[发明专利]磁共振探水系统中放大器的实时抗饱和装置及实时抗饱和方法

摘要

本发明涉及一种磁共振探水系统中放大器的实时抗饱和装置及实时抗饱和方法,是由是由前置放大电路经宽频带通滤波电路、窄带滤波电路、二级放大电路、程控放大电路和ADC模块与FPGA模块连接，FPGA模块分别与ROM模块、RAM模块、程控放大电路、SCI接口和网络接口连接，FPGA模块分别经SCI接口和网络接口与计算机连接构成。本发明的思想是通过前几个采样点的值预估下一个采样点的大小，进而设置每一个采样点最佳放大倍数，即达到微弱信号放大的要求又保证放大器不饱和；整个放大倍数调节过程都是实时自动完成，提高了地下水探测效率；由于该实时抗饱和装置的加入，即使在噪声干扰严重的复杂环境下也能完成地下水探测，为后期信号处理和数据反演提供可靠数据。

主权项

1.一种磁共振探水系统中放大器的实时抗饱和装置，是由前置放大电路(1)经宽频带通滤波电路(2)与窄带滤波电路(3)连接，窄带滤波电路(3)经二级放大电路(4)与程控放大电路(5)连接，程控放大电路(5)经ADC模块(6)与FPGA模块(7)连接，FPGA模块(7)分别与ROM模块(8)、RAM模块(9)、程控放大电路(5)、SCI接口(10)和网络接口(11)连接，计算机(12)分别与SCI接口(10)和网络接口(11)连接构成；其特征在于，磁共振探水系统中放大器的实时抗饱和装置的实时抗饱和方法，包括以下步骤：a、系统初始化：手动设置初始化放大倍数A、预设上限值Vmax和预设下限值Vmin；b、信号采集：信号采集主要包括FPGA模块(7)控制ADC模块(6)把微弱磁共振信号经前置放大电路(1)、宽频带通滤波电路(2)、窄带滤波电路(3)、二级放大电路(4)、和程控放大电路(5)放大后转换为数字信号；c、信号预判：根据信号的连续性可知，信号不能突变，因此利用信号的前3个采样点的值Vi‑2、Vi‑1、Vi做出下一个即将采样信号Vi+1的评估，Vi+1＝Vi+T*a，式中T是采样周期，Vi和Vi+1两点间的斜率为a＝ai+1.5(ai‑ai‑1),Vi‑1和Vi两点间的斜率为ai＝(Vi‑Vi‑1)/T,Vi‑2和Vi‑1两点间的斜率为ai‑1＝(Vi‑1‑Vi‑2)/T；d、调整放大倍数：当VminVmax时，下一次的放大倍数Ai+1＝Vref*Ai/Vi+1，其中，Vref＝(Vmin+Vmax)/2；由于程控放大器是数字调节，放大倍数是不连续的，为了抑制放大器饱和，实际调整的放大倍数不大于上述方法计算出的Ai+1，但要最接近于Ai+1；e、采样值归一化处理：所有的信号采样值需要做同一个放大倍数计算，把每一个采样值除以该采样值时的放大倍数，即实际信号值Vi’＝Vi/Ai；f、进入下一次实时抗饱和控制的循环：信号采集、信号判断、调整放大倍数、采样值归一化处理，直至采样时间结束。