[发明专利]一种基于电荷放大全差分电路的检波器机芯及检波器

说明书

本发明属于地震勘探技术领域，尤其涉及一种基于电荷放大全差分电路的检波器机芯及检波器。通过基于电荷提取方式的机芯单元的串、并联，并且中心接地的方式及上下对称设置的两对独立震动单元用中空螺钉紧固在一起组成的技术方案提供了一种无需较高的输入阻抗，就能有效提高低频接受能力的检波器机芯；本发明无论传输线的长短，都能提供较高的共模抑制比来抵御噪声的干扰并且不会影响传输信号电压幅度的衰减的检波器机芯；本发明提供了一种分布电容不影响频带宽度的检波器机芯。

技术领域

本发明属于地震勘探技术领域，尤其涉及一种基于电荷放大全差分电路的检波器机芯及检波器。

背景技术

在地震勘探系统中，人工震源产生的地震波向地层深处传播，经过地层反射后将带有地层信息的反射波传递到地面的检波器进行接收。检波器承担将接收到的反射波信号转换为电信号并输出到后续地震勘探仪器的任务。由于震源强度的限制以及地层介质的衰减，检波器接收到的地层反射信号十分微弱。要完整准确的反映地层信息，就必须要求检波器具有足够的灵敏度和足够的接受频带宽度，并具备抵御外界干扰的能力。

检波器完成反射波的机电转换，电信号经过放大整理后，输出到后续采集站和地震仪进行存储和分析。震源激发一般采取炸药或可控震源，受物理特征和条件限制，震动信号向地层传递过程中低频信号的损失，加之检波器自身接收低频信号的部分衰减。造成检波器接收并传递给地震仪的信号中，低频信息分量的不足，这会直接影响地震勘探资料的成像水平和地层面貌的真实反映。由于地震信号在地层深处传递时，高频信息随着传递深度增加衰减较快，低频信息更是在深层勘探中起主要作用，因而如果因各种原因造成低频信息的缺失，将会影响勘探采集信号的信噪比，从而影响深层的勘探效果。

现行陆用压电检波器的机芯采用压电晶体串联的方式，适合电压提取方式。当检波器应用电压提取放大原理时，对电路有着严格的要求，首先相对压电容性特征，其必须具备足够高的输入阻抗，才能有效提取所需要的低频信息，但过高的输入阻抗会带来噪声和零漂的加剧；其次电路与压电晶体为主体的起震单元(机芯)直接连接线缆不易过长，否则缆线电阻和分布电容会带来较大的损耗和较大的干扰。仅此两点，对采用电压提取放大的压电检波器的性能提高带来一定的限制。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种无需较高的输入阻抗，就能有效提高低频接受能力的检波器机芯；本发明的目的之二是提供一种无论传输线的长短，都能提供较高的共模抑制比来抵御噪声的干扰并且不会影响传输信号电压幅度的衰减的检波器机芯；本发明的目的之三是提供一种分布电容不影响频带宽度的检波器机芯。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于电荷放大全差分电路的检波器机芯，至少包括机芯外壳体、上盖和支撑框架，上盖的上表面中心位置开有贯穿通孔，上盖置于机芯外壳体上，支撑框架连接在机芯外壳体内；支撑框架包括支架和支撑环，支架连接在机芯外壳体内侧壁，支架的内侧壁上间隔设置有支撑环，还包括1-4个机芯单元，所述的机芯单元水平连接在上下相邻支撑环之间；机芯单元包括两对独立震动单元、一个中空螺钉和一个基片；所述的独立震动单元的外沿有一引线，所述的独立震动单元和基片的中心均开有同轴通孔，中空螺钉通过独立震动单元和基片的同轴通孔将基片和位于基片上下对称设置的两对独立震动单元紧固连接；独立震动单元的引线通过中空螺钉的中心连接至上盖上表面的贯穿通孔引出。

所述的独立震动单元由一个质量体和一个机电转换元件组成，质量体和机电转换元件具有同轴通孔，质量体的外径小于机电转换元件的外径，所述的机电转换元件置于基片和质量体之间，机电转换元件的外沿连接有一引线。

所述的机电转换元件是压电晶片或压电陶瓷片。

所述的机芯单元之间采用串联或并联方式连接，中心连接导线与电路地相接。

所述的上盖和机芯外壳体采用金属材质。