D08HR-2數(shù)據(jù)采集器技術(shù)說明書

1、PAGE PAGE 45DHR_2電法勘探數(shù)據(jù)采集器技術(shù)說明書DHR_2電法法勘探數(shù)數(shù)據(jù)采集集器技術(shù)說明明書研制者陸陸煥文 20005年9月3目(一). 電法法勘探數(shù)數(shù)據(jù)采集集器外形形照片(二). 儀器器的用途途本儀器是是一臺便便攜式高高速高靈靈敏度的的模擬量量數(shù)據(jù)采采集器. 它可可以單獨(dú)獨(dú)使用, 也可可以在RRS4885二總總線通信信綱絡(luò)中中作為主主機(jī)和從從機(jī)使用用.作為單機(jī)機(jī)使用時(shí)時(shí), 它可可以作模模擬電壓壓波形放放大, 自動(dòng)動(dòng)零點(diǎn)補(bǔ)補(bǔ)償, 自動(dòng)動(dòng)放大增增益控制制, 模擬擬量無源源和有源源濾波, 模/數(shù)轉(zhuǎn)換換, 數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ), 數(shù)字字信號實(shí)實(shí)時(shí)處理理, 作數(shù)數(shù)字濾波波器,DDFT離離散富里里

2、葉變換換進(jìn)行頻頻譜分拆拆得到被被采集信信號的振振幅和相相位. 儀器器內(nèi)裝現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)據(jù)庫, 可以以對現(xiàn)傷傷采集到到的原始始記錄存存檔, 存檔檔后的數(shù)數(shù)據(jù)永久久保存(儀器斷斷電也不不會(huì)消失失), 數(shù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)內(nèi)數(shù)據(jù)可可以隨時(shí)時(shí)查詢顯顯示(可以以以數(shù)據(jù)表表格方式式顯示, 也可可以以圖圖形曲線線方式顯顯示). 通過過機(jī)上的的RS2232串串行通信信接口把把數(shù)據(jù)庫庫的全部部記錄發(fā)發(fā)送到PPC系統(tǒng)統(tǒng)機(jī), 在PCC機(jī)方用用VC+偏寫的的數(shù)據(jù)采采集應(yīng)用用工程軟軟件對接接收到的的數(shù)據(jù)采采集器的的數(shù)據(jù)庫庫全部數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行行整理存存檔(存入硬硬磁盤內(nèi)內(nèi)).PPC機(jī)內(nèi)內(nèi)的數(shù)據(jù)據(jù)也可以以與通用用的數(shù)據(jù)據(jù)庫軟件件Miccro

3、ssoftt offficce AAcceess 關(guān)聯(lián). 將數(shù)數(shù)據(jù)采集集器的記記錄存放放到通用用數(shù)據(jù)庫庫中.儀器應(yīng)用用領(lǐng)域:(1). 地質(zhì)質(zhì)物理勘勘探.高密度直直流大地地電阻率率法勘探探: 用於於尋找地地下水, 工程程地質(zhì)勘勘探中地地層剖面面結(jié)構(gòu)勘勘察(鐵路, 公路路路基勘勘察).高密度時(shí)時(shí)間域和和頻率域域激發(fā)極極化法電電法勘探探: 用於於尋找有有色金屬屬礦(銅礦, 鉛鋅鋅礦等), 尋尋找地下下水.可控源磁磁大地電電流法CCSMTT: 在在該方法法中作野野外從機(jī)機(jī)使用;采集磁磁探頭上上來的大大地電流流和來自自不極化化電極上上來的電電壓信號號.(2). 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室測試試儀.自動(dòng)量程程控制的的數(shù)字電

4、電壓表.瞬態(tài)波形形采集器器與波形形顯示器器.頻率和周周期測量量儀.振動(dòng)信號號和聲音音信號采采集, 頻譜譜分拆, 幅值值和相位位的波德德圖顯示示.( 可可用作機(jī)機(jī)械振動(dòng)動(dòng)測量和和監(jiān)控, 音晌晌器件喇喇叭和蜂蜂鳴器質(zhì)質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn))(三). 儀器器的主要要技術(shù)指指標(biāo).(1). 儀器器的量程程:+ -100微伏到到 + - 550000 毫伏伏.(2). 儀器器的最高高分辨率率: 110 微微伏.(3). 儀器器的精確確度: 1/110000.(4). 儀器器的工作作壞境: 野外外條件, 氣溫溫在零下下10攝氏氏度到440攝氏氏度. 空氣氣濕度低低於800%相對對濕度. 能經(jīng)經(jīng)受長途途運(yùn)輸和和野外使使用

5、中的的振動(dòng).(5). 儀器器用RSS4855串行二二總線通通信最大大距離為為10000米, 從機(jī)機(jī)可尋地地址的數(shù)數(shù)量為1128臺臺, 基本本通信從從機(jī)臺數(shù)數(shù)為322臺, 超過過32臺時(shí)時(shí)要添加加中繼器器.(6). 儀器器的重量量和體積積: 約0.5公斤斤,200厘米*112厘米米*111厘米.(7). 儀器器的備電電使用指指標(biāo): 儀器器內(nèi)裝可可充電的的5號鎳氫氫電池114節(jié), 串聯(lián)聯(lián)使用, 總電電壓177伏, 儀正正常工作作電流約約1200毫安, 在充充足電池池容量(12000MAA/H) 后可可速續(xù)工工作8小時(shí). 當(dāng)電電池用到到輸出電電壓降到到15伏時(shí)時(shí), 要進(jìn)進(jìn)行充電電, 要使使用儀器器配

6、套提提供的充充電器連連續(xù)充電電8小時(shí). 超過過8小時(shí)后后充電器器會(huì)自動(dòng)動(dòng)停止充充電. 儀器器在使用用時(shí)也可可補(bǔ)充電電, 但是是儀器測測量指標(biāo)標(biāo)會(huì)降低低, 這是是50HHZ工業(yè)業(yè)電干擾擾信號會(huì)會(huì)進(jìn)入電電池影響響高靈度度放大器器的工作作狀態(tài)造造成的, 所以以提倡儀儀器工作作時(shí)不要要充電.(四). 儀器器硬件電電路和軟軟件編制制說明.儀器硬件件方框圖圖Vin零點(diǎn)偏移與輸入的直流偏移電壓(自然電位) 補(bǔ)償器無源50HZ陷波器緩沖放大器(增益=1, 同相放大器)位控輸出總線GND可控增益放大器增益可變范圍 1,2,4,8,16有源低通濾波器DC_10KHZ可控增益放大器增益可變范圍 1,2,4,8,16

7、高8位字節(jié)緩沖輸入接口(A/D的高4位數(shù)據(jù)偏移碼在低4位, 高4位=0000)微控制器CPU板W77E58 CPU32KBYTERAM 62256128KBYTEFLASH MEMORYAM29F010B實(shí)時(shí)鐘DS12C88764KBYTE EPROM27C512模數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX120分辨率12BIT采速率 500KHZ(2微秒)A/D的低8位緩沖輸入接口VCC+5VGND0VDC/DC變換器DC/DC變換器RS485通信口RS232通信口+8.5v輕觸鍵盤5*4健1,2,3,4,5,6,7,8,9,0+,-,”.”UP,ESC,RSTLEFT,RHIT,DONW,ENT點(diǎn)陣式液晶顯示器LG1

8、28642128*64點(diǎn)陣圖形顯示0v鎳氫電池14節(jié)5號1200mah-8.5v無源500HZ陷波波器電路路說明.參考下圖圖.示波器50HZ信號發(fā)生器圖中R229(110K) 和結(jié)結(jié)型場效效應(yīng)晶體體管J22和J3(3DJJ6F) 組成成了輸入入信號幅幅度超過過最大允允許電壓壓時(shí)對本本儀器的的輸入放放大器保保護(hù), 它把把輸入信信號限幅幅到+88.5VV到-8.5V之之間. 場效效應(yīng)晶體體管在此此作反向向漏電流流極小的的高頻二二極管使使用, 在輸輸入信號號在正常常范圍時(shí)時(shí)J2,J3不不會(huì)產(chǎn)生生反向漏漏電流而而改變輸輸入信號號的幅度度.( 在在要求不不高時(shí)也也可用快快速二極極管代替替).從R300_

9、R333和C111_C224和P2_P3電電位器組組成了一一個(gè)雙TT電橋, 它可可以將輸輸入信號號中的550HZZ工業(yè)電電干擾澡澡聲波陷陷掉. 在調(diào)調(diào)整好后后可以使使50HHZ波衰衰減到原原來的11/1000. 具體調(diào)調(diào)整是調(diào)調(diào)節(jié)P22和P3兩個(gè)個(gè)電位器器. 讓儀儀器輸入入50HHZ正弦弦波信號號它的幅幅值是110000mv, 用示示波器測測量運(yùn)算算放大器器的輸出出, 使用用示波器器的高靈靈敏度檔檔測量波波形, 反復(fù)復(fù)調(diào)節(jié)PP2和P3電位位器使得得示波器器上觀察察到的波波形幅度度小於110mvv.3. 自自動(dòng)調(diào)零零和輸入入自然電電位補(bǔ)償償器電路路工作原原理與程程序設(shè)計(jì)計(jì).參看上圖圖說明電電路工

10、作作原理。圖IC99:X993122WP是是一片數(shù)數(shù)字電位位器,VVH到VL腳之之間的電電阻是110KRR,VWW腳是電電位器的的中間滑滑動(dòng)端. 總共共可滑動(dòng)動(dòng)1000步. 可向向上和向向下滑動(dòng)動(dòng), 方向向由來自自單片機(jī)機(jī)的位輸輸出口OOX1_6控制制, 當(dāng)OX1_6=”11”(55V) 可以使使VW向上上滑動(dòng).OX11_6=”0” 時(shí)可以向下滑動(dòng). 具體滑動(dòng)一步要用OX1_7輸出一個(gè)負(fù)脈沖(即”1”,”0”,”1”). 當(dāng)VW中間滑動(dòng)端向上或向下滑動(dòng)到端點(diǎn)時(shí)(即VH,VL), 再給負(fù)脈沖就不再滑動(dòng). 跟據(jù)以上所述, 要想使VW滑到端點(diǎn)只要用OX1_7發(fā)出100個(gè)負(fù)脈沖,不管原來來VW在什什么

11、位置置. 到了了端點(diǎn)后后就可以以用OXX1_77發(fā)出N個(gè)脈沖沖就使VVW到達(dá)達(dá)要求位位置N.電路ICC5(OOP_007) 是輸入入緩沖放放大器, 它的的增益=1,IIC0115(OOP_007) 是執(zhí)行行零點(diǎn)和和自電補(bǔ)補(bǔ)償?shù)臏p減法器. 相減減點(diǎn)是運(yùn)運(yùn)放的”+” 輸輸入腳, 減法法器的輸輸出端是是運(yùn)放的的6腳, 運(yùn)放放的增益益是-11. 當(dāng)當(dāng)要求在在輸入信信號中減減去直流流分量SSPmvv時(shí), 只要要在運(yùn)放放IC0015:3腳提提供SPP/2mmv的補(bǔ)補(bǔ)償電壓壓. 這時(shí)時(shí)運(yùn)放就就會(huì)輸出出0v.補(bǔ)償電壓壓SP/2是由由數(shù)字電電位器和和一些電電阻提供供的, 通過過調(diào)節(jié)PP1和P2電位位器, 使VS

12、SP電位位跟隨數(shù)數(shù)字電位位器的VVW滑動(dòng)動(dòng)點(diǎn)向下下滑動(dòng)而而變化. 最后后達(dá)到SSP在-1000mvv到+1000mvv范圍內(nèi)內(nèi)可補(bǔ)償償.具體調(diào)試試步驟如如下:使信號發(fā)發(fā)生器輸輸出0mmv, 用儀器器(syysteem ttestt) 系系統(tǒng)自檢檢軟件操操作使數(shù)數(shù)字電位位器向下下滑1000步到到達(dá)端點(diǎn)點(diǎn)VL, 這時(shí)時(shí)可用數(shù)數(shù)字電在在表測VVW腳, 應(yīng)該該=0mmv.用儀器(sysstemm teest) 系統(tǒng)統(tǒng)自檢軟軟件操作作使數(shù)字字電位器器向上滑滑50步.調(diào)節(jié)P22電位器器, 用數(shù)數(shù)字電壓壓表測運(yùn)運(yùn)放ICC0155的6腳, 使它它 = 0mvv.用儀器(sysstemm teest) 系統(tǒng)統(tǒng)自

13、檢軟軟件操作作使數(shù)字字電位器器向下滑滑1000步.調(diào)節(jié)P11電位器器, 用數(shù)數(shù)字電壓壓表測運(yùn)運(yùn)放ICC0155的6腳, 使它它+1000mvv.用儀器(sysstemm teest) 系統(tǒng)統(tǒng)自檢軟軟件操作作使數(shù)字字電位器器向上滑滑1000步.用數(shù)字電電壓表測測運(yùn)放IIC0115的6腳, 它應(yīng)應(yīng)該 = -1100mmv.再重復(fù)一一次以上上各步驟驟.6儀器器的電源源電路原原理與調(diào)調(diào)試。(7)RRS4885串行行二總線線多機(jī)通通訊硬件件與軟件件說明.本儀器是是一套野野外局域域計(jì)算機(jī)機(jī)綱絡(luò)中中的一個(gè)個(gè)從機(jī).它可以以成為332臺從從機(jī)中的的某一號號從機(jī).從機(jī)的的偏號可可用本機(jī)機(jī)的參數(shù)數(shù)設(shè)置中中設(shè)本機(jī)機(jī)地

14、址操操作完成成.設(shè)置置的地址址范圍是是1_332.地地址一旦旦設(shè)定,本儀器器中的串串行EEEPROOM(224LCC65)中就保保存好這這個(gè)地址址,儀器器停電也也不會(huì)消消失.要要想改變變必須重重新設(shè)置置.本套儀器器的主機(jī)機(jī)是D003T電電法勘探探發(fā)送機(jī)機(jī).一臺臺主機(jī)可可以用11根RSS4855總線與與多達(dá)332臺從從機(jī)連接接.主機(jī)機(jī)可與任任意1臺臺從機(jī)進(jìn)進(jìn)行半雙雙工通(一臺機(jī)機(jī)同時(shí)只只能處在在發(fā)送或或接收兩兩種狀態(tài)態(tài)之一).RSS4855二總線線是差動(dòng)動(dòng)輸出或或輸入雙雙向接口口.輸入入/輸出出線有三三根線:RA,RB,GNDD.這三三根線用用9蕊DD型扦座座在儀器器面板上上引出.對應(yīng)關(guān)關(guān)系是:

15、1腳是是RA,4腳是是RB,5腳是是GNDD.*上圖是是D055R數(shù)據(jù)據(jù)采集器器中隔離離的RSS4855串行通通訊接口口電路.IC1是是單片機(jī)機(jī)W777E588,它有有兩個(gè)串串行接口口SBUUF和SSBUFF1,本本儀器中中用SBBUF11作為RRS4885通訊訊接口.RXDD1(PP1.22)TXXD1(P1.3)串串行輸入入和輸出出線經(jīng)過過6N1137高高速光電電耦合器器隔離后后連接到到RS4485接接口蕊片片MAXX4877E的11腳和44腳.RRS4885的方方向控制制是由WW77EE58的的P1.6控制制的.PP1.66=0:RS4485處處於接收收狀態(tài),P1.6=11:RSS485

16、5處於發(fā)發(fā)送狀態(tài)態(tài).本電路的的隔離電電源是由由DC/DC變變換器電電路提供供,SGG35225 PPWM芯芯片把+8V_-8VV電源逆逆變成220KHHZ的方方波.再再用高壓壓隔離高高頻變壓壓器輸出出7V左左右的方方波,再再由全波波整流電電路輸出出7V左左右的直直流電壓壓.再經(jīng)經(jīng)7500L055低壓降降穩(wěn)壓片片穩(wěn)成55V的浮浮空隔離離電源.提供RRS4885接口口蕊片MMAX4487EE和光電電耦合器器6N1137使使用.*離散富富里葉變變換(DDFT)在地質(zhì)質(zhì)儀器中中應(yīng)用 對于于大地系系統(tǒng)的分分析，電電法勘探探中主要要是用電電流作為為輸入信信號，電電壓作為為輸出信信號，大大地是信信號傳遞遞系

17、統(tǒng)，如如下圖所所示：Vt發(fā)送機(jī)輸出電流時(shí)域信號方波I (t)頻域信號I (f)接收機(jī)獲得信號時(shí)域，準(zhǔn)方波大地系統(tǒng)時(shí)域脈沖響應(yīng)函數(shù) h (t)頻域傳遞函數(shù)H (f)I IfVf ffo fffo f 圖圖（1） 上圖圖中的It是是時(shí)域電電流的波波形，If是頻域域中電流流的頻譜譜。Vt是是時(shí)域的的電壓波波形，Vf是頻域域中電壓壓的頻譜譜。 以上上時(shí)域信信號都是是可以測測量獲得得的，測測量的辦辦法時(shí)對對電流和和電壓的的波形進(jìn)進(jìn)行采樣樣和模數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換（AA/D），如如下圖所所示：(I) tt hh (KK0) hh (KK10223)(V) tt K00 KK10223t T N 圖圖（2） 在電電法勘

18、探探中使用用的波形形是連續(xù)續(xù)的周期期性的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)波形形。這是是為了用用頻率域域分析信信號的要要求，要要求周期期性是為為了用計(jì)計(jì)算機(jī)使使用的離離散采樣樣信號來來分析物物理的連連續(xù)信號號，用傅傅立葉級級數(shù)計(jì)算算來代替替無窮時(shí)時(shí)間的連連續(xù)積分分。 對于于時(shí)間域域的信號號It輸輸入到大大地的系系統(tǒng)，經(jīng)經(jīng)過大地地系統(tǒng)的的作用輸輸出的時(shí)時(shí)間域信信號Vt。Vt與與It之之間的關(guān)關(guān)系是：Vt = It（卷卷積）hh(t) (1)這是一個(gè)個(gè)積分方方程，很很難用計(jì)計(jì)算機(jī)計(jì)計(jì)算處理理。 而在在頻率域域中Vf和If的關(guān)系系是一個(gè)個(gè)簡單的的代數(shù)式式：Vf = If * H（f） （22） 我們們的目的的是要求求得大地地傳

19、遞函函數(shù)H（f），即即大地的的電阻率率頻譜函函數(shù)，這這里的HH（f）傳傳遞函數(shù)數(shù)是一個(gè)個(gè)復(fù)數(shù)，它它可以寫寫成用振振幅 | H（f）| 和相相位R 表示示的e指數(shù)形形式： j*R H (ff) = | H（f）| * e （33） 上上式中jj是虛部部-1 利用用公式（22）和（33）可得得到下式式：j*VVVf |Vf | *ee |Vf | jj*(V -I ) H (f) = = = * e (4)j*IIIf |If | *ee |If |上式中 |Vf | 是輸輸入電壓壓的頻譜譜幅值，V是輸入入電壓的的相位 |IIf |是輸入入電流的的頻譜幅幅值，I是輸入入電壓的的相位利用公式式（3）

20、和和公式（44）可得得到下式式：j*RR |Vf | j*(V -I ) | HH（f）| * e = * e （55） |IIf |根據(jù)（55）式我我們可得得到大地地系統(tǒng)的的復(fù)電阻阻幅值：|Vff | | H（f）| = （66） |IIf |大地系統(tǒng)統(tǒng)的相位位：R =V I （77）到此我們們意義竟竟清楚地地看出，在在頻率域域中求大大地系統(tǒng)統(tǒng)的復(fù)電電阻的幅幅值和相相位用到到的計(jì)算算方式都都是簡單單的代數(shù)數(shù)方法，計(jì)計(jì)算機(jī)很很容易計(jì)計(jì)算處理理。但問問題的關(guān)關(guān)鍵是我我們?nèi)绾魏吻蟪鰘Vf |，V，|If |，I這些量量。這正正是我們們要在下下文中討討論的DDFT離離散傅立立葉變換換算法。用高速速A

21、/DD對電流流和電壓壓的時(shí)域域信號進(jìn)進(jìn)行一個(gè)個(gè)完整周周期的采采樣，然然后分別別對兩個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)序序列進(jìn)行行離散傅傅立葉變變換，就就能用加加法和乘乘法來算算出|Vf |，V，|If |，I 為了說說明離散散的傅立立葉變換換，我們們先要從從速讀的的傅立葉葉變換說說起，傅傅立葉積積分定義義為： -jj2ftH（f）= h(t) * e dt (8) -上式中HH（f）是是頻率域域內(nèi)的頻頻譜函數(shù)數(shù)h(t)是時(shí)間間域內(nèi)的的時(shí)間波波形信號號函數(shù)因?yàn)?-jj2fte = ccos(2ft)- jjsinn(2ft) (9)用（8）式式和（99）式可可得到以以三角函函數(shù)表達(dá)達(dá)的傅立立葉變換換式：H（f）= h(t

22、) * ccos(2ft)- jjsinn(2ft) ddt （100） - 對于于周期性性的時(shí)域域信號hh(t)可以用用下面傅傅立葉級級數(shù)形式式來代替替上式：N-1 H（f n）= h(k) * coos(22f n* k)- jssin(2f n* k)K=0N-1 N-11= hh(k) * coss(2f n* k)- j *sinn(2f n* k)K=0 K=00= Aff n j* B ff n (111) 上式式中Af n是頻頻譜函數(shù)數(shù)H（f n）的的f nn諧波分分量的實(shí)實(shí)數(shù)部分分系數(shù)B f n是頻頻譜函數(shù)數(shù)H（f n）的的f nn諧波分分量的虛虛數(shù)部分分系數(shù) 如果果f nn

23、是基波波，則ff 0=11，上式式變得更更加簡單單。我們們在地質(zhì)質(zhì)儀器中中為了提提高精度度只對方方波的基基波進(jìn)行行傅立葉葉變換，實(shí)實(shí)踐證明明對基波波采10024個(gè)個(gè)樣，AA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換分辨辨達(dá)到112biit時(shí)，可可以得到到幅度和和相位分分辨率00.1%，相位位精度在在2個(gè)毫毫弧度左左右。 我們們得到對對方波信信號的基基波離散散傅立葉葉變換的的公式如如下：10233 222H（f00）= h(k) * coss( * k)- jj * h(k)sinn( * k) （112）K=0 10024 110244 參看看圖（22）上式式中，hh(k)是波形形中第KK個(gè)采樣樣點(diǎn)的AA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換得的的數(shù)據(jù)

24、，它它是一個(gè)個(gè)二字節(jié)節(jié)2的整數(shù)，讓讓 =，上式式變?yōu)椋?11024410233 H（f00）= h(k) * coss(* k)- jj * h(k)sinn(* k)K=0 =AA f0 j* B f0 （113）上式中的的 10223 A f00 = h(k) *coss(* k) （114）K=0 10233 B f00 = h(k) * sinn(* k) （115）K=0 A f00是頻譜譜函數(shù)的的實(shí)部，B f0是頻譜函數(shù)的虛部 用e指指數(shù)形式式，（113）式式可寫成成B f00 jjarcctg 22 2 AA f0H（f00）= （A f0） + （BB f0） * ee j*f

25、0 = | H（f0）| * ee (166) 2 22 上式中 |H（f0）|= （A f0） + （BB f0） （117） 它是基基波f00的幅值值B f00f0 = aarcttgA f00 這是是基波ff0 的相相位。注注意這個(gè)個(gè)相位是是隨機(jī)的的，但是是對電流流I波形形和電壓壓V波形形進(jìn)行同同步采樣樣，用傅傅立葉變變換求出出的I電流相相位）和和V（電壓壓相位），雖雖然它們們都是隨隨機(jī)的，隨隨機(jī)的值值取決與與開始采采樣的那那時(shí)刻，但但VI = 電壓壓對電流流的相移移是固固定的，它它是由大大地系統(tǒng)統(tǒng)的傳遞遞函數(shù)決決定的。它就是是我們要要測量的的物理參參數(shù)，它它就是復(fù)復(fù)電阻率率的相位位。綜

26、上所述述，要用用傅立葉葉變換對對大地系系統(tǒng)測量量頻譜特特性的方方法步驟驟如下： 1：讓發(fā)送送機(jī)想地地下供電電，發(fā)送送機(jī)輸出出的電流流波形是是方波，頻頻率是精精確的（11/100萬 精精確度），電電流的幅幅度不要要求很精精確（55%精確確度），用用接收機(jī)機(jī)中A/D轉(zhuǎn)換換器對方方波采樣樣10224個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)，AA/D的的分辨率率為122bitt。為了了使放大大器部分分與發(fā)送送機(jī)部分分的輸出出端上的的高壓隔隔離，需需要一個(gè)個(gè)隔離電電壓在225000V以上上，頻率率響應(yīng)在在1000KHZZ以上的的隔離放放大器。發(fā)送機(jī)機(jī)的電流流值用00.1的精密密電阻（自自制的錳錳銅絲電電阻）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電電壓值送送給隔離離

27、變壓器器，隔離離放大器器輸出的的電壓與與發(fā)送機(jī)機(jī)輸出端端高壓隔隔離，剩剩下的只只是I*0.11的電壓壓VI值。這這個(gè)電壓壓就是發(fā)發(fā)送機(jī)輸輸出的電電流波形形，如下下圖所示示：高壓隔離變壓器放大器A/D發(fā)送機(jī) A微處理器 B 接收機(jī)機(jī) 2:接收機(jī)機(jī)對發(fā)送送機(jī)輸出出電流波波形采樣樣的同時(shí)時(shí),同步步地對來來自大地地某測點(diǎn)點(diǎn)的V波形形進(jìn)行采采樣10024個(gè)個(gè)點(diǎn).AA/D的的分辨率率是122bitt,為了了提高測測量精度度對來自自大地MM,N接接收電極極上的信信號要進(jìn)進(jìn)行放大大,放大大到A/D能接接收的最最高電壓壓的一半半以上.放大器器的放大大倍數(shù)是是可以用用計(jì)算機(jī)機(jī)程序控控制的(11100),這樣樣就形

28、成成了一個(gè)個(gè)浮點(diǎn)AA/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器,它的分分辨率是是12bbit (1/40996),而電壓壓測量的的范圍是是滿度滿度值: + 500mV + 5VV最高分辨辨率: 500 mVV /220488 = 24.4 25V 對于野野外信號號有255V的分分辨率是是足夠了了,再高高會(huì)被電電極的極極差漂移移,電線線上的干干擾,放放大器的的噪聲淹淹沒.3:分別別用離散散傅立葉葉變換酸酸楚電流流波形的的頻譜幅幅值和相相位得到到: jII(ff0)= |I(f0)| * ee jVV(ff0)= |V(f0)| * ee 4:把電壓壓的幅值值除以電電流的幅幅值得到到地質(zhì)體體的復(fù)電電阻幅值值.|V(f0)| R

29、(f0)= |I(f0)| 5:把電壓壓的相位位減去電電流的相相位,得得到地質(zhì)質(zhì)體的復(fù)復(fù)電阻的的相位R = VI 6:把復(fù)電電阻幅值值乘上野野外布極極的裝置置系數(shù)KK值,得得到地質(zhì)質(zhì)的視復(fù)復(fù)電阻率率s = K * | R(f0)| 7:改變發(fā)發(fā)送機(jī)的的輸出電電流的頻頻率后再再重復(fù)以以上6個(gè)個(gè)步驟,這樣就就可以得得到地質(zhì)質(zhì)體對不不同頻率率的響應(yīng)應(yīng),得到到完整的的地質(zhì)體體復(fù)電阻阻率的幅幅值隨頻頻率而變變化的相相位圖,如下圖圖所示: H, 幅值曲曲線 相相位曲線線 f 該該圖可在在野外接接收機(jī)上上顯示出出來 8:以上步步驟還缺缺少一個(gè)個(gè)儀器自自身放大大器的頻頻譜特性性對測量量帶來的的影響問問題,本本

30、文用另另一篇文文章來說說明校正正方法./*/* 離散富富里變換換程序 */*/*DFFT()函數(shù)中中計(jì)算ssin(M*22PI/10224)使使用查表表法*/*存放放在COORD(ROMM)中的的sinn()表表*/stattic flooat codde ssin_tabble_flooat2600= 0.000000000, 0.006613559, 0.012227115, 0.018840667, 0.024454112, 0.030067448, 0.036680772, 0.042293883, 0.049906777, 0.055519552, 0.061132007, 0.06

31、7744339, 0.073356446, 0.079968224, 0.085579773, 0.091190990, 0.098801771, 0.104412116, 0.110022222, 0.116631886, 0.122241007, 0.128849881, 0.134458007, 0.140065882, 0.146673005, 0.152279772, 0.158885882, 0.164491331, 0.170096119, 0.177700442, 0.183303999, 0.189906887, 0.195509003, 0.201110446, 0.207

32、711114, 0.213311003, 0.219910112, 0.225508339, 0.231105881, 0.237702336, 0.242298002, 0.248892776, 0.254486556, 0.260079441, 0.266671228, 0.272262114, 0.278851997, 0.284440775, 0.290028447, 0.296615009, 0.302200559, 0.307784996, 0.313368118, 0.319950220, 0.325531003, 0.331110663, 0.336688999, 0.3422

33、66007, 0.348841887, 0.354416335, 0.359989551, 0.365561330, 0.371131772, 0.377700774, 0.382268334, 0.388834550, 0.393399220, 0.399962442, 0.405524113, 0.410084332, 0.416642995, 0.422200003, 0.427755551, 0.433309338, 0.438861662, 0.444412221, 0.449961113, 0.455508336, 0.460053887, 0.465597665, 0.47113

34、9667, 0.476679992, 0.482218338, 0.487755002, 0.492289882, 0.498822777, 0.503353884, 0.508883001, 0.514410228, 0.519935660, 0.524458997, 0.529980336, 0.534499776, 0.540017114, 0.545532550, 0.550045880, 0.555557002, 0.560066116, 0.565573118, 0.570078008, 0.575580882, 0.580081339, 0.585579778, 0.590075

35、997, 0.595569993, 0.600061665, 0.605551111, 0.610038228, 0.615523116, 0.620005772, 0.624485995, 0.629963883, 0.634439333, 0.639912445, 0.643383116, 0.648851444, 0.653317229, 0.657780667, 0.662241558, 0.666699999, 0.671155990, 0.676609227, 0.680060110, 0.685508337, 0.689954006, 0.693397115, 0.6988376

36、62, 0.702275447, 0.707710668, 0.711143222, 0.715573008, 0.720000225, 0.724424771, 0.728846444, 0.732265443, 0.736681666, 0.740095111, 0.745505778, 0.749913664, 0.753318668, 0.757720888, 0.761120224, 0.765516772, 0.769910333, 0.773301004, 0.776688885, 0.780073772, 0.784455666, 0.788834664, 0.79221066

37、6, 0.795583669, 0.799953772, 0.803320775, 0.806684776, 0.810045772, 0.814403663, 0.817758448, 0.821110225, 0.824458993, 0.828804551, 0.831146996, 0.834486229, 0.838822447, 0.841155550, 0.844485336, 0.848812003, 0.851135552, 0.854455880, 0.857772886, 0.860086770, 0.863397228, 0.867704662, 0.870008770

38、, 0.873309550, 0.876607001, 0.879901222, 0.881192113, 0.884479771, 0.887763996, 0.890044887, 0.893322443, 0.895596662, 0.898867445, 0.901134888, 0.903398993, 0.906659557, 0.909916880, 0.911170660, 0.914420998, 0.916667991, 0.919911339, 0.921151440, 0.923387995, 0.926621002, 0.928850661, 0.930076669,

39、 0.932299228, 0.935518335, 0.937733990, 0.939945992, 0.941154441, 0.943359334, 0.945560773, 0.947758556, 0.949952882, 0.951143550, 0.953330660, 0.955514112, 0.956694004, 0.958870335, 0.960043005, 0.962212114, 0.963377661, 0.965539444, 0.966697665, 0.968852221, 0.970003113, 0.971150339, 0.972294000,

40、0.974433994, 0.975570221, 0.977702881, 0.978831774, 0.979956998, 0.980078553, 0.981196339, 0.983310555, 0.984421001, 0.985527777, 0.986630881, 0.987730114, 0.988825776, 0.989917665, 0.990005882, 0.990090227, 0.991170998, 0.992247996, 0.993321119, 0.993390770, 0.994456446, 0.995518447, 0.995576774, 0

41、.996631226, 0.996682003, 0.997729004, 0.997772330, 0.998811881, 0.998847556, 0.998879554, 0.999907777, 0.999932224, 0.999952994, 0.999969888, 0.999983006, 0.999992447, 0.999998112, 1.000000000, 0.999998112, 0.999992447, 0.999983006, ;/* cossinee taablee */stattic flooat codde ccos_tabble_flooat2600=

42、 1.000000000, 0.999998112, 0.999992447, 0.999983006, 0.999969888, 0.999952994, 0.999932224, 0.999907777, 0.998879554, 0.998847556, 0.998811881, 0.997772330, 0.997729004, 0.996682003, 0.996631226, 0.995576774, 0.995518447, 0.994456446, 0.993390770, 0.993321119, 0.992247996, 0.991170998, 0.990090227,

43、0.990005882, 0.989917665, 0.988825776, 0.987730114, 0.986630881, 0.985527777, 0.984421001, 0.983310555, 0.981196339, 0.980078553, 0.979956998, 0.978831774, 0.977702881, 0.975570221, 0.974433994, 0.972294000, 0.971150339, 0.970003113, 0.968852221, 0.966697665, 0.965539444, 0.963377661, 0.962212114, 0

44、.960043005, 0.958870335, 0.956694004, 0.955514112, 0.953330660, 0.951143550, 0.949952882, 0.947758556, 0.945560773, 0.943359334, 0.941154441, 0.939945992, 0.937733990, 0.935518335, 0.932299228, 0.930076669, 0.928850661, 0.926621002, 0.923387995, 0.921151440, 0.919911339, 0.916667991, 0.914420998, 0.

45、911170660, 0.909916880, 0.906659557, 0.903398993, 0.901134888, 0.898867445, 0.895596662, 0.893322443, 0.890044887, 0.887763996, 0.884479771, 0.881192113, 0.879901222, 0.876607001, 0.873309550, 0.870008770, 0.867704662, 0.863397228, 0.860086770, 0.857772886, 0.854455880, 0.851135552, 0.848812003, 0.8

46、44485336, 0.841155550, 0.838822447, 0.834486229, 0.831146996, 0.828804551, 0.824458993, 0.821110225, 0.817758448, 0.814403663, 0.810045772, 0.806684776, 0.803320775, 0.799953772, 0.795583669, 0.792210666, 0.788834664, 0.784455666, 0.780073772, 0.776688885, 0.773301004, 0.769910333, 0.765516772, 0.76

47、1120224, 0.757720888, 0.753318668, 0.749913664, 0.745505778, 0.740095111, 0.736681666, 0.732265443, 0.728846444, 0.724424771, 0.720000225, 0.715573008, 0.711143222, 0.707710668, 0.702275447, 0.698837662, 0.693397115, 0.689954006, 0.685508337, 0.680060110, 0.676609227, 0.671155990, 0.666699999, 0.662

48、241558, 0.657780667, 0.653317229, 0.648851444, 0.643383116, 0.639912445, 0.634439333, 0.629963883, 0.624485995, 0.620005772, 0.615523116, 0.610038228, 0.605551111, 0.600061665, 0.595569993, 0.590075997, 0.585579778, 0.580081339, 0.575580882, 0.570078008, 0.565573118, 0.560066116, 0.555557002, 0.5500

49、45880, 0.545532550, 0.540017114, 0.534499776, 0.529980336, 0.524458997, 0.519935660, 0.514410228, 0.508883001, 0.503353884, 0.498822777, 0.492289882, 0.487755002, 0.482218338, 0.476679992, 0.471139667, 0.465597665, 0.460053887, 0.455508336, 0.449961113, 0.444412221, 0.438861662, 0.433309338, 0.42775

50、5551, 0.422200003, 0.416642995, 0.410084332, 0.405524113, 0.399962442, 0.393399220, 0.388834550, 0.382268334, 0.377700774, 0.371131772, 0.365561330, 0.359989551, 0.354416335, 0.348841887, 0.342266007, 0.336688999, 0.331110663, 0.325531003, 0.319950220, 0.313368118, 0.307784996, 0.302200559, 0.296615

51、009, 0.290028447, 0.284440775, 0.278851997, 0.272262114, 0.266671228, 0.260079441, 0.254486556, 0.248892776, 0.242298002, 0.237702336, 0.231105881, 0.225508339, 0.219910112, 0.213311003, 0.207711114, 0.201110446, 0.195509003, 0.189906887, 0.183303999, 0.177700442, 0.170096119, 0.164491331, 0.1588858

52、82, 0.152279772, 0.146673005, 0.140065882, 0.134458007, 0.128849881, 0.122241007, 0.116631886, 0.110022222, 0.104412116, 0.098801771, 0.091190990, 0.085579773, 0.079968224, 0.073356446, 0.067744339, 0.061132007, 0.055519552, 0.049906777, 0.042293883, 0.036680772, 0.030067448, 0.024454112, 0.01884066

53、7, 0.012227115, 0.006613559, 0.000000000, -00.000613359, -0.0012227155, -0.018840667, ;stattic flooat Dellta_Radd=6.2833/10024;uchaar ad20448;/*以以字節(jié)形形式存放放的10025個(gè)個(gè)a/dd采樣值值,低字字在前,高字節(jié)節(jié)右后*/floaat AD_Sammp110244; /*采樣樣所獲得得的20048個(gè)個(gè)字節(jié),10224個(gè)浮浮點(diǎn)的XXDATTA數(shù)組組*/int ADBBUF10224;/*當(dāng)當(dāng)前A/D轉(zhuǎn)換換器獲得得的10024個(gè)個(gè)整數(shù)值值*/floaa

54、t TOPP_FVV;/*波形的的峰值(浮點(diǎn)數(shù)數(shù))*/floaat AVEER_FFV;/*波形形的峰值值(浮點(diǎn)點(diǎn)數(shù))*/floaat DLTTV1MM;/*一次場場的面積積*/floaat DLTTV2MM;/*二次場場的面積積*/floaat DLTTVM;/*二二次場的的面積除除以一次次場的面面積得充充電率*/longg TOPP_V;/*波波形的峰峰值(長長整數(shù))*/longg NTOOP_VV;/*波形的的谷值(長整數(shù)數(shù))*/longg AVEER_VV;/*波形的的平均值值(長整整數(shù))*/*mmainn()*/mainn()Set_SP_GANN();/*自自電補(bǔ)償償和自動(dòng)動(dòng)增益設(shè)

55、設(shè)置*/priintff(SStarrt SSampp 10024n);Sammp10024(0.225);/*對對頻率為為0.225hzz的波形形采122位的aa/d值值10224個(gè),存放在在uchhar ad20448中中*/ cllearr_sccreeen();Dissp_aad_wwav();/*把a(bǔ)ad220488中的的10224個(gè)aa/d值值顯示*/_geetkeey(); cllearr_sccreeen();priintff(GGet_Flooat_Adn); Geet_FFloaat_AAd();/*把a(bǔ)dd20048中的偏偏移碼aa/d采采樣值轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成ADD_Saamp1

56、0224的的浮點(diǎn)數(shù)數(shù)*/priintff(AAD_SSampp10024 nnDFTT sttartt !n); DFFT();fz=fz/GANN;priintff(DDFT ressultte:nfzz=%ffnxxw=%fnn,ffz,xxw);priintff(PPress Anny KKey Rett);_geetkeey();/*/* 離散富富里葉變變換 */* 110244 10024 */* (nf00)=h(mm)*ccos(2*pi*n*mm)/110244)-jjh(mm)*ssin(2*pi*n*mm)/110244)/10224 */* m=00 mm=0 */*/

57、floaat ffz,xxw;/*fzz是DFFT計(jì)算算的復(fù)數(shù)數(shù)的幅值值,xww是相位位弧度值值*/voidd DFFT()/* 測試離離散富里里葉變換換*/ innt m; flloatt I,R,IIn=00.0,Rn=0.00; foor(mm=0;m2256;m+) I=siin_ttablle_ffloaatmm*(AD_Sammpmm+AAD_SSampp5111-mm-AAD_SSampp5111+mm-AD_SSampp10023-m);In=IIn+II; RR=coos_ttablle_ffloaatmm*(AD_Sammpmm-AAD_SSampp5111-mm-AAD_

58、SSampp5111+mm+AD_SSampp10023-m);Rn=RRn+RR; Inn=(IIn+AAD_SSampp2555-AD_Sammp7767)/110244; Rnn=(RRn-AAD_SSampp0+ADD_Saamp5111)/10224; fzz=sqqrt(In*In+Rn*Rn); xww=attan22(-RRn,IIn); voidd Diisp_ad_wavv(vooid)/*分分段顯aad220488中的的二字節(jié)節(jié)偏移碼碼的10024個(gè)個(gè)點(diǎn)*/ uinnt xx,y; uinnt ii,j; cleear_scrreenn(); XY_Drvv();/*畫畫

59、形xyy軸*/ x=00;/*波形顯顯示x位位址起點(diǎn)點(diǎn)*/ y=00; forr(i=0;ii166;)/*8 sammp ddot addd*/ y=y+(addi+1)*2556+aadii)/64 ; /*a/dd:loow bbytee,hii byyte,偏移碼碼.y=(高字字節(jié) 乘乘 2556)+(低字字節(jié)) 除以664得到到最大為為40996/664=664的偏偏移碼數(shù)數(shù)值,可可以顯示示在1228*664點(diǎn)陣陣式lccd顯示示器上*/ i=i+22; y=yy/8; SettDott(x,y); forr(i=16;i220488;) /* 顯示波波 */ y=0; foor(j

60、j=0;j116;) yy=y+(aadii+1)*2256+adi)/644 ; ii=i+2; jj=j+2; y=y/88; x+; LiineTTo(xx,y); RS4885通訊訊程序說說明硬件說明明：W77E58P1_4SBU1MAX487DIRMAX4871號從機(jī)31號從機(jī)W77 P1_6E58SBU1D03M機(jī)RS485驅(qū)動(dòng)器TXD1RX485-DIRRXD1120120DHR_2機(jī)DHR_2機(jī)DHR_2機(jī)D03MM主機(jī)接接收從機(jī)機(jī)DHRR_2用用RS4485口口送來的的波形程程序：Test-Systemcase: Receive-Wav-of-Slav( ), 接收從機(jī)送來的