一种矿用双频激电仪的信号调理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种矿用双频激电仪的信号调理系统，包括工频信号抑制模块、前端信号放大模块、高通滤波模块、低通滤波模块、高、低频信号放大模块、高频信号检波模块、低频信号检波模块、高频差分放大模块、低频差分放大模块和程控增益放大模块。这种系统采用模块化设计，电路集成度高、功耗低，能消除电容、电阻等器件误差以及漂移引起的误差；能抑制EM效应和IP效应引起的共模干扰信号。

A signal conditioning system for dual frequency ipinstrument

The utility model discloses a signal conditioning system for dual frequency ipinstrument, including frequency signal suppression module, front-end signal amplification module, high pass filter, low pass filter module, the module of high and low frequency signal amplification module, high-frequency signal detection module, signal detection module, high frequency differential amplifier module, low frequency differential amplifier module and the programmable gain amplifier module. This system uses modular design, high circuit integration, low power consumption, can eliminate errors such as capacitance, resistance and other device errors and drift. It can suppress the common mode interference signal caused by EM effect and IP effect.

【技术实现步骤摘要】
一种矿用双频激电仪的信号调理系统
本技术涉及矿物勘探技术，具体是一种矿用双频激电仪的信号调理系统。
技术介绍
众所周知，随着国民经济的发展,国家对矿物资源的需求量越来越大。经过几十年的勘探，矿物资源的勘探水平不断的发展，对矿物资源的勘探技术要求也不断的提高，一种高精度、高效率的勘探技术意义重大。双频激电法，是由中南大学的何继善院士专利技术的一种地球物理勘探方法。双频激电法的信号传输主要是发送机发送的双频信号将大地作为信道传输到接收机，接收机接收到的双频激电信号载有丰富的大地内部信息，因此对接收机接收到的双频激电信号的处理至关重要。对双频激电信号的处理是系统能否采集到精确数据至关重要的一个环节，双频激电仪测量的有效性和精度主要取决于信号调理系统的设计。由于双频激电接收机接收的双频激电电压信号为双频微弱信号，对于该类微弱模拟信号的有效调理是提高勘探精度和有效性的关键。在现在的信号双频激电的信号调理中，随着信号处理的主芯片推陈出新，以前的电路集成度低、功耗大、不能在硬件上实现在各种随机的、上千赫兹的干扰信号下实现双频激电信号的高精准调理。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，而提供一种矿用双频激电仪的信号调理系统。这种系统采用模块化设计，电路集成度高、功耗低，能消除电容、电阻等器件误差以及漂移引起的误差；能抑制EM效应和IP效应引起的共模干扰信号。实现本技术目的的技术方案是：一种矿用双频激电仪的信号调理系统，包括工频信号抑制模块，所述工频信号抑制模块的作用是对50Hz的工频信号进行抑制；前端信号放大模块，所述前端信号放大模块的作用是对工频抑制后的微弱双频激电电压信号精准程控增益放大；高通滤波模块，所述高通滤波模块的作用是对前端放大后的双频激电电压信号精准程控选频滤波处理；低通滤波模块，所述低通滤波模块的作用是对前端放大后的双频激电电压信号精准程控选频滤波处理；高、低频信号放大模块，所述高、低频信号放大模块的作用是对滤波后的高、低频双频激电信号进行相应增益放大；高频信号检波模块，所述高频信号检波模块的作用是将高频激电电压信号进行检波处理；低频信号检波模块，所述低频信号检波模块的作用是将低频激电电压信号进行检波处理；高频差分放大模块，所述高频差分放大模块的作用是将检波后的高频激电电压信号进行差分放大，在高频信号中实现抑制共模信号，放大差模信号；低频差分放大模块，所述低频差分放大模块组成的作用是将检波后的低频激电电压信号进行差分放大，在低频信号中实现抑制共模信号，放大差模信号；程控增益放大模块，所述程控增益放大模块的作用是是将高频差分放大模块和低频差分放大模块输出的纯净弱高、低频激电电压信号进行有效程控增益放大,使放大后的纯净高、低频激电电压信号能够便于后续处理；所述工频信号抑制模块的输出端连接前端信号放大模块的输入端；前端信号放大模块的一个输出端连接高通滤波模块的输入端，另一个输出端连接低通滤波模块的输入端；高通滤波模块的输出端和低通滤波模块的输出端分别连接高、低频信号放大模块的两个输入端；高、低频信号放大模块的一个输出端连接顺序连接的高频信号检波模块和高频差分放大模块，高、低频信号放大模块的另一个输出端连接顺序连接的低频信号检波模块和低频差分放大模块，高频差分放大模块、低频差分放大模块的输出端分别连接程控增益放大模块的两个输入端。所述的高通滤波模块、低通滤波模块为程控带通滤波芯片MAX260。所述高、低频信号放大模块为双通道精密放大器OPA2227，选用双通道放大器进行高、低频放大有利于系统硬件的模块化、集成化、低功耗。所述高频信号检波模块、低频信号检波模块为高精度同步检波模块，高精度同步检波模块设有模拟信号和差动放大器的同步检波电路，该同步检波电路主要是通过模拟开关切换差动放大器输入信号，同时实现对高、低频激电电压信号进行反相，反相后的高、低频激电电压信号进入差分放大模块。所述高频差分放大模块、低频差分放大模块为精密差分放大器OPA602，差分放大器内部的差分放大电路用来抑制共模信号，从而使得信号调理系统输出纯净的高、低频激电电压信号。所述程控增益放大模块为可编程增益放大器芯片PGA100AG，该可编程增益放大器芯片的放大增益是通过处理器控制，可实现放大增益的精准控制。采用差动放大器构成的同步检波电路能够实现完全抑制IP效应和EM效应引起的高、低频的共模干扰信号。系统原理：双频激电电压弱信号经工频信号抑制模块，实现对50Hz的工频信号进行抑制，工频抑制后的信号再由前端放大模块进行相应的程控增益放大，前端放大后的信号分别进入到高频滤波模块和低频滤波模块，分别得到相应的高频激电电压信号、低频激电电压信号，滤波后的高频激电电压信号进入高频放大模块、高频检波模块、高频差分放大模块，低频激电电压信号进入低频放大电路、低频检波模块、低频差分放大模块，最后对高、低频差分后输出的纯净高、低频激电电位差信号进行精准的程控增益放大。这种系统实现了对双频激电信号的高精度同步处理以及双频激电信号幅值以及相位的高精度同步检波。这种系统采用模块化设计，电路集成度高、功耗低，能消除电容、电阻等器件误差以及漂移引起的误差；能抑制EM效应和IP效应引起的共模干扰信号。附图说明图1为实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本
技术实现思路
作进一步对的阐述，但不是对本技术的限定。实施例：参照图1，一种矿用双频激电仪的信号调理系统，包括工频信号抑制模块，所述工频信号抑制模块的作用是对50Hz的工频信号进行抑制；前端信号放大模块，所述前端信号放大模块的作用是对工频抑制后的微弱双频激电电压信号精准程控增益放大；高通滤波模块，所述高通滤波模块的作用是对前端放大后的双频激电电压信号精准程控选频滤波处理；低通滤波模块，所述低通滤波模块的作用是对前端放大后的双频激电电压信号精准程控选频滤波处理；高、低频信号放大模块，所述高、低频信号放大模块的作用是对滤波后的高、低频双频激电信号进行相应增益放大；高频信号检波模块，所述高频信号检波模块的作用是将高频激电电压信号进行检波处理；低频信号检波模块，所述低频信号检波模块的作用是将低频激电电压信号进行检波处理；高频差分放大模块，所述高频差分放大模块的作用是将检波后的高频激电电压信号进行差分放大，在高频信号中实现抑制共模信号，放大差模信号；低频差分放大模块，所述低频差分放大模块组成的作用是将检波后的低频激电电压信号进行差分放大，在低频信号中实现抑制共模信号，放大差模信号；程控增益放大模块，所述程控增益放大模块的作用是是将高频差分放大模块和低频差分放大模块输出的纯净弱高、低频激电电压信号进行有效程控增益放大,使放大后的纯净高、低频激电电压信号能够便于后续处理；所述工频信号抑制模块的输出端连接前端信号放大模块的输入端；前端信号放大模块的一个输出端连接高通滤波模块的输入端，另一个输出端连接低通滤波模块的输入端；高通滤波模块的输出端和低通滤波模块的输出端分别连接高、低频信号放大模块的两个输入端；高、低频信号放大模块的一个输出端连接顺序连接的高频信号检波模块和高频差分放大模块，高、低频信号放大模块的另一个输出端连接顺序连接的低频信号检波模块和低频差分放大模块，高频差分放大模块、低频差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用双频激电仪的信号调理系统，其特征是，包括工频信号抑制模块，所述工频信号抑制模块的作用是对50Hz的工频信号进行抑制；前端信号放大模块，所述前端信号放大模块的作用是对工频抑制后的微弱双频激电电压信号精准程控增益放大；高通滤波模块，所述高通滤波模块的作用是对前端放大后的双频激电电压信号精准选频滤波处理；低通滤波模块，所述低通滤波模块的作用是对前端放大后的双频激电电压信号精准选频滤波处理；高、低频信号放大模块，所述高、低频信号放大模块的作用是对滤波后的高、低频双频激电信号进行相应增益放大；高频信号检波模块，所述高频信号检波模块的作用是将高频激电电压信号进行检波处理；低频信号检波模块，所述低频信号检波模块的作用是将低频激电电压信号进行检波处理；高频差分放大模块，所述高频差分放大模块的作用是将检波后的高频激电电压信号进行差分放大，在高频信号中实现抑制共模信号，放大差模信号；低频差分放大模块，所述低频差分放大模块组成的作用是将检波后的低频激电电压信号进行差分放大，在低频信号中实现抑制共模信号，放大差模信号；程控增益放大模块，所述程控增益放大模块的作用是将高频差分放大模块和低频差分放大模块输出的纯净弱高、低频激电电压信号进行有效程控增益放大,使放大后的纯净高、低频激电电压信号能够便于后续处理；所述工频信号抑制模块的输出端连接前端信号放大模块的输入端；前端信号放大模块的一个输出端连接高通滤波模块的输入端，另一个输出端连接低通滤波模块的输入端；高通滤波模块的输出端和低通滤波模块的输出端分别连接高、低频信号放大模块的两个输入端；高、低频信号放大模块的一个输出端连接顺序连接的高频信号检波模块和高频差分放大模块，高、低频信号放大模块的另一个输出端连接顺序连接的低频信号检波模块和低频差分放大模块，高频差分放大模块、低频差分放大模块的输出端分别连接程控增益放大模块的两个输入端。...

【技术特征摘要】
1.一种矿用双频激电仪的信号调理系统，其特征是，包括工频信号抑制模块，所述工频信号抑制模块的作用是对50Hz的工频信号进行抑制；前端信号放大模块，所述前端信号放大模块的作用是对工频抑制后的微弱双频激电电压信号精准程控增益放大；高通滤波模块，所述高通滤波模块的作用是对前端放大后的双频激电电压信号精准选频滤波处理；低通滤波模块，所述低通滤波模块的作用是对前端放大后的双频激电电压信号精准选频滤波处理；高、低频信号放大模块，所述高、低频信号放大模块的作用是对滤波后的高、低频双频激电信号进行相应增益放大；高频信号检波模块，所述高频信号检波模块的作用是将高频激电电压信号进行检波处理；低频信号检波模块，所述低频信号检波模块的作用是将低频激电电压信号进行检波处理；高频差分放大模块，所述高频差分放大模块的作用是将检波后的高频激电电压信号进行差分放大，在高频信号中实现抑制共模信号，放大差模信号；低频差分放大模块，所述低频差分放大模块组成的作用是将检波后的低频激电电压信号进行差分放大，在低频信号中实现抑制共模信号，放大差模信号；程控增益放大模块，所述程控增益放大模块的作用是将高频差分放大模块和低频差分放大模块输出的纯净弱高、低频激电电压信号进行有效程控增益放大,使放大后的纯净高、低频激电电压信号能够便于后续处理；所述工频信号抑制模块的输出端连接前端信号放大模块的输入端；前端信号放大模块的一个输出端连接高通滤波模块的输入端，另一个输出端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国富，邓高峰，叶金才，张海如，王小红，张法全，韦秦明，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45