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物探与化探  2013, Vol. 37 Issue (1): 82-87    DOI: 10.11720/wtyht.2013.1.15
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基于GPS同步的大地电磁采集站标定信号发生器设计与实现
申瑞杰1,2, 邱开林2, 姚红春1,2, 何展翔2, 卢祥弘1, 陈儒军1,3,4
1. 中南大学 地球科学与信息物理学院,湖南 长沙 410083;
2. 中国石油集团东方地球物理公司 综合物化探事业部,河北 涿州 072751;
3. 中国石油集团东方地球物理公司 博士后科研工作站,河北 涿州 072751;
4. 中南大学 计算机科学与技术 博士后流动站,湖南 长沙 410083
THE DESIGN AND REALIZATION OF THE SIGNAL GENERATOR FOR THE CALIBRATION OF MT INSTRUMENT BASED ON FPGA AND GPS SYNCHRONIZATION
SHEN Rui-jie1,2, Qiu Kai-lin2, YAO Hong-chun1,2, HE Zhan-xiang2, LU Xiang-hong1, CHEN Ru-jun1,3,4
1. School of Geosciences and Info-physics, Central South University, Changsha 410083, China;
2. Non-seismic Survey, BGP, CNPC, Zhuozhou 072751, China;
3. Postdoctoral Research Station of BGP, CNPC, Zhuozhou 072751, China;
4. Postdoctoral Station of Computer Science and Technology, Central South University, Changsha 410083, China
全文: PDF(947 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

介绍一种基于FPGA与GPS同步的大地电磁采集站标定信号发生器。信号发生器在AT91RM9200控制下产生0.093 75、0.234 4、2.5、20、24 Hz共5种频率的与GPS同步的方波信号,利用方波丰富的奇次谐波一次标定多个频点。FPGA与AT91RM9200之间的通信采用自行设计的SPI接口,实现控制参数的传输。FPGA内部采用PicoBlaze内核作为控制核心,对控制参数进行分析处理,控制标定信号的生成和与秒信号前沿同步。合成的方波信号经光耦隔离后接入模拟通道电路。测试结果表明,GPS同步标定信号发生器能够正常工作,标定信号输出滞后PPS秒信号前沿小于1.5 μs,带宽不低于10 MHz,幅值稳定,满足标定要求。

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Abstract

In this paper, a FPGA-based GPS synchronous signal generator for the calibration of MT instrument is presented. Under the control of AT91RM9200 processor, five square wave signals with specific frequencies of 0.09375, 0.2344, 2.5, 20 Hz and 24 Hz for calibration can be generated, and are synced with GPS's PPS. Multiple frequencies calibration is all done at the same time due to the nature of square wave composed of extensive odd harmonics. We designed a SPI interface to realize the communication between FPGA and AT91RM9200. The soft IP processor PicoBlaze, as the control center inside FPGA, is employed to analyze and process the control parameters, and to control the synthesis of frequencies and their synchronization to the rising edge of PPS. The synthesized square signal is transmitted to the analog channel board through photon-coupled isolator. As the test result proves, the signal generator works well, and calibration signals have a lag of less than 1.5μs to the rising edge of PPS, more-than-10 MHz bandwidth and stable amplitude, which meets the calibration requirement.

收稿日期: 2011-10-30      出版日期: 2013-02-10
:  P631  
作者简介: 申瑞杰(1987-),男,中南大学硕士研究生,主要研究方向为地球物理勘探仪器设计。
引用本文:   
申瑞杰, 邱开林, 姚红春, 何展翔, 卢祥弘, 陈儒军. 基于GPS同步的大地电磁采集站标定信号发生器设计与实现[J]. 物探与化探, 2013, 37(1): 82-87.
SHEN Rui-jie, Qiu Kai-lin, YAO Hong-chun, HE Zhan-xiang, LU Xiang-hong, CHEN Ru-jun. THE DESIGN AND REALIZATION OF THE SIGNAL GENERATOR FOR THE CALIBRATION OF MT INSTRUMENT BASED ON FPGA AND GPS SYNCHRONIZATION. Geophysical and Geochemical Exploration, 2013, 37(1): 82-87.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2013.1.15      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2013/V37/I1/82

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