六C6、共模扼流圈T1、电容十二C12、电阻十三R13、电阻十五R15、电阻十七R17、电容十三C13、电容十C10、二极管三D3、电阻十四R14、二极管四D4、电容十五C15和电容十四C14；负电极接共模扼流圈T1中线圈一的输入端E1-，正电极接共模扼流圈T1中线圈二的输入端E1+；电容十二C12的一端接共模扼流圈T1中线圈一的输出端，电容三C3的一端接共模扼流圈T1中线圈二的输出端；电阻二R2的一端与电阻三...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢永，孙振强，张敏，单菡，王佳，田韬，
申请(专利权)人：江苏省地震局，
类型：新型
国别省市：江苏,32