專利名稱：一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油地震勘探儀，特別是一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集 板設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
地震勘探儀是地震勘探中用人工爆炸或用其他可控震源激發(fā)地震波，并記錄它在 地面引起的振動位移的儀器。通過分析地震波在巖石中的傳播規(guī)律，確定地震界面的埋藏 深度和形狀，地震勘探儀器的根本任務(wù)是野外地震數(shù)據(jù)的采集和記錄。在石油的天然氣勘 探領(lǐng)域地震勘探是主要技術(shù)手段。目前地震勘探儀器在精度、分辨率、動態(tài)范圍、功耗、靈敏 高、抗干擾、擴充性、輕便易攜等方面存在不同程度的問題。下面給出石油地震勘探儀國內(nèi) 外同類儀器指標(biāo)對比表，從中可以看出一些問題。從表中可以了解到現(xiàn)有的石油地震勘探 儀已經(jīng)從8位A/D向M位A/D過渡，以得到更高的分辨率，而其切換頻率也向更高發(fā)展，使 其同時能檢測更多通道，以獲得更祥實的實驗數(shù)據(jù)供軟件分析。眾所周知，分辨率、通道數(shù)決定著石油地震勘探設(shè)備是否能實現(xiàn)更高的性能，而其 使用軟件是否強大確了本身設(shè)計外，與上述硬件是否能提供可多的信息有關(guān)。國內(nèi)外同類儀器指標(biāo)對比
權(quán)利要求
1.一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法，其特征是包括前置放 大電路(6)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)、存儲器(8)、處理器(9)和平均地址分配給每一塊數(shù)據(jù)采集板 (16 )的覆蓋開關(guān)電路，分配給每一塊數(shù)據(jù)采集板(16 )的覆蓋開關(guān)電路由8片ADG734構(gòu)成， 一塊數(shù)據(jù)采集板(16)可差分接入32只檢波器(1)，ADG734的兩個通道導(dǎo)通使一個檢波器 (1)差分接入到一個前置放大電路(6)，一塊數(shù)據(jù)采集板(16)有16只前置放大電路(6)，前 置放大電路的輸出與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7 )的輸入電連接，一塊數(shù)據(jù)采集板(16 )有2只模數(shù)轉(zhuǎn)換 器(7)，每只模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)可同時接8路模擬信號輸入，共可接入16路模擬信號輸入，模 數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)為M位模數(shù)轉(zhuǎn)換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)的所有的控制信號端通過計算機總線 (10)與處理器(9)的I/O接口電連接，由處理器(9)控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)增益和通道；模數(shù) 轉(zhuǎn)換器(7 )的轉(zhuǎn)換數(shù)字輸出與處理器(9 )通過串口電連接，由處理器(9 )對數(shù)據(jù)進行處理， 最后由處理器(9 )將處理后的字節(jié)數(shù)據(jù)存貯在存儲器(8 )中；處理器(9 )和存儲器(8 )通過 計算機總線(10)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法，其 特征是所述的數(shù)據(jù)采集板(16)中的每一路模擬量信號線(13)在電路板中夾持在PCB上 下層地線(14)中，電路板采用多層板結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法，其 特征是所述的覆蓋開關(guān)電路(2)采用美國ANALOG DEVICE公司的ADG734構(gòu)成開關(guān)陣列， 覆蓋開關(guān)電路(2)可選擇48-96個檢波器(1)，覆蓋開關(guān)電路(2)選擇的檢波器(1)接通后， 檢波器(1)輸出信號正負(fù)端將連接至對應(yīng)的前置放大電路(6)的INA+和INA-端，GAIN0、 GAINU GAIN2用于前放增益選擇，可選擇設(shè)置0、6、12、18、M、30、36dB的前放增益；PWND、 LPffP為工作模式選擇，可設(shè)置成休眠模式、低速模式，在非采集期間降低系統(tǒng)功耗；GAIN0、 GAIN1、GAIN2、PWND、LPWP通過計算機總線(10)與處理器(9)的I/O端口電連接，根據(jù)上位 機指令進行控制；前置放大電路(6)的輸出端OUTF+、OUTF-差分進入模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)的輸 入端，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7 )進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7 )的輸出與處理器(9 )通過接口電路 電連接，處理器(9 )將串行位轉(zhuǎn)換成字節(jié)存入存儲器(8 )中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法，其 特征是所述的信號發(fā)生電路(3)產(chǎn)生參考信號，參考信號模擬檢波器(1)的輸出，信號發(fā) 生電路(3)的輸出與前置放大電路(6)的INB+和INB-端差分電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法，其 特征是所述的存儲電路采用(3)片大容量IDT72V2111作為數(shù)據(jù)緩存，IDT72V2111作為A/ D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)暫存，由上位機MCU通過SPI接口接收AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，依次寫入FIFO 中，采集完成后，由處理器向上位機報告采集完成狀態(tài)，由上位機通過FIFO另一端口讀取 FIFO中數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法，其 特征是所述的處理器采用美國Cygnal公司推出的高性能單片機C8051F130是，C8051F的 低端口 P0、P1、P2、P3電連接控制信號；高端口 P4、P5、P6、P7與顯示模塊、存儲器等模塊的 數(shù)據(jù)、地址總線電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法，其 特征是所述的電源電路采用了三級穩(wěn)壓，將電池(11)經(jīng)過電源板穩(wěn)壓器件進行第一級穩(wěn)壓，分別輸出模擬電源和數(shù)字電源，模擬電源和數(shù)字電源輸出至數(shù)據(jù)采集板(16)，再由數(shù)據(jù) 采集板(16)的電源穩(wěn)壓組件進行第二級穩(wěn)壓，第二級穩(wěn)壓產(chǎn)生所需的多級電壓，其中一組 為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)輸出一路數(shù)字電壓，數(shù)字電壓再經(jīng)過第三級穩(wěn)壓到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)組成 的參考電壓穩(wěn)壓電路。
全文摘要
本發(fā)明屬于石油地震勘探儀，特別是一種高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法，包括前置放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲器、處理器和平均地址分配給每一塊數(shù)據(jù)采集板的覆蓋開關(guān)電路，分配給每一塊數(shù)據(jù)采集板的覆蓋開關(guān)電路由8片ADG734構(gòu)成，一塊數(shù)據(jù)采集板可差分接入32只檢波器，ADG734的兩個通道導(dǎo)通使一個檢波器差分接入到一個前置放大電路，一塊數(shù)據(jù)采集板有16只前置放大電路，前置放大電路的輸出與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電連接，一塊數(shù)據(jù)采集板有2只模數(shù)轉(zhuǎn)換器，每只模數(shù)轉(zhuǎn)換器可同時接8路模擬信號輸入，共可接入16路模擬信號輸入，模數(shù)轉(zhuǎn)換器為24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它提供了一種多通道、高分辨率、低功耗、高可靠性、內(nèi)置式電子覆蓋開關(guān)的高分辨率石油地震勘探系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集板設(shè)計方法。
文檔編號G01V1/18GK102121994SQ201010596590
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者李凱, 楊光 申請人:西安華朗物探科技有限公司