一、四阶Δ-Σ过抽样电路原理及其在微弱地学信号检测中的应用（论文文献综述）
田入运[1]（2021）在《无线低功耗节点式地震采集系统关键技术研究》文中研究指明地震勘探方法利用地震仪接收人工震源激发的地震波,可以直观的了解地下地质构造,具有勘探深度大、施工效率高的优点,在矿产资源勘探行业中起着举足轻重的作用。随着矿产资源需求的增加和易开采资源的减少,地震勘探方法对勘探装备的要求也越来越高,“深部开采、智能开采、绿色开采”是未来我国矿产资源开采理念的三大发展方向。然而,在地质条件复杂的地区,传统的有缆遥测地震仪器由于大线连接,导致排列布设困难,具有施工成本高,勘探效率低,维护困难等问题,需要解决地震探测仪器装备的复杂环境适应性所面临的技术难题。便携式节点地震仪是一体化集成式的地震采集系统,一般独立的节点便可以完成地震数据采集任务,省去了布置大线的繁琐,通常情况下,节点内部电池可以支撑整个施工过程,不必频繁的更换供电模块,给勘探工作带来很大的便利。同时,便携式的节点设备也意味着更灵活的勘探方案设计和更广的勘探范围。节点地震仪凭借着其仪器排布的灵活性、高精度的数据采集和高效率的施工等特点越来越多地应用在复杂地质勘探环境中,是实现“地壳结构透明”的新利器。目前我国的节点式地震仪器长期依赖进口,国产节点式地震采集系统与国外先进的仪器具有很大差距。在复杂的地质勘探环境进行大规模的地震勘探时,现有节点式地震采集仪器排列布设和野外维护困难,工作效率低,尤其是在被动源地震探测方法中,需要仪器采集微弱的地脉动信号,勘探周期长达几天或十几天,现有仪器的噪声和功耗性能难以适应不断更新的地震探测方法。除此之外,国内节点式地震仪器大部分是采用内部时钟进行仪器授时,随着采集时间的增加,采集站上晶体振荡器的频率漂移将带来显着的时间误差积累,因此需要研究大规模地震勘探环境下不受节点数量限制和勘探时间限制的高精度无线多节点时间同步系统。由于节点地震仪采集的数据需要施工完毕后经过回收装置下载合成才能观测到数据质量,滞后的数据获取极大影响了施工效率,具有封闭性的技术缺陷,需要研究无线实时数据质量监控系统以便在地震数据采集过程中对勘探情况进行评估。本文分析了当前节点仪器的特点,针对各个关键问题进行深入研究,设计和实现了低噪声、低功耗的微弱地震信号采集系统、基于分时索引插值截距的多节点高精度数据同步方法和基于能量均衡的无线数据质量监控方法,并开发了相应的无线低功耗节点式地震探测系统GEIWSR-Ⅲ,通过野外应用实例验证了新系统的有效性和实用性。论文的主要研究内容如下:（1）低噪声、低功耗的高精度地震信号采集系统研制。首先分析了模拟信号采集通道的噪声来源,分别针对各个噪声来源进行抑制,利用最小噪声原理和阻抗匹配技术设计了低噪声的模拟信号调理电路,针对当前主流?-Σ型A/D转换器进行对比和选择,设计了高精度的数据采集通道,经过技术指标测试,采集系统的短路噪声水平为0.8μV@500Hz,动态范围达到126.7d B@500Hz,信噪比达到131.53d B@500Hz,谐波失真水平达到124.4d B@31.25Hz。针对节点系统在地震勘探中的工作流程及硬件结构,设计并实现了系统的动态功耗管理技术。分别对节点地震仪中的各个硬件的工作过程及功耗进行了详细分析并制定了相应的低功耗控制策略,使得仪器达到162m W@自主工作模式,291m W@无线监控模式的功耗水平,通过合理配置仪器工作模式,使得系统的平均功耗达到198m W,提升了仪器的野外工作时长。（2）高精度分时索引插值截距的无线多节点地震数据同步方法研究。针对大规模、高密度地震勘探方法中多节点的时间同步问题,讨论了当前节点地震仪数据同步的研究现状,分析了当前节点地震仪器时间同步的精度要求和本文设计的节点采集系统的硬件架构,设计了一种利用GPS和高精度恒温晶振的低功耗时间同步系统,采用高精度恒温晶振连续授时,GPS间歇性校准的方式,补偿ADC时钟晶体漂移造成的累积误差,设计了基于GPS秒脉冲（PPS）中断、GPS串行中断以及主程序流程之间的精准时间服务流程,使得节点之间的同步精度达到0.688μs。场地试验证明本文设计的同步方法的稳定性不受传感器节点位置、节点数量和探测时间的影响,具有较强的实际应用能力,满足大规模、高密度地震采集任务的时间同步需求。（3）满足复杂地形、大规模、数据传输可靠的混合通信系统和无线数据质量监控方法研究。针对大规模、密集型地震勘探无法进行有效的数据质量监控限制,提出了基于核心网和扩展多跳网的混合通信系统,设计了基于远距离、高速数据传输的Wi-Fi无线通信单元的核心网络架构和基于低功耗的Zig Bee无线通信单元的扩展网络架构,根据提出的网络架构,设计了网络仿真模型,提出了可变权重的分簇和路由算法以均衡网络负载和能量,并根据该算法提出了节点在无线网络监控中的数据融合技术和数据质量监控方法。仿真实验表明,可变权重的分簇和路由算法可以在整个网络周期内不断地调整影响网络能耗的因素（簇头节点与成员节点、网关节点之间的距离和节点的剩余能量）的权重,使整个网络的能量更加均衡。网络性能对比测试中,本文提出的方法相比LEACH方法和EEUC路由方法相比分别降低35%和12%的网络能耗。无线数据质量监控方法测试表明,当数据抽取因子e值为0.2时,可以获得保真率99.44%的监测数据,大大减少了无线监控网络的数据传输压力,提高了勘探效率。（4）基于上述关键技术,开发了集信号拾取、数据采集、多节点数据同步和无线数据质量监控功能于一体的新型节点式地震仪器系统GEIWSR-Ⅲ。通过与GEIWSR-Ⅱ系统（吉林大学研制的代表性无缆地震仪器）进行对比测试,结果表明,新系统的等效噪声水平由1.2μV@500Hz降低到0.8μV@500Hz、平均功耗由单通道500m W降低到198m W、数据同步能力由10μs提高到了0.688μs,添加了基于能耗均衡的无线数据质量监控系统,解决了仪器封闭性的技术缺陷。最后,利用本文研究的无线低功耗地震采集系统GEIWSR-Ⅲ与SE863轻便分布式遥测地震勘探系统、Sercel 428XL地震探测系统在松原市查干花镇进行了联合探测对比实验。实验结果表明,GEIWSR-Ⅲ系统与Sercel 428XL系统采集的数据质量相当,相比于SE863系统,GEIWSR-Ⅲ系统具有更高的数据分辨率。在仪器的便携性和施工效率上,GEIWSR-Ⅲ相比Sercel 428XL系统、SE863系统具有更大优势。综上所述,GEIWSR-Ⅲ系统具有设备轻便、性能稳定、时间同步精度高和无线数据质量监控性能稳定的特点,大大增强了我国节点式地震勘探设备的核心竞争力,为我国复杂地质勘探环境下进行大规模、密集型的地震探测奠定了基础。
周聪[2]（2021）在《地震前兆性慢滑移事件研究》文中研究指明地震预测预报是公认的世界性难题,特别是短临地震预测至今难以突破。有望推进短临地震预测的一个领域是对地震前兆的研究。但目前对地震现象尤其是前兆现象认识不清,对什么样的前兆异常才是可重复性、可靠的短临前兆异常,至今仍没有明确答案。岩石力学实验以及数值模拟实验一直是研究地震及前兆机理的有效手段。虽然大量岩石力学实验表明,在粘滑失稳前断层会经历预滑或前兆性滑动过程,同时伴随着声发射事件的增加和电压等物理参数的变化,但实际中的观测结果很难与实验室的岩石力学实验和地震成核理论相一致。自2001年随着环太平洋俯冲带幕式慢滑移事件及其伴生的非火山震颤信号的发现,慢地震的研究成为一个令人注目的方向。而且被地震学家称之为“前驱波”、“形变波”、“应力波”等所谓的异常信号可能是由断层慢滑移产生的低频地震波。当考虑慢地震事件时,地震的发生至少有四种类型:（A）地震前震-地震主震型、（B）慢地震前震-地震主震型、（C）地震前震-慢地震主震型和（D）慢地震前震-慢地震主震型。对慢地震事件的忽视可能会造成对（B）事件的漏报和对（C）事件的虚报。因此对慢地震的研究以及疑似慢滑移信号的观测与分析对地震预测预报有重要的意义。通常认为由于地震学（由于超过200秒周期时噪声增大）和大地测量（由于来自小于Mw6.0事件的弱形变信号）的观测极限,在慢地震事件中存在持续时间从约200秒至1天的事件空区。由于完整的地震记录应该包含三分量的平动信号和三分量的旋转信号,若同时考虑地震计的平动响应和旋转（倾斜）响应时,其最低有效频率可以延伸至频带范围外,频带外的信号不能简单的丢弃。同时由于测震数据量巨大,传统靠人工一一识别异常的方式无法对异常的时空特征进行准确的描述。随着地震检测技术的发展,特别是近年来人工智能技术在微震事件检测中的应用,使得在连续波形资料中搜索和探索这类低频信号是否存在成为可能。由于野外记录到的异常信号可能是由于断层本身运动所产生的近场效应,也可能是断层的运动所激发的线性或非线性地震波的传播效应,因此本文利用弹簧块体模型以及新发展的晶体位错模型Frenkel-Kontorova（FK）模型来研究宏观断层的滑动演化过程,特别是慢滑移所需要的实验条件和影响因素。然后在考虑非线性和频散效应的条件下模拟了非线性地震波的传播演化规律,最后利用深度自编码算法对汶川地震前近半年测震资料中的低频脉冲信号做了详尽的空间分布统计,结合地震旋转运动场水平分量的分布特征,探讨了龙门山断裂带附近低频脉冲信号可能的产生、传播和接收模式,得到如下认识:（1）根据弹簧块体模型的数值模拟结果,统计了粘滑运动过程中的速度脉冲的持续时间和滑移振幅的演化特征:速度脉冲的持续时间Tslip及振幅Vmax都随着系统刚度k和加载速率VL的增大而减小,特别是在低加载速率时Tslip急剧减小,当加载速率达到10-6 m/s后变化很缓慢。推测当断层处于慢滑移阶段,加载速率微小的扰动可以产生较大的持续时间变化。结合岩石力学实验的结论,速度脉冲的持续时间Tslip与系统刚度k、加载速率VL和有效正应力σ成反比;脉冲振幅Vmax与系统刚度k、加载速率VL成反比,而与有效正应力σ成正比。（2）从FK模型的理论解可以得出滑移持续时间T与凹凸体间距b、泊松比v成正比,与有效正应力σ成反比。数值模拟结果表明,破裂速度与初始应力条件密切相关。应力梯度带范围越大,破裂速度越大,当梯度带范围达到一定宽度时,其破裂速度可以超过剪切波速度。剪应力与正应力的比值是影响断层产生慢破裂、亚瑞雷破裂和超剪切破裂的重要因素。（3）将一维FK模型应用于汶川地震主破裂运动,计算获得的滑动量分布与实际震源破裂反演结果相符。从应变能量的角度分析了汶川地震前姑咱台钻孔应变脉冲异常的形成机理,模拟结果表明当断层慢滑移运动约20分钟,能够在震源区附近产生与实际记录相符的10-8～10-7的应变变化。同时,通过设置较低的初始应力比∑S-/∑N,能模拟出类似P波的慢破裂运动,传播速度约为4km/day。（4）在一维非线性地震波数值模拟中,当同时考虑非线性项和频散项时,以孤立子作为震源子波能得到线性波的传播特征:地震波在传播过程中波形形态及振幅大小均不变,以略小于线性背景介质速度匀速前进。当岩石的非线性程度进一步增加时,非线性地震波能表现出弹塑性波的传播特征。弹塑性波在空间中不是以规则的球面扩散传播。当其传播到弹性区域,会导致在不同台站上无法找到同源的信号,也可能使得同一台站不同分量上观测不到同步信号。（5）地震计有平动响应,但还应该考虑倾斜响应（旋转效应）。当考虑地震计的倾斜响应时,其倾斜的频率响应函数是一个低通滤波,而平动信号的响应是一个带通滤波器。在两种滤波器的共同作用下,其频带外的低频信号是有可能被保留的。因此考虑旋转分量的测震数据可能会拓宽地震学的低频观测极限。（6）利用深度自编码算法统计了汶川地震前5个月内四川省出现的疑似脉冲异常的空间分布,结果显示异常频次较高的台站主要沿断裂带走向以及断裂带的东侧分布,基本位于地表峰值旋转运动场的东西和南北分量能量都较强的区域。（7）龙门山断裂带内存在发生慢滑移事件的地质条件:流体、高孔隙压、高温、高泊松比等,慢滑移容易发生在脆-塑性转化带中a-b～0的范围。当该区域受到扰动激发低频慢地震时,在震源区介质非线性和频散性的作用下可能表现出弹塑性传播特征,单个慢破裂事件可以演化为一个波、两个波甚至多个波,以非球面扩散的形式传播,并且容易以倾斜（旋转）量的形式被测震仪或倾斜仪记录到。
祝云峰[3]（2017）在《硅微陀螺机电结合带通Sigma-delta闭环检测方法研究》文中指出硅微陀螺仪（SMG）是一种利用哥氏效应来检测物体角速度的惯性器件,广泛应用于姿态定位、导航控制等领域。在硅微陀螺的检测电路研究方面,基于带通Sigma-delta调制器（SDM）所设计的闭环检测电路可以使陀螺具有数字化输出并且有效抑制带宽内的量化噪声,而且闭环的特性可以有效消除机械加工误差带来的检测输出误差、提高闭环检测环路带宽,是目前国内外很多相关机构研究的热点。因为其SDM环路难以明确、环路参数难以获取,而国外对此研究比较成熟的机构又对相关技术进行保密,因此有必要对硅微陀螺机电结合带通SDM闭环检测方法有一个比较深入的研究,对此本文作了以下工作。首先对Sigma-delta调制器的基本原理进行了研究,针对陀螺的结构形式对SDM环路结构进行了初步选择,放弃了级联和多位量化的方式,选择了单环和一位量化的方式来设计整个闭环检测电路。其次从陀螺敏感结构的离散化形式入手,对各种可行的离散时间SDM环路结构进行了理论分析,得出单环CRFF结构是建立硅微陀螺机电结合带通SDM闭环检测环路最为理想的结构。再根据陀螺结构的的具体参数,以带通、带宽、量程、分辨率等为约束条件,结合离散时间SDM设计工具Dstoolbox,获取了适用于陀螺的离散时间SDM闭环结构的环路参数。最终利用等价设计的原则完成了从离散时间SDM到机电结合SDM的转换,建立了一套完整的机电结合带通SDM闭环检测环路的设计流程。然后针对陀螺具体的结构和参数将整个机电结合带通SDM闭环检测环路从功能上进行了分解以及对环路参数进行了调整,并在Simulink中进行了仿真,验证了方案的可行性,对后续硬件电路的实现提供了设计基础。最后进行了基于Sigma-delta的陀螺闭环检测电路的设计和实验验证,包括硬件电路的设计与制板,FPGA中的Verilog代码的编写以及实验的调试、观测与数据的采集,并对所获取的闭环结构和参数在实际硬件中进行了验证。最终通过对一位量化输出结果进行功率谱密度（PSD）分析,可以看到所设计的陀螺机电结合SDM闭环检测电路具有明显的噪声整形功能,在信号带宽处量化噪声被抑制,测试结果显示在带宽内的噪声水平约为-70dBV/Hz1/2到-80dBV/Hz1/2。满幅量程200°/s输入的时候,一位量化输出信噪比约为70dB,有效位数约为11.33位。
贾正森[4]（2015）在《井—地DERT与IP联合探测接收系统关键技术及方法研究》文中研究表明随着社会的不断发展以及人类生活水平的不断提高，天然气和石油的消耗也日益加剧，国内大量油田已经进入石油开采的后期，石油的年产量已经无法满足生活需求，提高石油采收率已经迫在眉睫。注水驱油和水力压裂是我国提高石油采收率的重要手段，水驱前沿和裂缝方向的监测是评价注水及水力压裂的重要指标。电法勘探为注水或压裂裂缝方位探测的重要手段之一，但是复杂地质构造及深部油田异常体的探测，给电法勘探带来了极大考验。DERT（DifferentialElectricalResistanceTomography）是一种人工激励源直流电阻率方法，该方法具有探测深度大，对电阻率异常分辨强的特点。IP（InducedPolarization）主要以地下水溶液中带电离子或金属矿为物质基础，进行极化率异常探测的一种电法勘探技术，该方法对极化率异常反应比较明显。本文利用DERT对电阻率异常敏感和IP对激发极化异常探测效果明显的优点，将同时通过IP测量获得的视极化率异常和通过DERT方法测量获得的视差分电阻率异常进行数据融合，从而得到更强的地下异常信息。本文首先研究了DERT与IP的探测理论，通过数值模拟，分别仿真计算了DERT与IP对电阻率异常和极化率异常的探测效果，进而研究了DERT与IP联合探测的理论及数值模拟计算。通过分析不同地质构造情况下联合探测效果，证明了采用数据联合探测的优越性。在此理论背景下研究了联合探测系统的一些关键技术，并研制了基于虚拟仪器技术的低噪声、高分辨率多通道井-地DERT与IP数联合探测系统。通过设计多通道智能电极转换装置，实现了大范围数据采集。上层软件采用MATLAB、LabVIEW联合编程技术，实现了微弱信号预处理、参数的提取以及探测结果的实时成像。为了提高信号的抗干扰能力，同时还研究了基于L序列伪随机信号的油田注水或压裂裂缝系统检测方法。最后利用本文研制的多通道井-地联合接收系统进行了大量的对比实验，通过野外实际测试，表明了井-地电法联合探测系统在油田注水或压裂裂缝探测中具有更好的探测效果，解决了低电阻率储层和深井注水或压裂情况下探测困难及方法单一的不确定性问题。
张文秀[5]（2012）在《CSAMT与IP联合探测分布式接收系统关键技术研究》文中认为随着我国经济的飞速发展，矿产资源的消耗大量增加，许多浅层矿已被开采殆尽，成为危机矿山，因此迫切需要勘探开发深部矿产资源。电法勘探是矿产资源勘查的有效手段之一，但由于深部目标体响应信号微弱，测量环境噪声严重等特殊情况，给电法勘探技术和仪器提出了巨大挑战。 CSAMT （Controlled Source Audio-frequencyMagnetotelluric，可控源音频大地电磁法）是一种人工源频率域电磁测深方法，具有勘探深度范围大、测量效率高等优点，在金属矿、油气、地热资源勘查等领域应用广泛，但存在随深度增加分辨率降低的缺点。IP（Induced Polarization，激发极化法）以不同岩、矿石激电效应的差异为物质基础，通过观测人工建立的激电场的分布规律来探查地下介质情况，是勘查各类金属矿产的主要方法，但IP采用几何测深，存在探测深度有限的不足。本文提出了CSAMT与IP联合探测方法，通过IP测量，不但能得到有效反映矿体的激发极化参数，同时获得的极化电阻率可对CSAMT高频段视电阻率进行约束，从而提高CSAMT深部电性结构探测的分辨率。根据CSAMT和IP的观测方式及被测电磁信号的特点，研制了实现两种方法多点同步快速测量的分布式接收系统。本文的研究是在国家自然科学基金科学仪器基础研究专款项目《大深度（500-1500米）分布式电磁探测关键技术与仪器研究》的资助下完成的。本文首先研究了CSAMT与IP联合探测技术，解决了CSAMT频率测深和IP几何测深数据的归一化问题，给出了高效联合探测的野外观测方式。接着仔细研究了分布式接收系统中的关键技术。通过研究电磁信号模拟调理技术、24位高分辨数据采集技术和数字滤波抽取技术实现了宽频带大动态范围信号的有效检测。采用GPS和恒温晶振结合的方法产生高精度同步时钟，设计了CSAMT循环收发同步协议，实现了多频点扫描测量。针对接收系统采集通道和磁场传感器的标定，提出了基于多频伪随机信号相关迭代检测的频域标定方法，有效抑制标定过程中环境噪声的影响，提高了标定的效率和精度。对于有用信号频带内模拟电路难以抑制的几种干扰噪声，分别给出了数字滤波和数字平均的消除方法，从而提高参数提取结果的准确性。最后，通过分布式接收系统与国内外同类仪器的水槽模型和野外勘探对比实验，验证了仪器单一方法测量结果的准确性。在辽宁大台沟铁矿和吉林红旗岭镍矿进行了CSAMT与IP联合探测实验，获得了与已知地质和钻孔资料吻合的探测结果，体现了CSAMT与IP联合探测方法和仪器应用于深部矿产资源勘探的可行性和有效性。
杨泓渊[6]（2009）在《复杂山地自定位无缆地震仪的研究与实现》文中提出本文在分析了数字地震勘探仪器的发展概况和复杂山地地震采集实践的基础上,提出了复杂山地无缆地震仪的设计思想。采用数字存储式独立地震仪结构构建无缆地震勘探仪器野外采集站,通过采集站内置海量Flash存储器和GPS定位高精度同步授时技术,实现野外地震数据的同步采集和长时间存储,从而摆脱传统地震仪中沉重的电缆线,实现无缆化设计。同时,通过GPS静态相对定位技术实现了所有野外采集站的空间三维位置测量,取代了繁琐的地质测量工作。本文以32位RISC型ARM处理器为核心构建了嵌入式Linux硬件平台,结合24位A/D、FPGA以及CF卡海量存储技术完成了单站4通道采集能力的无缆地震采集站的设计。在此基础上,深入研究了地震采集站的低噪声设计方法,获得了1.5μV的噪声水平;采用GPS同步授时技术与高精度实时时钟相结合的技术实现了无缆地震采集站的同步数据采集,达到了±3.2μs的同步精度;深入探讨了GPS静态相对定位原理,完成了无缆地震采集站GPS卫星观测数据的记录和处理,获得了厘米级精度的采集站空间三维位置测量信息,实现了地震勘探中地质测量工作的自动化。最后,组装了24道无缆地震仪样机并进行了实验,取得了令人满意的结果。
孙娴[7]（2008）在《被动源电磁数据采集系统的设计与开发》文中研究说明目前被动源电磁法已成为深部地球物理勘探的重要手段,在油气田勘测和地热等方面得到广泛应用。但国内相关仪器几乎全部依赖进口,成本极高,所以为自行研制一套被动源电磁法仪器,本文对被动源电磁数据采集系统进行了研究。本文在研究被动源电磁法采集原理的基础上,结合我国电磁法勘探的特点,提出了满足电磁采集要求的系统软硬件设计方案。选用DSP+ARM的双核系统结构,来分别完成实时抽取滤波运算和对系统的主控制,提高了系统整体的稳定性和工作效率。并从模拟信号采集通道设计、系统控制处理模块与功能辅助模块实现、多级抽取结构算法研究等方面对被动源电磁采集系统进行了重点研究。针对电磁采集易受到工频干扰的问题,设计了基于UAF42的两级陷波电路。对于低频段电磁场频率范围宽、信号微弱的特点,采用大动态范围、高精度的24位△-∑调制器CS5321来实现模数转换。并基于DSP56309的硬件结构,对电磁采集中用到的多级抽取滤波结构算法进行了研究,提出了符合电磁采集要求的多级抽取滤波的实现方案。系统的联机测试结果表明,本文所开发的电磁采集系统性能稳定,15Hz抽样率数据的短路输入噪音很小,在低频电磁采集方面具有一定的实用价值。
孙娴,罗桂娥[8]（2008）在《一种高精度地震勘探数据采集系统的设计与实现》文中研究说明在现代地震勘探中,可以通过采集人工地震波所携带的地下信息来分析地层结构从而寻找油、气等资源;由于地震勘探信号的动态范围很大,采用具有高动态范围的24位∑-ΔA/D CS5321/CS5322组件完成高精度数据采集,结合FPGA、FIFO存储器和嵌入式计算机模块DIMM-PC构成三通道并行数据采集系统,用于地震勘探数据采集,并给出了该系统的设计方法和测试结果,结果表明电路工作正确可靠,满足地震检测对系统总的动态范围的要求。
屈栓柱[9]（2008）在《超长周期地电信号采集电路的设计与实现》文中研究表明随着地球科学的进展,大陆岩石圈导电性结构的研究越来越引起人们的重视。这是因为大陆岩石圈的导电性除了与它的物质成分有关以外,还取决于许多因素,如大陆岩石圈内部的结构、构造、温度、压力、以及物质成分的物理状态等等。近些年来出现的超长周期大地电磁探测是从电性角度了解大陆岩石圈构造的最有效的高科技方法之一。大地电磁场是一种十分微弱的天然场,幅值低至μV级,频带范围很广涉及到10-5～103Hz的信号,而且幅值与频率成正比。大地电磁测深法所测量的大地电磁场信号主要包括两个水平正交的电场（Ex、Ey）和三个相互正交的磁场（Hx、Hy、Hz）。这就要求信号采集器要具有高灵敏度、频带宽、多通道同步测量的特性。由于野外工作环境的不确定因素的影响,长时间的信号采集中人为噪声、自然噪声都不可避免,也将成为最大的噪声源,这将直接影响采集的有用信号的幅值强度,大大降低信噪比。另外仪器的整体功耗也会因为采集时间长而要求尽可能低。本论文结合国家自然科学基金重点项目“华北地区现今岩石圈导电性结构及其大陆动力学意义”对超长周期大地电磁信号进行观测的需要,综合海底大地电磁仪的研究成果以及陆地信号采集的实际问题设计了一套低功耗高效率的电源板,多通道高灵敏度的模拟板,引用了CS5372与CS5376A模数转换套片实现宽频、低频采样率的数字采集,并编写了单片机atmega128对CS5376A的控制程序。同时也为海底大地电磁仪的技术更新作出了贡献。
邓明,刘方兰,张启升,陈凯[10]（2006）在《海陆联合大跨度多点位海底大地电磁同步数据采集》文中认为海底电磁探测是研究海洋基础地学课题和海底矿产资源分布的重要地球物理方法之一。由于大地电磁场存在区域噪声,因而,为压制干扰并获得高质量的场源数据,就需进行带远参考方式的数据采集。在采集过程中,包括陆上基站和海底测网的多台仪器应遵循同一个时间基准和统一的方位坐标。海底大地电磁仪为满足上述要求,其内部配备了高精度时钟源、姿态检测器件以及与海底电磁信息采集相关的自动信号测量与存储电路。海上作业时,科考船沿预定航线,实现仪器的逐点投放。海底测量结束后,通过遥控方式改变海底仪器的浮力性质,使其自动返回海面。近期的海洋试验表明,中国的海底大地电磁探测技术已实现了实用化,可为海洋勘查提供高技术支撑。
二、四阶Δ-Σ过抽样电路原理及其在微弱地学信号检测中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、四阶Δ-Σ过抽样电路原理及其在微弱地学信号检测中的应用（论文提纲范文）
（1）无线低功耗节点式地震采集系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外节点式地震采集仪器的发展现状 |
| 1.2.1 国外节点式地震采集仪器的发展现状 |
| 1.2.2 国内节点式地震采集仪器的发展现状 |
| 1.3 节点式地震仪器的应用现状和存在的问题 |
| 1.3.1 节点式地震仪在主动源勘探中的应用现状 |
| 1.3.2 节点式地震仪在被动源勘探中的应用现状 |
| 1.3.3 节点式地震仪在主、被动源探测中面临的问题 |
| 1.4 研究目的和意义 |
| 1.5 论文研究内容和结构安排 |
| 1.5.1 论文研究内容 |
| 1.5.2 论文结构安排 |
| 第2章 节点地震仪在主、被动源勘探方法中的应用及需求分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 节点地震仪在主动源勘探方法中的应用及施工流程 |
| 2.2.1 二维、三维地震勘探方法 |
| 2.2.2 节点式地震仪在主动源勘探方法中的施工流程 |
| 2.3 节点地震仪在被动源勘探方法中的应用及施工流程 |
| 2.3.1 微动探测技术 |
| 2.3.2 短周期密集地震探测法 |
| 2.3.3 节点式地震仪在被动源勘探方法中的施工流程 |
| 2.4 主、被动源勘探方法对节点式地震仪的需求分析 |
| 2.4.1 主、被动源勘探方法对节点地震仪的采集性能需求分析 |
| 2.4.2 主、被动源勘探方法对节点地震仪的功耗需求分析 |
| 2.4.3 主、被动源勘探方法对节点地震仪的时间同步性能需求分析 |
| 2.4.4 主、被动源勘探方法对节点地震仪的数据质量监控需求分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 低功耗高精度采集系统设计及实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统架构与总体设计方案 |
| 3.2.1 系统架构 |
| 3.2.2 总体设计方案 |
| 3.3 低噪声、高精度微弱信号采集系统设计 |
| 3.3.1 地震检波单元 |
| 3.3.2 模拟信号采集通道噪声分析 |
| 3.3.3 低噪声模拟信号调理电路设计 |
| 3.3.4 高分辨率模数转换器的选择 |
| 3.3.5 高精度数据采集单元设计 |
| 3.4 系统工作模式及功耗分析 |
| 3.4.1 系统工作模式 |
| 3.4.2 系统功耗分析 |
| 3.5 系统的低功耗设计 |
| 3.5.1 微控制器低功耗设计 |
| 3.5.2 GPS低功耗设计 |
| 3.5.3 SD卡低功耗设计 |
| 3.5.4 无线监控单元低功耗设计 |
| 3.5.5 以太网单元低功耗设计 |
| 3.5.6 低功耗电源管理单元设计 |
| 3.6 测试结果及分析 |
| 3.6.1 噪声水平测试 |
| 3.6.2 动态范围及信噪比 |
| 3.6.3 谐波失真水平测试 |
| 3.6.4 频率响应测试 |
| 3.6.5 功耗测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于分时索引插值截距的高精度时间同步技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 节点采集系统时间同步设计 |
| 4.2.1 采集系统的时间同步架构分析 |
| 4.2.2 高精度时间同步结构设计 |
| 4.3 采集系统时间同步精度性能分析 |
| 4.4 测试结果及分析 |
| 4.4.1 时间同步稳定性测试 |
| 4.4.2 场地同步性实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于能耗均衡的无线数据质量监控系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 节点地震仪中的无线通信技术及网络架构 |
| 5.2.1 节点地震仪中的无线通信技术 |
| 5.2.2 节点地震仪中的无线网络架构 |
| 5.3 无线传感网中的能耗均衡技术 |
| 5.4 基于GEIWSR-III的无线网络架构设计及网络模型构建 |
| 5.4.1 无线网络架构设计 |
| 5.4.2 网络模型与符号说明 |
| 5.5 能量均衡算法设计及无线数据质量监控方法 |
| 5.5.1 距离计算 |
| 5.5.2 组簇 |
| 5.5.3 多跳路由 |
| 5.5.4 无线数据质量监控与数据融合 |
| 5.6 .无线通讯网络仿真与测试 |
| 5.6.1 无线数据质量监控测试 |
| 5.6.2 分簇与路由功能测试 |
| 5.6.3 网络性能对比 |
| 5.6.4 性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 节点式地震采集系统研制及实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 轻便化节点式无线低功耗节点式采集系统研制 |
| 6.3 海量数据回收系统研制 |
| 6.3.1 地震数据量分析 |
| 6.3.2 数据回收系统设计 |
| 6.4 一致性测试实验 |
| 6.5 吉林松原探测实验 |
| 6.5.1 区域地质概况 |
| 6.5.2 场地仪器布置 |
| 6.5.3 主动源勘探结果 |
| 6.5.4 被动源勘探结果 |
| 6.6 系统技术指标对比 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 总结及展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间科研成果 |
| 致谢 |
（2）地震前兆性慢滑移事件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 地震慢滑移事件 |
| 1.2.2 地震粘滑特征信号检测 |
| 1.2.3 地震模型 |
| 1.3 论文的研究思路和技术路线 |
| 第2章 地震慢滑移信号的波形特征与典型震例 |
| 2.1 典型慢粘滑脉冲信号的表现特征 |
| 2.2 典型震例 |
| 2.2.1 张北M_s6.2地震异常扰动 |
| 2.2.2 中俄蒙交界M_s7.9地震异常扰动 |
| 2.2.3 塔吉克斯坦M_s7.4地震异常扰动 |
| 2.2.4 汶川M_s8.0地震低频脉冲异常扰动 |
| 2.2.5 汶川余震低频脉冲异常扰动 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 岩石力学实验中的摩擦实验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 摩擦的稳定性影响因素 |
| 3.2.1 温度的影响 |
| 3.2.2 孔隙水的影响 |
| 3.2.3 滑动面性质的影响 |
| 3.2.4 围压的影响 |
| 3.2.5 加载速率的影响 |
| 3.2.6 刚度的影响 |
| 3.2.7 岩石岩性的影响 |
| 3.2.8 时间尺度的影响 |
| 3.3 滑动成核的类型以及影响因素 |
| 3.3.1 滑动成核的演化特征 |
| 3.3.2 滑动成核的类型 |
| 3.3.3 影响成核类型的主要因素 |
| 3.4 摩擦实验小结 |
| 第4章 基于弹簧块体模型的断层粘滑运动特征及其影响因素 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 断层动力学模型描述 |
| 4.3 不同因素对数值模拟结果的影响 |
| 4.3.1 不同有效正应力对粘滑运动的影响 |
| 4.3.2 不同加载点速度对粘滑运动的影响 |
| 4.3.3 不同系统刚度对粘滑运动的影响 |
| 4.4 数值模拟结果分析 |
| 4.4.1 与岩石力学实验的对比 |
| 4.4.2 考虑参考摩擦系数磨损的模拟结果 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于Frenkel-Kontorova模型的断层失稳滑动 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 FK模型描述 |
| 5.3 FK模型的解 |
| 5.3.1 均匀滑动解 |
| 5.3.2 非均匀滑动解 |
| 5.4 理论和实际资料分析 |
| 5.4.1 初始应力条件对模拟结果的影响 |
| 5.4.2 应力梯度大小对模拟结果的影响 |
| 5.4.3 利用FK模型描述汶川地震主破裂过程 |
| 5.4.4 汶川地震震前疑似慢滑移信号分析 |
| 5.5 讨论 |
| 5.5.1 经验性参数A的物理意义 |
| 5.5.2 基于FK模型的断层运动特征 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 考虑非线性和频散效应的地震波传播特征 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 非线性波动方程及FCT有限差分算法 |
| 6.2.1 非线性波动方程离散化处理 |
| 6.2.2 FCT有限差分法的应用 |
| 6.2.3 FCT模拟结果 |
| 6.3 数值计算结果与分析 |
| 6.3.1 采用雷克子波震源的传播特征 |
| 6.3.2 采用孤立子震源的传播特征 |
| 6.4 讨论 |
| 6.4.1 孤立子震源的物理意义 |
| 6.4.2 岩石中弹塑性波的传播现象 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 利用深度自编码算法的地震脉冲信号检测与应用 |
| 7.1 研究背景 |
| 7.2 深度学习基本原理及测试 |
| 7.2.1 自动编码器的原理 |
| 7.2.2 Softmax分类器 |
| 7.2.3 图像识别测试 |
| 7.3 地震波形数据处理 |
| 7.3.1 地震数据来源 |
| 7.3.2 连续小波变换及不同尺度采样 |
| 7.3.3 地震数据样本标定软件设计 |
| 7.4 深度神经网络识别 |
| 7.4.1 数据样本标定 |
| 7.4.2 构建深度自编码神经网络框架 |
| 7.4.3 识别率统计 |
| 7.5 汶川地震前疑似脉冲异常时空分布特征 |
| 7.6 小结 |
| 第8章 探讨地震低频脉冲信号的形成机理—以汶川地震为例 |
| 8.1 测震数据中低频脉冲信号的有效性 |
| 8.1.1 测震数据频带外的信号是否有效? |
| 8.1.2 为什么水平分量的低频脉冲信号多? |
| 8.1.3 数据有效性还存在的问题 |
| 8.2 慢滑移运动产生脉冲信号的传播机理和空间分布特征 |
| 8.2.1 基于FK模型的慢滑移运动特征 |
| 8.2.2 基于线性/非线性弹性波方程的倾斜信号运动特征 |
| 8.2.2.1 平移运动与旋转运动 |
| 8.2.2.2 水平方向旋转分量的空间分布特征 |
| 8.3 低频脉冲信号动力学特征揭示的构造意义 |
| 8.4 小结 |
| 第9章 结论和展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 不足与工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）硅微陀螺机电结合带通Sigma-delta闭环检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外硅微机械陀螺检测方法研究现状 |
| 1.2.1 国外硅微机械陀螺检测电路研究现状 |
| 1.2.2 国内硅微机械陀螺检测电路研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 2 Sigma-delta调制器工作原理 |
| 2.1 模数转换原理 |
| 2.2 Sigma-delta调制器基本原理 |
| 2.2.1 过采样 |
| 2.2.2 噪声整形 |
| 2.2.3 一位量化输出 |
| 2.3 高阶Sigma-delta调制器 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 机电结合SDM闭环结构设计及参数获取 |
| 3.1 硅微陀螺的离散化 |
| 3.1.1 硅微陀螺检测原理 |
| 3.1.2 硅微陀螺检测模态的离散化 |
| 3.2 带通离散时间SDM设计 |
| 3.3 离散时间SDM到机电结合SDM的转换 |
| 3.4 设计方案流程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 机电结合SDM闭环检测方法的Simulink仿真 |
| 4.1 Simulink中的模块设计 |
| 4.2 Simulink仿真与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 陀螺高阶带通SDM闭环检测电路设计及实验验证 |
| 5.1 原理图设计 |
| 5.1.1 前置运放电路 |
| 5.1.2 ADC采样模块 |
| 5.1.3 一位DAC反馈环节 |
| 5.2 FPGA信号处理 |
| 5.3 实验 |
| 5.3.1 调谐 |
| 5.3.2 测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A |
（4）井—地DERT与IP联合探测接收系统关键技术及方法研究（论文提纲范文）
| 内容提要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 油田井-地探测系统国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外油田井-地探测系统的研究概况 |
| 1.2.2 国内油田井-地探测系统的研究概况 |
| 1.3 课题研究目的及意义 |
| 1.4 本文研究内容与结构安排 |
| 第2章 井-地 DERT 与 IP 联合探测原理及数值模拟计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DERT 探测方法研究 |
| 2.2.1 DERT 探测方法理论 |
| 2.2.2 DERT 数值模拟计算 |
| 2.3 IP 探测方法研究 |
| 2.3.1 IP 探测方法理论 |
| 2.3.2 IP 测量参数及测量方式 |
| 2.3.3 IP 数值模拟计算 |
| 2.4 DERT 与 IP 联合探测方法研究 |
| 2.4.1 联合探测数据融合方法研究 |
| 2.4.2 DERT 与 IP 联合数值模拟计算 |
| 2.5 DERT 与 IP 联合探测系统组成 |
| 2.5.1 多通道接收系统 |
| 2.5.2 大功率发射系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 多通道井-地联合接收系统总体设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 井-地接收系统技术指标研究 |
| 3.2.1 测量方式选择分析 |
| 3.2.2 收发同步精度分析 |
| 3.2.3 系统数据量计算 |
| 3.3 多通道接收系统总体设计 |
| 3.3.1 不极化电极设计 |
| 3.3.2 多通道接收系统硬件电路设计 |
| 3.3.3 多通道接收系统上层软件设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 大范围微弱信号检测技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多通道智能电极转换技术 |
| 4.2.1 信号传输方式设计 |
| 4.2.2 转换开关状态检测方式设计 |
| 4.2.3 智能电极转换单元设计 |
| 4.3 模拟信号调理技术 |
| 4.3.1 井-地被测信号特征分析 |
| 4.3.2 噪声干扰信号特征分析 |
| 4.3.3 信号检测电路设计 |
| 4.4 高分辨率信号采集技术 |
| 4.4.1 传统奈奎斯特模数转换器分析 |
| 4.4.2 基于过采样技术的 A/D 转换器分析 |
| 4.4.3 高分辨模数转换模块选择 |
| 4.5 测试结果及分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于 L 序列伪随机信号的相关检测技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 L 序列伪随机信号在相关检测中的应用分析 |
| 5.2.1 L 序列伪随机信号的特点及相关函数 |
| 5.2.2 L 序列伪随机信号在井-地 DERT 探测中的应用 |
| 5.3 L 序列伪随机信号参数选择分析 |
| 5.3.1 L 序列伪随机信号时钟周期选择分析 |
| 5.3.2 L 序列伪随机信号长度选择分析 |
| 5.3.3 L 序列伪随机信号重复周期数选择分析 |
| 5.4 L 序列伪随机信号抗干扰技术研究 |
| 5.4.1 缓慢漂移干扰消除技术研究 |
| 5.4.2 周期干扰消除技术研究 |
| 5.4.3 复杂干扰消除技术研究 |
| 5.4.4 非线性干扰消除技术分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 数据处理与联合参数提取方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数据处理方法研究 |
| 6.2.1 滤波及叠加去噪技术 |
| 6.2.2 漂移校正技术 |
| 6.2.3 地形校正技术 |
| 6.3 DERT 与 IP 参数提取方法 |
| 6.3.1 DERT 参数提取方法 |
| 6.3.2 时间域 IP 参数提取方法 |
| 6.4 接收系统工作状态监测方法 |
| 6.5 实验室模型实验 |
| 6.5.1 DERT 水槽实验 |
| 6.5.2 时间域 IP 水槽实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 野外对比与联合探测实验 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 油田注水及压裂井探测实验 |
| 7.2.1 油田注水探测实验 |
| 7.2.2 油田调剖探测实验 |
| 7.2.3 油田压裂探测实验 |
| 7.3 井-地 DERT 与 IP 方法联合探测实验 |
| 7.3.1 陕西富县油田压裂井探测实验 |
| 7.3.2 山西煤层气压裂井探测实验 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结 |
| 8.1 主要研究工作 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 进一步研究建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）CSAMT与IP联合探测分布式接收系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 内容提要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状及趋势 |
| 1.2.2 国内研究现状及水平 |
| 1.3 课题研究目的和意义 |
| 1.4 本文研究内容与结构安排 |
| 第2章 CSAMT 与 IP 联合探测原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CSAMT 探测原理 |
| 2.2.1 谐变偶极场源的电磁场表达式 |
| 2.2.2 电磁波传播途径分析 |
| 2.2.3 CSAMT 测量参数 |
| 2.2.4 CSAMT 观测方式 |
| 2.2.5 CSAMT 数据处理 |
| 2.2.6 CSAMT 的应用 |
| 2.3 IP 探测原理 |
| 2.3.1 激发极化效应机理 |
| 2.3.2 IP 测量参数 |
| 2.3.3 IP 观测方式 |
| 2.3.4 IP 数据处理 |
| 2.3.5 IP 的应用 |
| 2.4 CSAMT 与 IP 联合探测原理 |
| 2.4.1 联合探测数据归一化方法研究 |
| 2.4.2 联合探测野外观测方式设计 |
| 2.5 CSAMT 与 IP 联合探测系统组成 |
| 2.5.1 分布式接收系统 |
| 2.5.2 级联式发射系统 |
| 2.5.3 电磁场传感器 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 分布式接收系统总体设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 接收系统技术指标研究 |
| 3.2.1 频率范围与频点密度分析 |
| 3.2.2 信号强度仿真计算 |
| 3.2.3 收发同步精度分析 |
| 3.2.4 系统数据量计算 |
| 3.2.5 预期技术指标 |
| 3.3 接收系统总体设计 |
| 3.3.1 数据采集站设计 |
| 3.3.2 数据传输单元设计 |
| 3.3.3 主控站设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 宽频带大动态范围信号检测技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟信号调理技术 |
| 4.2.1 待测电磁场信号特征分析 |
| 4.2.2 噪声干扰信号来源分析 |
| 4.2.3 电场信号检测电路设计 |
| 4.2.4 磁场信号检测电路设计 |
| 4.2.5 模拟电路的抗干扰设计 |
| 4.3 高分辨模数转换技术 |
| 4.3.1 传统奈奎斯特模数转换器分析 |
| 4.3.2 基于过采样技术的模数转换器分析 |
| 4.3.3 高分辨模数转换器选择 |
| 4.3.4 模数转换器接口电路设计 |
| 4.4 降采样速率数据处理技术 |
| 4.4.1 无混叠抽取条件分析 |
| 4.4.2 低通滤波器的设计依据 |
| 4.4.3 级联积分梳状滤波器设计 |
| 4.5 测试结果及分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于 GPS 和恒温晶振的收发同步技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 同步时钟产生方法 |
| 5.2.1 高精度同步时钟的产生 |
| 5.2.2 校正周期与发射频率选择 |
| 5.3 收发同步协议设计 |
| 5.3.1 单频收发同步协议设计 |
| 5.3.2 扫频收发同步协议设计 |
| 5.4 收发同步单元设计 |
| 5.4.1 同步时钟产生单元设计 |
| 5.4.2 扫频收发同步软件设计 |
| 5.4.3 同步误差分析 |
| 5.5 测试结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于多频伪随机信号的频域标定技术 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 标定原理与标定波形选择 |
| 6.2.1 采集通道标定原理 |
| 6.2.2 磁场传感器标定原理 |
| 6.2.3 标定波形选择 |
| 6.3 多频标定信号源的产生 |
| 6.3.1 多频伪随机编码合成 |
| 6.3.2 双极性标定信号源产生 |
| 6.4 标定数据处理方法研究 |
| 6.4.1 相关检测的噪声抑制原理分析 |
| 6.4.2 多频伪随机信号的迭代检测流程设计 |
| 6.5 标定测试结果与分析 |
| 6.5.1 多频标定信号源测试 |
| 6.5.2 采集通道标定结果及分析 |
| 6.5.3 磁场传感器标定结果及分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 数据预处理与参数提取方法研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 数据预处理方法 |
| 7.2.1 工频及其谐波干扰去除 |
| 7.2.2 尖峰和阶跃干扰去除 |
| 7.2.3 低频趋势项去除 |
| 7.2.4 整周期采样的数字平均 |
| 7.3 CSAMT 与 IP 参数提取方法 |
| 7.3.1 CSAMT 参数提取方法 |
| 7.3.2 IP 参数提取方法 |
| 7.4 接收系统状态参数提取方法 |
| 7.5 室内模型实验验证 |
| 7.5.1 CSAMT 阻容网络实验 |
| 7.5.2 IP 水槽模型实验 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 野外对比与联合探测实验 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 CSAMT 野外对比实验 |
| 8.2.1 吉林松江河深部地下水资源勘查对比 |
| 8.2.2 国家深部探测项目钻探选区勘查对比 |
| 8.3 CSAMT 与 IP 野外联合探测实验 |
| 8.3.1 辽宁大台沟深部铁矿探测实验 |
| 8.3.2 吉林红旗岭镍矿接替资源勘查实验 |
| 8.4 本章小结 |
| 第9章 全文总结 |
| 9.1 主要研究工作 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 进一步研究建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）复杂山地自定位无缆地震仪的研究与实现（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 数字地震勘探仪器发展概况与复杂山地地震采集实践 |
| 1.2.1 数字地震勘探仪器发展概况 |
| 1.2.2 复杂山地地震采集实践 |
| 1.3 复杂山地自定位无缆地震勘探仪器的提出 |
| 1.3.1 复杂山地地区野外采集对地震勘探仪器的要求 |
| 1.3.2 当前分布式地震仪在复杂山地地区的局限 |
| 1.3.3 数字存储式独立地震仪的发展与现状 |
| 1.3.4 复杂山地自定位无缆地震仪设计思想 |
| 1.4 无缆化分布式地震仪的设计方案 |
| 1.4.1 技术指标 |
| 1.4.2 总体方案 |
| 1.4.3 本文的主要研究内容 |
| 1.5 本文的组织结构 |
| 第2章 基于嵌入式 Linux 的硬件平台构建 |
| 2.1 主控系统硬件结构和低功耗设计 |
| 2.1.1 硬件低功耗设计原则 |
| 2.1.2 主控系统硬件结构设计 |
| 2.2 Linux 向 ARM 平台的移植 |
| 2.2.1 嵌入式 Linux 操作系统概述 |
| 2.2.2 Linux 内核移植 |
| 2.2.3 嵌入式 Linux 系统驱动程序设计 |
| 2.2.3.1 Linux 驱动程序设计原理 |
| 2.2.3.2 基于 AT91RM9200 的 Linux 驱动程序设计 |
| 2.2.4 文件系统构建 |
| 2.3 U-boot 及其在控制板上的移植 |
| 2.3.1 U-Boot 及其特点 |
| 2.3.2 U-Boot 源代码目录结构 |
| 2.3.3 U-Boot 移植过程 |
| 2.3.4 U-Boot 在系统控制板上的移植 |
| 2.4 系统供电方案和软件低功耗优化设计 |
| 2.4.1 供电方案设计 |
| 2.4.2 系统功耗管理和软件优化设计 |
| 2.4.3 功耗测试 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 复杂山地无缆地震仪的低噪声采集技术研究 |
| 3.1 金属矿勘探地震信号特征 |
| 3.2 金属矿地震数据采集系统研究 |
| 3.2.1 数据采集系统的低噪声设计 |
| 3.2.1.1 外界环境干扰的抑制 |
| 3.2.1.2 低噪声高灵敏度模拟通道的设计 |
| 3.2.1.3 模拟通道噪声分析 |
| 3.2.2 四通道24 位地震数据采集板及其驱动设计 |
| 3.2.2.1 硬件框图 |
| 3.2.2.2 FPGA 接口电路设计 |
| 3.2.2.3 FPGA 驱动程序设计 |
| 3.3 地震数据采集海量存储技术研究 |
| 3.3.1 硬件存储电路设计 |
| 3.3.2 IDE 模式CF 卡驱动程序设计 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于 GPS 定位技术的全网同步采样技术研究 |
| 4.1 GPS 定位技术测时原理 |
| 4.1.1 GPS 系统介绍 |
| 4.1.2 GPS 坐标系统和时间标准 |
| 4.1.3 GPS 卫星信号 |
| 4.1.4 测时原理 |
| 4.1.5 误差及提高定位精度的技术 |
| 4.2 无缆遥测地震仪采集站全网同步技术研究 |
| 4.2.1 地震采集站站内同步原理 |
| 4.2.2 基于 GPS 定位技术的全网同步采样机制 |
| 4.2.3 高精度RTC 同步时标 |
| 4.2.4 同步误差分析及测试 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 基于 GPS 技术的采集站高精度自定位技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 GPS 静态相对定位原理 |
| 5.2.1 载波相位测量原理 |
| 5.2.2 载波相位观测方程的差分原理 |
| 5.2.3 GPS 基线向量网平差 |
| 5.3 地震采集站GPS 观测数据的接收和记录 |
| 5.3.1 接收机功能和数据 I/O 协议 |
| 5.3.2 GPS 观测数据的记录 |
| 5.4 GPS 测量数据处理 |
| 5.4.1 基线处理 |
| 5.4.2 GPS 基线向量网网平差处理 |
| 5.4.3 基于 Caravel Net 的地震采集站 D 级 GPS 观测网测量 |
| 5.4.4 无缆采集站对地震观测系统的支持 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 仪器系统组装测试及试验 |
| 6.1 仪器系统组装与室内测试 |
| 6.1.1 仪器外壳及地震数字电缆设计 |
| 6.1.2 室内测试 |
| 6.2 实地实验 |
| 6.2.1 锤击震源实验结果 |
| 6.2.2 GPS 静态定位测量结果 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 本文的主要工作和创新点 |
| 7.2 进一步工作方向 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 控制板主要电路单元原理图 |
| B 采集版主要电路原理图 |
| C GPS 二进制消息数据格式 |
| 攻博期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
（7）被动源电磁数据采集系统的设计与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外电磁法仪器研究现状 |
| 1.3 相关技术发展 |
| 1.3.1 DSP技术发展 |
| 1.3.2 嵌入式技术发展 |
| 1.4 课题主要研究工作 |
| 第二章 系统硬件总体方案研究与设计 |
| 2.1 电磁法测深基本原理 |
| 2.2 大地电磁场的场源和信号特征 |
| 2.3 硬件总体方案研究 |
| 2.4 模拟信号采集通道设计 |
| 2.4.1 前置低噪声放大电路 |
| 2.4.2 滤波电路 |
| 2.4.3 程控放大电路 |
| 2.4.4 △-∑A/D转换电路 |
| 2.5 FPGA及配置电路 |
| 2.6 DSP芯片及时钟复位电路 |
| 2.6.1 DSP56309芯片 |
| 2.6.2 增强同步串口ESSI |
| 2.6.3 时钟与复位电路设计 |
| 2.7 ARM核心电路及外围接口 |
| 2.7.1 AT91RM9200 |
| 2.7.2 FLASH存储器 |
| 2.7.3 SDRAM存储器 |
| 2.7.4 同步串口SSC |
| 2.7.5 以太网接口电路 |
| 2.7.6 串行接口 |
| 2.8 功能辅助模块硬件设计 |
| 2.8.1 GPS授时电路 |
| 2.8.2 电源变换电路 |
| 第三章 多抽样率信号处理实现方法研究 |
| 3.1 多抽样率数字信号处理 |
| 3.1.1 整数倍抽取 |
| 3.1.2 整数倍内插 |
| 3.2 多采样率系统网络结构研究 |
| 3.2.1 直接式FIR结构 |
| 3.2.2 多相式FIR结构 |
| 3.3 多级抽取滤波实现研究 |
| 3.3.1 积分梳状滤波器 |
| 3.3.2 半带滤波器 |
| 3.4 系统抽取滤波实现方案 |
| 第四章 系统软件设计与联机测试 |
| 4.1 FPGA模块功能实现 |
| 4.1.1 调制时钟模块 |
| 4.1.2 帧同步信号模块 |
| 4.1.3 串行数据模块 |
| 4.2 DSP模块功能实现 |
| 4.2.1 软件开发环境 |
| 4.2.2 5阶8抽1梳状滤波器设计 |
| 4.2.3 6阶2抽1梳状滤波器设计 |
| 4.2.4 5阶5抽1梳状滤波器设计 |
| 4.2.5 4抽1FIR1抽取滤波器设计 |
| 4.2.6 2抽1FIR2抽取滤波器设计 |
| 4.3 ARM控制模块功能实现 |
| 4.3.1 系统监控程序设计 |
| 4.3.2 采集监控进程 |
| 4.3.3 数据采集进程 |
| 4.3.4 GPS授时进程 |
| 4.4 PC端监控程序 |
| 4.5 系统联机测试 |
| 4.5.1 采集通道测试 |
| 4.5.2 短路输入噪音测试 |
| 第五章 结束语 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一 电路原理图 |
| 附录二 PCB版图 |
| 附录三 部分程序源代码 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
（8）一种高精度地震勘探数据采集系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 系统硬件设计 |
| 3 系统主程序设计 |
| 4 系统测试 |
（9）超长周期地电信号采集电路的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究现状 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 研究内容 |
| 2 超长周期大地电磁信号的AD 转换技术 |
| 2.1 AD 转换芯片 |
| 2.1.1 低功耗、多通道 |
| 2.1.2 低采样率、高精度 |
| 2.1.3 数字滤波功能 |
| 2.2 单片机atmega128 控制下的AD |
| 2.2.1 AD 套片内部连接 |
| 2.2.2 CS5376A 与 atmega128 的连接 |
| 2.2.3 单片机atmega128 简介 |
| 3 硬件电路设计 |
| 3.1 硬件设计内容及方法 |
| 3.2 电源电路 |
| 3.2.1 线性电源和开关电源 |
| 3.3.2 数字工作电压 |
| 3.3.3 模拟工作电压 |
| 3.3.4 实际PCB 板图 |
| 3.3 模拟电路 |
| 3.3.1 结构与功能 |
| 3.3.2 主放大电路 |
| 3.3.3 实际PCB 板图 |
| 3.4 数字电路 |
| 3.4.1 结构与功能 |
| 3.4.2 GPS 模块电路 |
| 3.4.3 USB 接口电路 |
| 3.4.4 I~2C 总线扩展电路 |
| 3.4.5 实际PCB 板图 |
| 3.5 硬件设计中的相关原则 |
| 3.5.1 电路板的物理特性设计 |
| 3.5.2 电路板的电气特性设计 |
| 4 CS5376A 的内部程序设计 |
| 4.1 SP11 接口 |
| 4.2 SD 接口 |
| 5 传输线理论 |
| 5.1 集肤效应 |
| 5.2 差模干扰 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）海陆联合大跨度多点位海底大地电磁同步数据采集（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 海底大地电磁同步数据采集的海上作业过程 |
| 3 带远参考海底大地电磁测量的关键技术 |
| 3.1 高精度海底应急时钟源 |
| 3.2 海底数据采集器的姿态监测 |
| 3.3 海底大地电磁数据采集 |
| 3.4 超低频信号的抗混叠抽样 |
| 4 海洋试验 |
| 5 结论 |
四、四阶Δ-Σ过抽样电路原理及其在微弱地学信号检测中的应用（论文参考文献）
- [1]无线低功耗节点式地震采集系统关键技术研究[D]. 田入运. 吉林大学, 2021(01)
- [2]地震前兆性慢滑移事件研究[D]. 周聪. 中国地震局地质研究所, 2021
- [3]硅微陀螺机电结合带通Sigma-delta闭环检测方法研究[D]. 祝云峰. 南京理工大学, 2017(07)
- [4]井—地DERT与IP联合探测接收系统关键技术及方法研究[D]. 贾正森. 吉林大学, 2015(08)
- [5]CSAMT与IP联合探测分布式接收系统关键技术研究[D]. 张文秀. 吉林大学, 2012(03)
- [6]复杂山地自定位无缆地震仪的研究与实现[D]. 杨泓渊. 吉林大学, 2009(08)
- [7]被动源电磁数据采集系统的设计与开发[D]. 孙娴. 中南大学, 2008(01)
- [8]一种高精度地震勘探数据采集系统的设计与实现[J]. 孙娴,罗桂娥. 计算机测量与控制, 2008(06)
- [9]超长周期地电信号采集电路的设计与实现[D]. 屈栓柱. 中国地质大学（北京）, 2008(08)
- [10]海陆联合大跨度多点位海底大地电磁同步数据采集[J]. 邓明,刘方兰,张启升,陈凯. 科技导报, 2006(10)