基于FPGA的微震信息采集系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，地球物理勘探技術(shù)越來越受到人們的重視，尤其是微震監(jiān)測(cè)技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如礦山開采、橋梁建設(shè)、隧道施工、石油鉆井等。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)通過監(jiān)測(cè)地質(zhì)微小的震動(dòng)，預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和危害性，可以從預(yù)防的角度大大減少災(zāi)害帶來的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，微震信息采集屬于微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的前端，是精確采集和處理微震信號(hào)的前提條件，因此，對(duì)微震信號(hào)采集系統(tǒng)的研究有非常重要的意義。
　　本文設(shè)計(jì)的微震信號(hào)采集系統(tǒng)，以FPGA

2、為核心處理器，對(duì)采集的微震信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等一系列處理，最終通過以太網(wǎng)送往上位機(jī)。在該系統(tǒng)中，前端使用高靈敏度的微震檢測(cè)器采集微震信號(hào)，采集到的信號(hào)通過調(diào)理電路初步濾波和放大，然后送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)送入FPGA處理器進(jìn)一步地進(jìn)行乒乓緩存與濾波處理，并通過SPI送往ARM，最終ARM芯片控制以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)送往上位機(jī)。該系統(tǒng)通過FPGA處理器，完成對(duì)信號(hào)的控制、處理和傳輸功能，使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)微震信號(hào)的采集和處理，速度更

3、快，精度更高，控制功能更強(qiáng)。
　　本文設(shè)計(jì)的微震信號(hào)采集系統(tǒng)的先進(jìn)性和創(chuàng)造性主要包括以下幾個(gè)方面:信號(hào)的放大系數(shù)是可配置的，可以根據(jù)不同的采集環(huán)境進(jìn)行不同配置，其增益配置主要由FPGA完成;系統(tǒng)采用FPGA為核心處理模塊，F(xiàn)PGA中設(shè)計(jì)了緩存和濾波模塊，加快了數(shù)據(jù)的處理速度，提高了數(shù)據(jù)處理的精度;微震信號(hào)通過以太網(wǎng)傳輸，減少了誤碼率，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程傳輸。
　　論文最后，完成了對(duì)系統(tǒng)部分模塊的仿真，并選擇系統(tǒng)的幾個(gè)采集通道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)