【摘要】：高密度電阻率法是在常規(guī)電法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種陣列勘探方法,通過一次性布置數(shù)百個電極,即可實現(xiàn)一片區(qū)域的電性數(shù)據(jù)測量。該方法主要用于老礦區(qū)深陷探測、地下水資源探測、堤壩滲漏檢測等一系列工程地質(zhì)問題研究。高密度電法是一種先進(jìn)的物理勘探方法,但由于目前市場上的儀器結(jié)構(gòu)受限,其往往不具備太高的工作效率。此外,這類儀器多具有發(fā)射信號單一,功耗大,抗干擾能力差,采樣精度不高,體積笨重的缺點,這就導(dǎo)致此類儀器工作范圍的局限性。為解決傳統(tǒng)儀器的不足,本文借鑒分布式地震觀測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測量方式,實現(xiàn)了并行測量方式,通過對主控電路、發(fā)射電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,最終實現(xiàn)了并行高密度電法發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計。本文對發(fā)射系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究,主要包括系統(tǒng)方案設(shè)計、硬件電路設(shè)計、軟件程序設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)的研究。硬件設(shè)計主要包括各主控單元和各模塊單元電路的設(shè)計,以及PCB電路板設(shè)計。軟件設(shè)計主要包括ARM控制程序的設(shè)計和FPGA邏輯控制時序的設(shè)計,其中ARM控制程序由C語言實現(xiàn),FPGA時序邏輯則采用Verilog HDL硬件描述語言實現(xiàn)。設(shè)計過程中對相關(guān)硬件進(jìn)行了電路調(diào)試,軟件程序進(jìn)行了時序和功能仿真。此外本文對IGBT尖峰電壓吸收、信號同步觸發(fā)及系統(tǒng)可靠性設(shè)計等關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究,設(shè)計了相關(guān)電路和功能模塊,并對電路及模塊測試仿真,均可實現(xiàn)設(shè)計要求,針對某些模塊撰寫了相關(guān)學(xué)術(shù)論文,最后對該系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)測試,對測試結(jié)果進(jìn)行了分析與介紹。文章最后對本設(shè)計進(jìn)行了總結(jié)與展望,并介紹了下一步的工作內(nèi)容。
【圖文】：

北華航天工業(yè)學(xué)院碩士學(xué)位論文 人機(jī)交互功能電路設(shè)計在本設(shè)計中通過給 STM32 主控芯片外接點陣?yán)L圖型液晶顯示模塊進(jìn)而實現(xiàn)系示功能；然后外接 4*5 矩陣鍵盤，實現(xiàn)對發(fā)射主機(jī)控制命令的發(fā)送。本系統(tǒng)依和液晶顯示器的組合操作從而實現(xiàn)簡易的人機(jī)交互功能。本設(shè)計選用的液晶顯示模塊為深圳市川航電子科技有限公司生產(chǎn)的 CH320240型液晶顯示模塊。該顯示屏采用 RA8806 作為控制器，屏幕由 128*240 點陣 背光組成。該顯示屏最多可顯示 8 排漢字，每排最多 15 個漢字，同時支持簡體字體，文字可以 90 的倍數(shù)角度旋轉(zhuǎn)，同時可以最多設(shè)置為四倍大小和加粗示屏具備廣泛適用的驅(qū)動接口，能夠連接各類單片機(jī)，控制簡單，應(yīng)用也較為實物圖如圖 3.5 所示。

圖 3.12 光耦隔離電路原理圖.5 高壓驅(qū)動模塊設(shè)計并行高密度電法發(fā)射系統(tǒng)最終發(fā)射的是方波的高壓電信號，電壓值最大可到 1200以一種頻率循環(huán)發(fā)射，因此本設(shè)計選用全控型電壓驅(qū)動式開關(guān)元件 IGBT。由于此類不需較大驅(qū)動電壓，，而且輸入阻抗較高，非常適合作為本系統(tǒng)的高壓部分的開關(guān)模塊在本設(shè)計中，高密度電法發(fā)射系統(tǒng)外接高壓輸入 V+、V-，內(nèi)部與 4 個 IGBT 的集 C 連接，高壓輸出 A、B 與 IGBT 的發(fā)射極 E 連接，系統(tǒng)通過控制四個 IGBT 不同的導(dǎo)通與關(guān)斷實現(xiàn)單頻率雙極性方波電壓的輸出。工作連接示意圖如下 3.13 所示。分工作原理如下，系統(tǒng)通過控制單元使 FPGA 產(chǎn)生四路 PWM 信號，信號經(jīng)光耦隔離進(jìn)入 IGBT 驅(qū)動模塊。由兩個驅(qū)動模塊驅(qū)動 IGBT Q1-Q4 的導(dǎo)通和關(guān)斷，PWM1、PW出高電平時，1INA 和 2INB 為高電平，Q1 和 Q4 導(dǎo)通，PWM2 和 PWM3 輸出低電平INB 和 2INA 低電平，Q3 和 Q2 截止，A 端為 V+，B 端為 V-；PWM2 和 PWM3 輸出平時，1INB 和 2INA 高電平，Q2 和 Q3 導(dǎo)通，PWM1、PWM4 輸出低電平，1INAINB 為低電平，Q1 和 Q4 截止，A 端為 V-，B 端為 V+。
【學(xué)位授予單位】：北華航天工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P631.322;P641.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 秦偉;;STM32的FatFS在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2015年06期

2 付雪;卜雄洙;沈碧云;;基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];儀表技術(shù);2013年12期

3 楊振威;嚴(yán)加永;劉彥;王華峰;;高密度電阻率法研究進(jìn)展[J];地質(zhì)與勘探;2012年05期

4 嚴(yán)加永;孟貴祥;呂慶田;張昆;陳向斌;;高密度電法的進(jìn)展與展望[J];物探與化探;2012年04期

5 石潤彬;鄧晶;;基于STM32的CAN智能溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計[J];紹興文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué));2011年04期

6 郭曉強(qiáng);張春雷;陳鴻;周瑩;;伺服驅(qū)動器中電流采樣電路的設(shè)計[J];伺服控制;2010年06期

7 徐建功;趙捷;李偉;田杰;;基于STM32F103XX微處理器的Micro SD卡讀寫[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2010年20期

8 袁冰;來新泉;葉強(qiáng);李演明;賈新章;;集成于電流模降壓型DC-DC變換器的電流采樣電路[J];半導(dǎo)體學(xué)報;2008年08期

9 李曉斌;張貴賓;賈正元;;新型分布式高密度電法儀器發(fā)展瞻望[J];地質(zhì)裝備;2008年03期

10 鄧超文;;高密度電法的原理及工程應(yīng)用[J];韶關(guān)學(xué)院學(xué)報;2007年06期

本文編號：2614739