[发明专利]一种航空瞬变电磁接收信号增益自动控制电路

说明书

本发明提供一种航空瞬变电磁接收信号增益自动控制电路，同步触发信号输入FPGA时序逻辑生成电路，由FPGA时序逻辑生成电路产生的信号分别输出到采样保持电路、运动噪声采样时刻产生电路和时序程控放大电路，作为以上各个电路的控制信号；接收信号分别输入低通滤波电路与运动噪声去除电路，经滤波后的信号送入采样保持电路；采样保持电路与运动噪声采样时刻产生电路相连接，采样保持电路的信号输出到运动噪声采样时刻产生电路，生成运动噪声的采样信号；运动噪声采样信号输入采样保持电路，得运动噪声；运动噪声去除电路与时序程控放大电路相连接，它实时识别和去除低频运动噪声，使二次场信号的灵敏度得以有效提高。

技术领域

本发明涉及电磁勘探技术领域，尤其涉及一种航空瞬变电磁接收信号增益自动控制电路。

背景技术

航空电磁探测作为一种高效快速的物探方法，通过飞机承载探测仪器，利用不接地回线向地下发送一次场，在其激发下，地下地质体中激励起的感应涡流将产生随时间变化的二次场。利用接收线圈，对二次场进行提取，实现对地质体的分析。

瞬变电磁信号具有动态范围大、频带宽、衰减快的特点，对其进行全波形采样时，一次场信号强，二次场信号微弱，因此要求信号通道具备大动态范围，同时具备二次场微弱信号的程控放大或浮点放大能力。以往的方法有：

硬件补偿技术，如固定翼频率域电磁系统、直升机瞬变电磁系统中，接收线圈处设置一次场补偿线圈，通过用补偿场去抵消一次场的方法，从而有效提高了二次场信号的动态范围和灵敏度。但对于固定翼瞬变电磁系统，由于收发距和收发线圈相对位置不固定，硬件补偿技术无法实现。

浮点放大技术，地面瞬变电磁法通常采用浮点放大技术来提升动态范围，能够有效提高二次场信号的增益。在空中，则存在低频运动噪声，浮点放大技术提高动态范围的作用不大。

高分辨率采样，如24位AD，实现大动态范围，这种方法是通过数据处理技术提高灵敏度。然而高分辨AD一般价格很高，加之高速和高分辨率不能兼顾，对二次场信号灵敏度的提升作用有限。

有些系统仅对二次场采样，即发射电流关断期间(Off-Time)的数据采集，可较大幅度提高动态范围，但该方法缺失电流持续期间(On-Time)的信息，不利于数据后续处理。

综上所述，对于固定翼时间域航空电磁系统，其接收信号中存在很强的低频运动干扰和一次场感应信号，导致难以提高二次场微弱信号的增益，不利于有用信号的获取。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种航空瞬变电磁接收信号增益自动控制电路，它结构设计合理，根据瞬变电磁信号的特点，实时识别和去除低频运动噪声，通过时间来分离一次场和二次场，利用时序程控放大的方法，使二次场信号的灵敏度得以有效提高。

本发明的技术方案是：提供一种航空瞬变电磁接收信号增益自动控制电路，它是由FPGA时序逻辑生成电路、低通滤波电路、采样保持电路、运动噪声采样时刻产生电路、运动噪声去除电路、时序程控放大电路组成，同步触发信号输入FPGA时序逻辑生成电路，由FPGA时序逻辑生成电路产生的信号分别输出到采样保持电路、运动噪声采样时刻产生电路和时序程控放大电路，作为以上各个电路的控制信号；接收信号分别输入低通滤波电路与运动噪声去除电路，经滤波后的信号送入采样保持电路；采样保持电路与运动噪声采样时刻产生电路相连接，采样保持电路的信号输出到运动噪声采样时刻产生电路，生成运动噪声的采样信号；运动噪声采样信号输入采样保持电路，得运动噪声；采样保持电路输出的运动噪声与接收信号同步输入运动噪声去除电路，得去除运动噪声的信号；运动噪声去除电路与时序程控放大电路相连接，将去除运动噪声的信号程控放大，最后输出；

FPGA时序逻辑生成电路用于产生采样时刻信号和使能端信号，其中采样时刻信号用于采样保持器对二次场波段信号的釆样，使能端信号控制多路复用器的输出；