概述
阵列感应高温小型化采集模块是在现有阵列感应仪器总体框架基础上 ,通过采用新电子技术和新实现方法进行优化设计而实现的。

 

组成与功能
采集模块采用 DSP 与 FPGA 结合的主、从控制器结构,主控制器采用 DSP,在一个遥传数据帧内完成任务。仪器测量信号通过采集模块中 DSP 内嵌入式 CAN接口与遥测和地面进行通讯 , DSP 接收命令和发送采集处理结果数据。
产品的主要功能完成对已知发射频率信号( 26.256KHz、 52.512KHz、 105.024KHz)的情况下,对自身设备刻度信号及测量信号进行测量,并作 DFT 运算,求得在特定发射频率下的复数,获得测量信号对应发射信号的幅度及相位变化,从而获得地层的特定信息。

 

技术特色
阵列感应仪器测量信号通过采集模块中 DSP 内嵌入式 CAN 接口与遥测和地面进行通讯, DSP 接收命令和发送采集处理结果数据。
由于整支仪器要小型化,对电子电路设计和 PCB 设计提出了很高要求。采集模块电路设计中均采用表贴封装的元器件,用封装小的、集成度高的 DSP 和 FPGA来实现相关电路的集成。为了实现对微弱信号的高精度测量,并满足整机系统的电磁兼容性能, PCB 采用多层结构,设计完成的采集模块 PCB 板共 9 层。
为了更好的完成主功能,加入了线圈系温度测量及 DAC 功能。对电路板的电压及温度监测,加入了电压测量及温度测量。考虑到测量量精度及时序要求,将时序要求及测量精度要求高的部分放入 FPGA 来实现,对精度要求及时序要求低的部分放入 DSP 来实现。

 

性能指标
① 温度 175℃连续工作 4 小时;
② 系统功耗:不大于 3.5W;
③ PCB 单块实现,尺寸长不大于 300mm,宽为 52mm;
④ 8 通道主 AD 采集 ,分辨率不小于 16bit,采样频率不小于 1MHz;
⑤ 主采集通道精度及一致性: <0.02%(2bitAD 分辨率,标准信号源 );相位精度和一致性不大与 0.2°;
⑥ 信号频率为 26.256KHz、 52.512KHz、 105.024KHz( 与发射信号同步 ),每个通道检测 3 个频率信号;最小信号幅度 100nV,动态范围 100Db(含前放与带通,不同通道信号放大倍数不同, 500-3000 倍左右不等 );
⑦ 程控放大 1、 2、 5、 10、 20、 50、 100 和 200 倍,程控档位偏差小于 0.5%;
⑧ 辅助参数测量 AD:分辨率不小于 12bit,其中一个差分通道;
⑨ 发射控制:三电平发射波形控制信号;
⑩ CAN 通讯:地隔离,速率 800Kbps。

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阵列感应高温小型化数据采集模块

创建时间:2014-11-21 14:29