瞬变电磁仪低噪声接收机的设计和噪声分析与计算.pdf

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1、ACADEMICRESEARCH学术研究瞬变电磁仪低噪声接收iI{几的设计和噪声分新与计算◆齐明洋郑长富摘要：随着社会的不断进步，人们的生活水平不断提高，人们在对地质勘探方面也有了更高的要求，以往的地质勘探方法陈旧、老套并且对地质勘探的精度十分不准确，自从二十世纪三十年代瞬变电磁理论被提出后，人们开始对它进行了深刻的研究最终研制出了更加科学、方便、精准的仪器——瞬变电磁仪，本文主要剖析瞬变电磁仪低噪声接收机设计，意在为瞬变电磁仪为工作者提供更精准图像供地质勘探人员分析地质信息。关键词：瞬变电磁法；内部噪声；外部噪声；处理技术由于瞬变电磁仪的信号动态范围

2、较大，在早期接收线接收后也会产生相应的感生电动势，会对我们勘探地质情况圈接收到的感应电动势为几伏甚至几十伏，晚期接收线圈接带来错误的地质分析情况。所以选择一个低噪声的放大器对收到的检测的有效信号仅为几微伏。然而接收线圈在接收感我们观测结果的准确性有很大影响，本设计选取了LT公司应电动势时把周围的各种噪声也一并接收了，这样将影响我生产的采用绝缘栅型场效应管构成输入差分放大级的超低噪们观测的质量也会直接影响反演解释计算的有效进行，所以声、高速运算放大器LT1028作为前置放大电路的运放(主如何把工作环境中的噪声比尽量降低成为一个势在必行的工要参数如表l所示

3、)，又再次应用到了差分信号的原理重新作。组成新的前置运放放大电路，能够对噪声起到更好的抑制作用。一、瞬变电磁法原理表1LT1028的部分参数瞬变电磁法主要是依据电磁感应原理的一种勘探方法，瞬变电磁仪的工作流程主要分为三大部分，第一部分是发射E噪(1KHz)0．85nV／√胁流噪(1kHz)1．0PA／√Ⅳz线圈发射一次磁场，第二部分是一次磁场与地下的导电物质电压转换速率发生感应产生二次磁场，第三部分是接收线圈接收二次磁l’1V／uS壤盏带宽积场。50MHz最大电压儒移4OuV首先是发射线圈中导入阶跃电流I，导入阶跃电流一定最大温度潦移08uV／℃时间后

4、立刻对阶跃电流进行关断，根据电磁感应原理可知此时发射线圈产生了磁场，我们把此时产生的磁场称为一次磁场，一次磁场产生后开始向四周传播，在向地下传播的过程2．低噪声前置放大设计。本设计采用的是LT公司生产的中地下存在着矿石和金属导体，由于发射线圈导入的阶跃电采用绝缘栅型场效应管构成输入差分放大级的超低噪声、高流在一定时间后立即关断所以产生的一次磁场是逐渐衰减速运算放大器LT1028，它具有输入噪声小、频带范围宽和的，所以地质中的导体也产生了变化的磁场，我们把它称为长期工作的特点，利用两片LT1028低噪声放大器组成差分二次磁场，由于不同地质深度中导体的电导

5、率是不同的，所电路⋯，组成差分电路后电路的内部噪声和外部噪声都会以以产生的磁场强度也会有相应的变化，此时接收线圈接收到同样的幅值加到这个平衡的查分电路上，但是返回的路径不了二次磁场，二次磁场是变化的在接收线圈中又会产生随时是一个参考点，在这个过程中噪声将在差分信号中相互抵间变化的感应电动势，我们通过观察感应电动势的变化情况销，仅对有用的差模信号进行了放大，进而有效地抑制了电来分析地质中的物质，从而达到勘探的目的。路中的噪声信号。在电源电压驱动相同的情况下，差分信号的摆幅是单二、瞬变电磁仪低噪声接收机的设计端摆幅的两倍，在一定程度上提高了噪声比，增加了运

6、放余1．放大电路的噪声来源。内部噪声和外部噪声是放大电量，也一定程度上降低了失真，从而可以见得在小信号接收路的两个主要噪声，内部噪声是来自器件内部的，电压噪的过程中差分信号比单端信号具有更大的优势，下图2是本声、电流噪声、电阻噪声是器件内部噪声的主要来源，我们文采用的两片LTl028的差分电路电路图，其增益表达式为把它们统称为放大器噪声。外部噪声种类众多，在实际勘探=l+2R1／R，。差分信号的摆幅和单端信号的摆幅在相同中常见的噪声源有：电源的线路噪声、无线电通信噪声、人电源电压的激励下摆幅可以达到单摆摆幅的两倍，这就大大文噪声、监视器噪声等，无论是内

7、部噪声还是外部噪声都是地提高了噪声比，降低了失真，为以后的运放减轻了负担。无法彻底根除的，如果瞬变电磁仪的工作时把这些噪声信号我们从中发现了差分电路在本文中具有很大的优势，所以本134信息系统工程f2014．1020ACADEMICRESEARCH学术研究：>；>>文采用两片LT1028组成差分放大电路，具体原理图如图l所通过上面的整合我们得到了总输入电压源，公式为：示。enr=44kTReqAf，其中k为波尔兹曼常量(1．38×10。J／K)，T为绝对温度(K)，A伪带宽。上面我们已经得到了总分的噪声源，再把总的噪声源结合到非反相输入端得到的总噪声潜

8、密度为：将所有的噪声源结合到非反相输入端得到总参考输入噪声谱密度为enin=_√e，+e+e”