单片机控制的锁相频率合成技术

叙述了由单片机、定时计数器8253－5及单片集成锁相环路组成的可程控频率合成技术，而标频可经单片机设定预置值给定时器T1而形成，并经锁相环路产生各种离散的频率输出。     

基于DDS和FPGA的数字函数信号发生器设计和实现

采用现场可编程逻辑器件（FPGA）,辅以必要的模拟电路,设计实现了一个基于直接数字式频率合成（DDS）技术的数字函数信号发生器.主要模块有键盘、波形表生成、频率控制、数模转换及幅度控制、显示控制和后级处理.其中键盘用来设定频率和幅度的大小以及波形的选择;FPGA用来改变DDS频率控制字,并由FPGA来实现波形表生成和频率控制,即DDS算法实现模块;将FPGA产生的波形数据送入到AD7520进行D/A转换.幅度控制由DAC0832内部的电阻分压网络实现;后级采用低通滤波器和OCL电路来提高输出波形质量并增强其带负载能力.     

基于GPS同步的大地电磁采集站标定信号发生器设计与实现

介绍一种基于FPGA与GPS同步的大地电磁采集站标定信号发生器.信号发生器在AT91 RM9200控制下产生0.093 75、0.2344、2.5、20、24 Hz共5种频率的与GPS同步的方波信号,利用方波丰富的奇次谐波一次标定多个频点.FPGA与AT91RM9200之间的通信采用自行设计的SPI接口,实现控制参数的传输.FPGA内部采用PicoBlaze内核作为控制核心,对控制参数进行分析处理,控制标定信号的生成和与秒信号前沿同步.合成的方波信号经光耦隔离后接入模拟通道电路.测试结果表明,GPS同步标定信号发生器能够正常工作,标定信号输出滞后PPS秒信号前沿小于1.5μs,带宽不低于10 MHz,幅值稳定,满足标定要求.     

一种常规检波器的低频恢复方法

在地震勘探中,低频地震信号的重要作用日益凸显.在实际工作中,通常使用自然频率为10 Hz的动圈式检波器,致使接收到的低频信号被畸变,可信度大幅度降低.全面替换常规检波器为低频检波器,虽然可以获得真实的低频信号,但面临试验周期长、替换费用高等实际问题.为解决常规检波器地震数据低频畸变的问题,提出了一种实用的常规检波器低频恢复方法,以台站式低频检波器与常规检波器同源共点数据为基础,估算常规检波器的最低有效频率并构建反滤波算子,实现了常规检波器地震数据的低频恢复.B3Q的实际应用表明,该技术可以有效恢复常规检波器资料的低频信息,拓宽地震资料的有效倍频程,提高地震资料解决岩性问题的能力,具有广阔的应用前景.     

极低频电磁(WEM)法信号检测试验

极低频电磁方法是近几年来在我国首先发展起来的地球物理新方法,可以应用于资源、能源及深部工程地质勘查中,其特色之处是在高阻区建立近南北方向和近东西方向两个长达上百公里的人工固定发射源,发射大功率电磁信号。2015年11月底发射台建设完成后,首要任务是检测远处记录的极低频电磁信号的强度和有效性,为此,我们在距发射源960 km的华北油田任丘盆地开展了首次信号测试试验:用高精度采集站接收发射信号,然后进行分段频谱分析,获得接收信号的频率谱,通过分析接收信号频谱的强度与信噪比评价发射信号的质量和有效性。在试验正式开始之前,先用10个均匀分布的频率确定最佳发射时间长度,其他频率的发射时间长度通过内插获得,以节省发射时间。通过试验,在离发射源960 km处成功检测到了电磁场有效信号。当东西方向天线发射频率高于0.353 78 Hz和南北方向天线发射频率高于1.4151 Hz时,与发射源方向一致的电磁场分量的信噪比都大于3,认为信号可靠可测。这次试验初步认定建成的发射台能够发射有效信号,可允许在全国各地进一步实施各种检测和联调试验研究。     

钻头破岩振动低频特征室内实验研究

钻头破碎岩石时会产生宽频的振动信号,不同频段的信号蕴含了不同的信息,由于高频段信号能量低、衰减大,不易检测,因此,就钻头破岩信号在低频段特征进行了研究,通过不同岩性岩样的微钻实验数据分析,发现破碎不同岩性的岩石产生的信号在低频段具有固定的频率特征。     

超低频电磁探测信号能量的计算及其地质应用

被动式超低频电磁探测技术是一种有效的探测地下地质体和资源的手段,但采用现有的处理方法得到的探测曲线较容易受到各种噪声的干扰,影响了对所获得的探测曲线的解释。笔者将信号能量引入到超低频电磁探测信号的处理中。首先根据信号能量计算原理,计算不同深度的超低频探测信号的能量值．获取能量曲线。同时,根据具体应用目的,分析其曲线特征,并将信号能量曲线与现有的信号曲线,如最大值曲线、最小值曲线等进行对比分析。结果表明,与现有方法相比,笔者所提出的信号能量曲线方法能更准确地反映地下岩层特征,有利于曲线的地质解译。     

J—A2500射频发生器及其维修

本文介绍J-A2500射频发生器的简单工作原理、调试方法和典型故障排除以及使用维修注意事项。     

基于MATLAB GUI的可控震源信号发生器研究与仿真

可控震源技术参数的选取对地震勘探获取的地震资料质量有重要的影响.采用Matlab GUI设计对可控震源扫描信号进行仿真,通过在图形界面对扫描信号参数的改变,如扫描信号类型、频率范围、信号相移、幅度畸变等,有利于比较和分析在不同参数下的可控震源扫描信号的仿真波形.     

基于程序下载技术的数字随动系统实验装置

介绍了一种基于程序下载技术的数字随动系统实验装置。系统的随动过程由单片机控制。实验者在PC机上按自己的意图编好程序，编译完成后下载给下位机系统，并使其运行该程序。下位机反检测到的系统的运行状态信息实时地传输给PC机，并以图形方式加以显示，便于实验者观察。该实验装置可用于验证多种控制算法。     

基于Hilbert-Huang变换的阵列声波测井信号时频分析

针对目前阵列声波测井信号的信息提取主要集中在纵波、横波、斯通利波等组分波的速度、衰减的处理分析上, 对频率特征的分析还缺少足够的重视的不足, 引入了Hilbert-Huang变换(HHT) 时频分析方法及瞬时频率的概念, 给出了阵列声波信号的经验模态分解及其时频分布, 并对实际阵列声波的波形信号进行了HHT时频处理与剖析.把这种方法用于区分和识别岩石构造破碎带取得了理想的效果.从阵列声波测井信号处理和构造异常的地球物理意义两方面表明, IMF序列能更好反映原始数据固有的物理特性, 所使用的EMD分解是有效和易行的, 为HHT分析在阵列声波测井信号处理中的应用, 进行了有益的探索.      

基于L-BFGS算法和同时激发震源的频率多尺度全波形反演

全波形反演可以利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构,具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。然而,庞大的计算量和存储空间需求,限制了全波形反演的发展。在频率多尺度全波形反演中将L BFGS数值优化算法与同时激发震源技术相结合的方法来改善这一现状。首先,对Marmousi模型进行了速度反演：在计算过程中明显发现对计算机内存的占用减少,最终反演结果与实际Marmousi模型的拟合误差为0.095 9,较小;采用10个频带单炮震源正演384炮所需时间约为32 640 s,而采用同时激发震源（384炮）正演一次所需时间仅约为700 s。然后,基于高速楔形体模型进行了抗噪能力研究：原始含噪地震记录信噪比为11.147 3 dB;对反演得到的速度模型进行正演,其地震记录信噪比为22.251 8 dB。最后,基于逆冲断层模型进行了反演速度扰动能力研究,反演得到的最终模型很清晰,与具有速度扰动特性的实际模型非常接近,拟合误差仅为0.036 0。数值模拟试验结果表明：此方法反演精度高,内存开销较小,能够显著提高计算效率,并且具有良好的抗噪能力,能够反演出具有速度扰动特性的介质。     

基于地震波形差异属性精细分析煤矿陷落柱边界及发育高度

通过对煤炭采区三维地震属性的研究,提出了基于地震波形差异属性解释煤矿陷落柱的发育边界、发育高度的技术方法,实例表明：地震波形差异属性对地质异常体的分辨能力与参与波形差异比较的道数及时间分析窗口大小有关,多道数、大时窗,可突出大的地质异常;相反少道数、小时窗可有效反映小的地质异常体,特别是对小地质异常体边界的刻画会更准确。与地震时间剖面、地震属性切片及倾角属性剖面相比,地震波形差异属性解释陷落柱在煤层中的发育边界、发育高度方面具有明显的优势。     

发射电流波形对瞬变电磁一维正反演的影响

本研究实现了考虑发射电流波形的瞬变电磁一维正反演算法。正演采用矩形回线源,通过Duhamel积分计算梯形波的感应电压;反演采用Occam反演方案,得到一个光滑的层状反演结果模型。理论模型合成算例的计算结果表明：上升沿时间、持续时间和下降沿时间不同程度地影响了垂直磁感应强度对时间的偏导数(dB/dt)响应以及电阻率反演结果。理论模型的正演结果显示,上升沿时间、持续时间和下降沿时间分别主要影响晚期、中晚期和早期的瞬变电磁响应,并且取值越大影响越大。理论模型合成数据的反演算例显示,不同上升沿时间对反演结果几乎没有影响,而下降沿时间和持续时间分别影响浅部和深部的反演结果。     

Research on Spatial Uniformity of Rainfall Generator

In order to improve the spatial uniformity of rainfall generator to natural rainfall uniformity, according to the rotation of the test platform, a rotary test platform was designed and developed, and the slip-ring was used to solve the problem of signal transmission in the process of the rotation. Besides, the relationship between rotational speed and spatial uniformity of rainfall generator was established. The results of tipping-bucket rain gauge tested in rainfall field and flow type rainfall intensity standard device testing demonstrated that rainfall generator as the rainfall accumulation and rainfall intensity of the test environment was feasible. Results showed that with the increase of the rotate speed, spatial uniformity first increased, and then decreases, and with the decrease of the test area, different speed presented different trends. When the rotational speed was 1 RPM, test area was 1.6 m×1.6 m and 1.2 m×1.2 m, its uniformity of rainfall generator reached maximum which was bigger than 95%; with the increase of the rotate speed, tipping-bucket rain gauge of RA and RI were of good consistency under the RPM 1 and RPM 2 and the RA maximum deviation reached minimum, 0.2 mm; the average of RA under flow type rainfall intensity standard device test consisted well with rotating test platform at speed RPM 1 and 2, which illustrated the rotary testing platform was consistent with the flow type rainfall intensity standard device. It showed that the method to improve the space uniformity of rainfall generator is feasible and it could find the dynamic difference of RA.     

模拟人工冻结凿井状态下冻土强度特性研究

通过模拟人工冻结凿井中冻土冻结、受力的实际过程,对已冻结试样进行不同温度、不同初始围压状态下的减载试验研究.结果表明:温度和土层深度是影响深部冻土破坏强度和破坏应变的主要因素,当温度不变时,破坏强度和破坏应变随初始围压呈线性关系变化.破坏强度受温度的影响取决于初始围压,在低初始围压状态下,冻土的破坏强度受温度变化影响不明显,但随着初始围压增大即土层深度加深,破坏强度受温度的影响也逐渐明显.破坏应变随温度的降低而逐渐减小,且呈双曲线形变化,但当温度低于 - 7℃时,在不同初始围压下其破坏应变基本不随温度的变化而变化     

用波形分析法预测滨浅湖滩坝砂岩储层:以东营凹陷西部地区沙-4上亚段为例

滩坝砂岩具有砂泥互层、单砂层厚度薄、并含有灰质白云质等高速夹层等特点,这些因素增大了滩坝砂岩储层的地震识别及预测难度.根据滩坝砂的实际岩性组合类型,用波形分析法对东营凹陷西部地区沙-4上亚段滩坝砂岩进行了储层预测.首先对滩坝砂岩常见的3类地震波形进行定义,建立了不同类型滩坝砂岩储层地震波形特征的实际正演模型;通过学习型地震波形预测技术,分析了不同岩性组合的地震波形特征,总结了波形模式与地层组合样式之间的关系;最后利用实际井资料作为约束对研究区地震波形进行了分类区划,明确了滩坝砂岩有利储层发育范围.