【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及宽频带行星地震仪调零，更具体的说是涉及基于负反馈控制的数字调零方法及应用其的宽频带行星地震仪。
技术介绍
1、宽频带行星地震仪是探测行星内部结构和行星地下资源的最有效手段，然而宽频带行星地震仪容易受到温度、气压、倾斜等外部环境的影响而偏离正常工作点，这就要求宽频带行星地震仪具有一个方便、快捷且精准的调零机制。
2、当前已布设的行星地震仪，如阿波罗时期的月震仪，采用自动调平机构，包括电机和常平架，显著增加了月震仪的重量和体积；而洞察号探测器则通过机械臂安装了火震仪，当仪器倾斜时，会通过三台电机进行调平，但该种方法导致火震仪重量高达28公斤。为了减小行星地震仪的重量和体积，数字调零技术得到了广泛的应用。
3、但由于远震的地震波在传播过程中经历了较长的传播距离，且地层介质对高频地震波的吸收能力较强，因此使得远震信号变得微弱且频率较低；然而目前采用的数字调零方法如pwm（脉宽调制）方法，在低频段具有较大的本底噪声，进而导致行星地震仪无法采集到微弱的远震信号。
4、因此，如何解决上述技术问题是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于负反馈控制的数字调零方法及应用其的宽频带行星地震仪；目的在于通过减小数字调零步进，降低整机在低频段本底噪声，从而提高低频地震波的信噪比。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一方面，本专利技术公开了一种基于负反馈控制的数字调零方
4、s1、获取预设时间段内中心极板位置对应的数字信号；
5、s2、分解所述数字信号中的零点偏移信号；
6、s3、根据零点偏移信号确定中心极板的偏移方向以及偏移量；
7、s4、当偏移量超过设定阈值时，按所需步进确定时间序列，考虑中心极板的偏移方向，根据时间序列通过高阶闭环反馈输出离散二值信号；以及根据所述二值信号调整数模转换后的输出电压；
8、s5、根据数模转换后的输出电压对宽频带行星地震仪进行调零。
9、另一方面，本申请还公开了一种宽频带行星地震仪，其中，该地震仪应用如上所述的基于负反馈控制的数字调零方法；且所述宽频带行星地震仪包括依次相连的数字信号获取模块、数据处理模块和数模转换模块；
10、所述数字信号获取模块，用于获取预设时间段内中心极板位置对应的数字信号；
11、所述数据处理模块，用于分解所述数字信号中的零点偏移信号；根据零点偏移信号确定中心极板的偏移方向以及偏移量；以及当偏移量超过设定阈值时，按所需步进确定时间序列，考虑中心极板的偏移方向，根据时间序列通过高阶闭环反馈输出离散二值信号；以及根据所述二值信号调整数模转换后的输出电压进行数字调零。
12、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于负反馈控制的数字调零方法及应用其的宽频带行星地震仪，一方面，本申请可准确可靠的判断极板的漂移情况，从而实现及时准确的调零；另一方面，本专利技术通过采用高阶闭环反馈控制，可有效减小数字调零步进，从而使整机在低频段本底噪声更小，低频地震波的信噪比更高。
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1.一种基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，应用于宽频带行星地震仪，其中负反馈控制调零过程包括：
2.根据权利要求1所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，S2中，分解所述数字信号中的零点偏移信号的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，所述偏移量为零点偏移信号中最后一秒中所有数据的平均值。
4.根据权利要求1所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，根据时间序列通过高阶闭环反馈输出离散二值信号的过程包括；
5.根据权利要求4所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，根据Z3[n+1]输出二值信号，以及根据所述二值信号调整数模转换输出电压的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，调零后再次判断中心极板的偏移量，若仍超过设定阈值，则调整数模转换模块的初始输入值后再次调零；其中，
7.一种宽频带行星地震仪，其特征在于，应用权利要求1-6任一所述的基于负反馈控制的数字调零方法；其中，所述宽频带行星地震仪包括依次相连
8.根据权利要求7所述的一种宽频带行星地震仪，其特征在于，所述数字信号获取模块，包括依次相连的电容电压转换模块、前置放大模块和模数转换模块。
9.根据权利要求8所述的一种宽频带行星地震仪，其特征在于，所述中心极板固定于电容传感器中，所述电容传感器还包括外壳、刚性固定于外壳上的电磁力矩器、以及通过弹簧和阻尼器弹性连接于外壳上的质量体；
10.根据权利要求9所述的一种宽频带行星地震仪，其特征在于，所述上下定极板刚性固定于外壳上，并与所述电容电压转换模块的输入端相连；所述反馈线圈与零漂移缓冲模块的输出端相连，所述零漂移缓冲模块的输入端连接数模转换模块的输出端。
...【技术特征摘要】
1.一种基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，应用于宽频带行星地震仪，其中负反馈控制调零过程包括：
2.根据权利要求1所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，s2中，分解所述数字信号中的零点偏移信号的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，所述偏移量为零点偏移信号中最后一秒中所有数据的平均值。
4.根据权利要求1所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，根据时间序列通过高阶闭环反馈输出离散二值信号的过程包括；
5.根据权利要求4所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，根据z3[n+1]输出二值信号，以及根据所述二值信号调整数模转换输出电压的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的基于负反馈控制的数字调零方法，其特征在于，调零后再次判断中心极板的偏移量，若仍超过设定阈值，则调整数模转换模块的初...
【专利技术属性】
技术研发人员：王娟，游庆瑜，张盛泉，李少卿，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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