基于fpga的多功能電法發(fā)射的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)。是由系統(tǒng)電源連接控制板，功能開關(guān)經(jīng)控制板和H橋路與發(fā)射線圈連接，發(fā)射電源與H橋路2連接，能量吸收經(jīng)H橋路與電流采集連接構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)了三種發(fā)射機(jī)于一體，原本要三臺發(fā)射儀器才能完成的變?yōu)橐慌_儀器就可實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用更加方便，重量約為10千克，適合于各種地形，工作模式可選，波形的頻率和占空比都可調(diào)，與現(xiàn)有的發(fā)射機(jī)相比，無論是重量還是體積都極大的減小了。節(jié)省了人力、物力和時(shí)間，并且減小電流關(guān)斷時(shí)間。發(fā)射機(jī)的工作模式通過八位功能開關(guān)進(jìn)行切換，并且可以通過開關(guān)對FPGA進(jìn)行頻率和占空比的選擇，在發(fā)射線圈上產(chǎn)生需要的發(fā)射電流，并通過電流互感器對發(fā)射電流實(shí)時(shí)采集。
【專利說明】基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電法發(fā)射機(jī)，尤其是基于FPGA的瞬變電磁發(fā)射機(jī)、雙頻激電發(fā)射機(jī)及滲流場發(fā)射機(jī)的多功能電法發(fā)射機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著儀器的數(shù)字化、智能化以及功率的增大，瞬變電磁法、雙頻激電法及滲流場法可以解決的問題不斷增多，特別是近幾年來在地下水探測、土壤鹽堿化調(diào)查等領(lǐng)域起到良好的作用。目前幾乎涉及了地球物理勘探的各個(gè)領(lǐng)域甚至包括海洋和空中，可見已成為重要的地球物理勘探方法。
[0003]當(dāng)某一地理位置需要幾種電法共同工作時(shí)，根據(jù)不同的測試要求，現(xiàn)有的電法發(fā)射機(jī)僅能適用于一種波形的發(fā)射，三種工作方式至少要重新鋪設(shè)三次線圈，而且需要帶三臺儀器并且需要更換不同的發(fā)射機(jī)工作，這樣就需要多人同時(shí)操作，工作過程耗時(shí)耗力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)，是由系統(tǒng)電源3連接控制板1，功能開關(guān)4經(jīng)控制板I和H橋路2與發(fā)射線圈8連接，發(fā)射電源5與H橋路2連接，能量吸收6經(jīng)H橋路2與電流采集7連接構(gòu)成。
[0007]控制板I是由FPGA18分別連接控制信號A20和控制信號B21，控制信號A20和控制信號B21分別與光電隔離19連接，光電隔離19經(jīng)信號放大A22接收驅(qū)動信號WA13，光電隔離19經(jīng)信號放大B23接收驅(qū)動信號WB14。
[0008]H橋路2是由第一 MOS管9和第二 MOS管10連接，并與發(fā)射電源5的正極連接，第四MOS管11與第三MOS管12連接，并與發(fā)射電源5的負(fù)極連接，雙向TVS管15經(jīng)吸收電阻16、電流互感器17和發(fā)射線圈8與雙向TVS管15連接，當(dāng)電流關(guān)斷時(shí)構(gòu)成回路，發(fā)射線圈8和雙向TVS管15的連線與第一 MOS管9和第四MOS管11的連線相連接，吸收電阻16和電流互感器17的連線與第二 MOS管10和第三MOS管12的連線相連接構(gòu)成。
[0009]有益效果:本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了三種發(fā)射機(jī)于一體，原本要三臺發(fā)射儀器才能完成的變?yōu)橐慌_儀器就可實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用更加方便，電法發(fā)射機(jī)總重量約為10千克，適合于各種地形，工作模式可選，并且發(fā)射電流波形的頻率和占空比都可調(diào)，與現(xiàn)有的單一工作模式發(fā)射機(jī)相比，無論是重量還是體積都大大減小了。節(jié)省了人力、物力和時(shí)間，設(shè)計(jì)過程中的難題是集三種功能于一體，并且減小電流關(guān)斷時(shí)間。發(fā)射機(jī)的工作模式通過八位功能開關(guān)進(jìn)行切換，并且可以通過開關(guān)對FPGA進(jìn)行頻率和占空比的選擇，在發(fā)射線圈上產(chǎn)生需要的發(fā)射電流,并通過電流互感器對發(fā)射電流實(shí)時(shí)采集?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1是基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]圖2是附圖1中控制板I的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖3是附圖1中H橋路2的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]I控制板，2H橋路，3系統(tǒng)電源，4功能開關(guān)，5發(fā)射電源，6能量吸收，7電流采集，8發(fā)射線圈，9第一 MOS管，10第二 MOS管，11第四MOS管，12三MOS管，13驅(qū)動信號WA，14驅(qū)動信號WB, 15雙向TVS管，16吸收電阻，17電流互感器，18FPGA，19光電隔離，20控制信號A，21控制信號B，22信號放大A，23信號放大B。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0015]基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)，是由系統(tǒng)電源3連接控制板1，功能開關(guān)4經(jīng)控制板I和H橋路2與發(fā)射線圈8連接，發(fā)射電源5與H橋路2連接，能量吸收6經(jīng)H橋路2與電流采集7連接構(gòu)成。
[0016]控制板I是由FPGA18分別連接控制信號A20和控制信號B21，控制信號A20和控制信號B21分別與光電隔離19連接，光電隔離19經(jīng)信號放大A22接收驅(qū)動信號WA13，光電隔離19經(jīng)信號放大B23接收驅(qū)動信號WB14。
[0017]H橋路2是由第一 MOS管9和第二 MOS管10連接，并與發(fā)射電源5的正極連接，第四MOS管11與第三MOS管12連接，并與發(fā)射電源5的負(fù)極連接，雙向TVS管15經(jīng)吸收電阻16、電流互感器17和發(fā)射線圈8與雙向TVS管15連接，當(dāng)電流關(guān)斷時(shí)構(gòu)成回路，發(fā)射線圈8和雙向TVS管15的連線與第一 MOS管9和第四MOS管11的連線相連接，吸收電阻16和電流互感器17的連線與第二 MOS管10和第三MOS管12的連線相連接構(gòu)成。
[0018]本實(shí)用新型主要由三部分組成:功能開關(guān)4，控制板I，H橋路2。通過功能開關(guān)4發(fā)送控制字對FPGA進(jìn)行控制，選擇工作模式、發(fā)射頻率及占空比，兩路控制信號控制四個(gè)MOS管的導(dǎo)通和關(guān)斷，可以在發(fā)射線圈8中得到想要的發(fā)射電流波形。工作過程中，通過功能開關(guān)4的控制，F(xiàn)PGA可以提供兩路控制信號——控制信號A20和控制信號B21，兩路控制信號經(jīng)過光電隔離19處理后，又分別經(jīng)過信號放大A22和信號放大B23進(jìn)行驅(qū)動放大，得到驅(qū)動信號WA13和驅(qū)動信號WB14，兩個(gè)驅(qū)動信號可以控制第一 MOS管9、第二 MOS管10、第四MOS管11及第四MOS管12的導(dǎo)通和關(guān)斷。通過功能開關(guān)4控制兩路控制信號的頻率及占空比，達(dá)到控制發(fā)射信號頻率及占空比的目的。當(dāng)控制板給驅(qū)動信號WA信號時(shí)WB路斷開，WA路導(dǎo)通，此時(shí)第一 MOS管9和第三MOS管12導(dǎo)通，即發(fā)射電源5經(jīng)第一 MOS管9、發(fā)射線圈8、電流互感器17和第三MOS管12與發(fā)射電源5構(gòu)成回路。當(dāng)控制板給驅(qū)動信號WB信號時(shí)WA路斷開，WB路導(dǎo)通，此時(shí)第二 MOS管10和第四MOS管11導(dǎo)通，即發(fā)射電源5經(jīng)第二 MOS管10、電流互感器17、發(fā)射線圈8和第四MOS管11與發(fā)射電源5構(gòu)成回路。在發(fā)射電流關(guān)斷的下降沿，雙向TVS管15和吸收電阻16共同作用，達(dá)到減小關(guān)斷時(shí)間的目的。
[0019]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題提供了由FPGA構(gòu)成的控制板1，為控制板供電的系統(tǒng)電源3，工作模式、占空比及發(fā)射頻率選擇的功能開關(guān)4，用于功率逆變的H橋路2，給發(fā)射橋路供電的發(fā)射電源5，發(fā)射線圈8，用于減小關(guān)斷時(shí)間的能量吸收6，對發(fā)射電流實(shí)時(shí)采集的電流采集7。
【權(quán)利要求】
1.一種基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)，其特征在于，是由系統(tǒng)電源(3)連接控制板(I)，功能開關(guān)⑷經(jīng)控制板⑴和H橋路⑵與發(fā)射線圈⑶連接，發(fā)射電源(5)與H橋路⑵連接，能量吸收(6)經(jīng)H橋路⑵與電流采集(7)連接構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)，其特征在于，控制板(I)是由FPGA (18)分別連接控制信號A (20)和控制信號B (21)，控制信號A (20)和控制信號B (21)分別與光電隔離(19)連接，光電隔離(19)經(jīng)信號放大A(22)接收驅(qū)動信號WA(13)，光電隔離(19)經(jīng)信號放大B (23)接收驅(qū)動信號WB (14)。
3.按照權(quán)利要求1所述的基于FPGA的多功能電法發(fā)射機(jī)，其特征在于，H橋路⑵是由第一 MOS管(9)和第二 MOS管(10)連接，并與發(fā)射電源(5)的正極連接，第四MOS管(11)與第三MOS管(12)連接，并與發(fā)射電源(5)的負(fù)極連接，雙向TVS管(15)經(jīng)吸收電阻(16)、電流互感器(17)和發(fā)射線圈⑶與雙向TVS管(15)連接，當(dāng)電流關(guān)斷時(shí)構(gòu)成回路，發(fā)射線圈⑶和雙向TVS管(15)的連線與第一 MOS管(9)和第四MOS管(11)的連線相連接，吸收電阻(16)和電流互感器(17)的連線與第二 MOS管(10)和第三MOS管(12)的連線相連接構(gòu)成。
【文檔編號】G01V3/10GK203455487SQ201320602445
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】段清明, 張磊, 黃廷哲, 韓英杰 申請人:吉林大學(xué)