用于海洋地震勘探的数字包设计与实现

提出了一种高精度、高性能的用于海洋地震勘探的拖缆数字包,并给出其设计与实现.每个数字包含有16个数据采集通道,每个通道都可以直接连接水听器,而水听器产生的模拟信号被由FPGA控制的24-bit高精度Δ-∑ADC实时采集.同时,基于串行并发总线结构,设计和实现了系统的实时控制和远距离数据传输与同步.测试结果表明:该拖缆数字包满足海洋地震勘探的要求.     

基于SOPC的地震数据并行采集控制器设计

针对地震勘探仪器在多道数据并行采集控制技术上的瓶颈问题,提出基于嵌入式可编程片上系统的并行采集方案,开发了符合Avalon标准的"多道数据并行采集A/D组控制器"外设IP核,实现了多道数据严格并行采集控制,并成功应用在工程地震数据采集系统中。应用表明,该控制器能控制多道A/D转换器严格并行同步采样,具有同步精度高、非均匀误差小、通道扩展方便等优点,为地震勘探仪器高性能、低功耗、微型化设计提供了参考。     

分布式槽波地震数据同步采集系统设计

为实现槽波地震数据采集系统中各个采集终端之间及同一采集终端2个通道之间的同步,设计了一种分布式的双通道槽波地震数据同步采集系统。该系统采用弱信号调理电路提高地震信号的信噪比,采用八通道同步采样芯片实现了同一采集终端上2个通道的同步采样,构建了由GPS接收机、数字锁相环及STM32主控制器组成的时钟同步系统,并采用自适应恒温晶振模型驯服算法对恒温晶振的温漂特性和老化特性进行预测和校准,使得各采集终端在矿井中仍可保持长期的时钟同步和时间同步。测试结果表明,该系统实现了分布式多通道地震信号的同步采集,在井下连续工作8h,各个数据采集终端之间的同步精度优于10μs。     

多通道微弱电压信号同步采集系统开发

针对微纳尺度测量领域对微弱电压信号多通道同步采集的需求,开发了一种基于ADS1274的微弱电压信号同步采集系统。该系统以A/D转换模块为核心,以C8051F120高性能微处理器与外围电路构成控制单元,具有4通道电压同步采集功能。通过设计液晶显示电路,可实时显示测量值。实验结果表明,该系统可实现预定功能,分辨率达到亚微伏级。     

模块式可扩展的高速同步采集记录系统设计

为解决多通道高速同步采集记录系统中的通道扩展、采集同步等问题,建立一个采用通用接口、模块化可扩展的高速同步记录系统。由时钟模块输出同步时钟并触发信号控制采集模块,数据在主板控制器下通过 PCIE接口写入存储模块,时钟模块一级级联实现128路采集记录。在此架构下,设计采集模块上的FPGA逻辑结构,实现多种触发和采集功能。经实例测试验证,该系统实现了14 bit 180 M Hz连续采样,同步性能稳定,通带较平坦。     

基于VxWorks和FPGA的授时系统设计与实现

时间同步是海洋石油地震勘探中各系统协同工作的前提,同步精度直接影响着地震数据的精度。设计了一套基于嵌入式实时操作系统VxWorks和FPGA的授时系统,精度优于50us。该系统采用工控VME机箱作为各模块载体,基于GPS时间源和FPGA三级计时器进行精准时钟守护;软件基于VxWorks设计,详细介绍了基于SNTP协议的网络时间服务编程方法;同时基于GPIO设计了一套通讯协议实现软件模块和FPGA模块的通讯。该系统在中国海洋石油物探船上实际应用结果表明：授时精度满足海洋石油勘探的时间同步精度要求,长时间且稳定的提供时间服务满足可靠性要求。在不失实时性和精度的前提下,该系统采用了模块块化设计,良好的扩展能力,使之易于扩展出具有时间标定或时间服务的应用系统。     

基于PICMG2.16的数据获取系统设计

针对地震勘探高同步性、大数据量和连续采集的要求,设计了一种基于PICMG2.16的地震数据获取系统。系统采用基于PICMG2.16的CPCI背板结构,使用星形同步网络及高速差分信号传输,实现了系统级的同步控制以及地震数据的高速采集传输等功能,单箱体能够支持24条缆的地震数据获取;通过星形的同步控制和数据处理方式,实现了地震数据的连续采集。重点介绍了系统的架构设计、硬件设计、同步设计、以及地震数据连续采集的实现方案。与水下系统的联合测试结果表明,数据获取系统满足海上地震勘探的同步控制及高速数据采集和处理的要求。     

基于单片机控制的语音采集与回放系统设计研究

介绍了一种采用不同编码方式的语音信号采集与回放系统的设计方案,该系统以AT89C51单片机为控制核心,主要结构由语音前级处理通道、A/D转换模块、单片机控制兼数据处理模块、D/A转换模块、键盘模块和后级处理通道组成,实现了语音的采集与回放功能。系统采用32kB的62256芯片作为语音存储介质,在PCM、DPCM、IV三种编码模式下都能较好地实现语音回放功能。整个系统结构简练、友好,具备较高的性能指标,设计的整体实现具有一定的实用参考价值。     

一种分布式无线同步数据采集系统设计

介绍了一种分布式多点无线同步地震数据采集系统设计方法。该系统以C8051F020单片机为主控芯片,利用GPS模块提供的PPS信号实现分布式采集系统的同步,利用无线射频模块XbeePro实现数据的无线传输。整个系统通过上位机进行实时控制。实验证明,该系统能够实现严格同步采集,整个采集系统工作稳定,操作简单,具有较高的工程应用价值。     

科技动态

正海泰电子最新推出HTPX I 4284振动和噪声测量模块陕西海泰电子有限责任公司(以下简称"海泰电子")近日发布了一款基于PXI总线高性价比的8通道、24位振动和噪声测量模块—HTPXI4284。HTPXl4284具有8个独立的差分或伪差分模拟输入通道,每通道均有独立的24位A/D转换器和信号调理电路,动态范围达到1 10dB。各通道独立并行采样,每通道均可实现204.8kS/s的最高采样,采样率由DDS控制,可以向下分频,最低采样率为1kS/s,输入电压范围为±10V、±5V、±2V、±1V。整个测量模块具有64MB的板载DDR数据缓存,且具有1路外部数字触发输入,支持软件触发、外部数字触发、模拟触发等多种触发方式,同时具备正常触发、超前触发以及设置上升沿或下降沿、窗触发功能,能     

QL5064桥片DMA传输的VxWorks驱动实现

海上高精度三维地震数据采集对室内系统数据处理的高实时性、高可靠性及高效传输性都提出了更严格的要求,海上高精度地震采集设备的室内系统数据传输部分采用基于CPCI（Compact PCI）总线架构的DMA（Direct Memory Access）传输方案。在CPCI总线上进行数据的DMA传输具有高效的性能,DMA传输速度实测达到400M byte/s,能够满足海上高精度地震采集设备数据处理模块的处理需求,文章介绍电缆接口板的工作流程和QL5064桥片的基本特性,阐述了基于QL5064桥片DMA传输的配置原理、配置流程及在VxWorks中驱动的具体实现。     

基于VxWorks的CPCI多通道卡驱动设计与实现

为解决大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的实时性和处理效率问题，提出了采用CPCI工控机箱为硬件平台，VxWorks实时操作系统为软件处理平台，设计和实现了一套CPCI多通道卡驱动程序。通过分析VxWorks驱动程序结构和CPCI总线设备特点，重点给出了从内存映射模块、中断注册初始化模块和中断处理模块等方面进行CPCI多通道卡驱动程序的设计方法、实现过程和关键代码。集成CPCI多通道卡驱动程序的“海燕”拖缆定位与控制系统具备12个通道数据处理能力，多次成功应用到海上生产作业中，其实时性和处理效率满足大规模海上拖缆地震勘探对控制系统的要求。CPCI多通道卡驱动程序设计合理，易于扩展到其他具有多通道、多任务、实时性要求高的嵌入式数据采集系统中。     

高密度表面肌电信号无线数据采集同步机制研究

高密度表面肌电信号研究需要获取高精度、高空间分辨率、高质量的肌电信号,同时也对采集系统的便捷性、响应性、续航能力等方面提出了更高要求.本文在考虑可穿戴性、实时性、高通量等基础上,对sEMG采集系统架构和传输网络设计进行了深入研究,设计了基于模块化分层架构、有线USB结合无线WIFI传输模式、异步采集和同步聚合方法、双缓存和时隙切换的高精度同步机制的实时肌电采集通信系统.为验证系统功能和算法机制,本文还构建了实验平台装置,实现了128通道1 kHz采样率16 bit精度sEMG信号的实时采集、处理和传输.通过测试,在采用通信周期为50 ms下,通道间同步误差小于320μs,刷新率可达20 Hz,系统的平均延时小于80 ms.     

变参差工作雷达数据采集系统

介绍了基于计算机PCI总线的变参差工作雷达数据采集系统的设计和实现方法。该系统提供一路20MHz最高采样频率、8位采样精度的数据采集通道,在FPGA逻辑控制下,系统可以对16种参差模式的雷达信号进行预置采样。实验证明,数据采集速率满足设计要求,数据传输最高达到100MB/s,可供后续雷达信号实时处理。     

多通道可重构水声信号采集模块设计

针对水声信号探测系统的需求,设计一种多通道可重构且小体积高集成度的水声信号采集模块。根据性能指标要求和水声信号特点,提出采集模块总体设计方案,硬件方面加入可重构带通滤波器增强采集模块的通用性,采用基于IEEE 1588V2标准的精确时间同步协议方案,提高多模块分布式应用时的系统采集同步精度;开发基于QT的处理机显控软件,实现采集控制与数据实时回看。对采集模块性能进行测试,其结果表明,该水声数据采集模块能够满足设计需求,其已在某声纳工程项目中得到实际应用。     

一种复杂安全气囊控制系统设计

设计一种基于飞思卡尔芯片技术的复杂安全气囊控制系统,包括初始化模块、上电自检模块、安全气囊控制模块、实时自检模块和定时器模块。系统硬件采用9S12系列16位微控器,集成多个MMA系列微机电系统加速度传感器和MC33797点火驱动芯片。实验结果表明,该系统具有较高的集成度、可靠性,且实时性较好。     

基于FPGA的高速数据采集系统设计与实现

设计一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速数据采集系统,将AT84AD001B高速A/D转换器与Stratix II系列的FPGA作为数据采集和处理主体,并在紧凑型外部设备互连系统平台上进行性能指标测试。结果表明,该系统可实现采样率为1 GS/s的双通道和采样率为2 GS/s的单通道交替并行数据采集性能,以及带宽达到200 MHz、放大倍数达到5倍的前端模拟信号调理性能,具有模块化、坚固性、可靠性和可扩展性等特点。     

基于CPLD的多通道智能爆速仪的设计

设计以单片机为控制核心,设计了基于CPLD的8通道智能爆遥测量仪.整个测量仪的系统主要分为三个模块:即信号产生、调理的前端模块;利用CPLD实现的16位计数器、自检电路、数据选通和缓存三个部分的测时模块;以单片机为核心的数据计算、输入输出、无线通信以及LCD显示的控制模块.设计中CPLD器件的利用简化了仪器电路板设计,...     

反坦克弹光纤惯导嵌入式信号采集系统设计与实现

针对战术导弹通用惯性导航系统应用需求设计了一种基于光纤陀螺与石英加速度计传感器的信号同步采集与实时处理硬件系统,完成了方案设计,对各子模块进行了功能划分与指标分配,采用 DSP+FPGA的嵌入式硬件平台架构,实现了三通道电流到频率脉冲的高精度模/数转换,陀螺仪、加速度计敏感的载体三维角运动、线运动测量信号的同步采集与实时处理功能,具有小型化、通用性强的特点,对样机实现的性能指标验证和测试结果符合设计要求。