阵列系统中采集节点地址的动态分配方法

为解决阵列勘探在现场铺设时,采集节点地址容易发生错乱的问题,提出了一种"流水线逐级增长"与"双次对比"相结合的动态分配方法,以实现在任何现场铺设条件下均能有序地设置所有采集节点的地址。基于阵列勘探的结构特点,使各个采集节点的地址以流水线的方式在同一时间内同时增加,从而实现采集节点地址的并行快速设置,缩短系统初始化的时间。同时采用对每个采集节点的地址进行两次对比设置的方法,提高节点地址被正确设置的可靠性。搭建了具有8个采集节点的实验系统,结果表明8个节点地址设置总时间为162.55 s,与理论分析一致,同时也证明了该方法的有效性。     

用于水听器线列阵的精密时钟同步方法

针对海洋水声探测时水听器间的数据采集同步问题,提出了一种全阵列精确同步的采集时钟产生与传递方法。采用独立的高精度主时钟、异步差分传输线和从时钟端的锁相环(PLL),实现了多节点长时间不间断工作方式下的同步采集,具有抗干扰能力强、同步性能好的特点。建立了时钟同步模型,详细分析了同步延迟的产生环节。通过电路实验验证了整个方案的可行性,在经过长度为18m的非屏蔽双绞线传递后,恢复的从时钟延迟不大于165ns,且与距离成线性正比关系。所提方法已经用于实际的水听器阵列数据采集系统,取得较好的效果。     

基于锁相环的水听器阵列多传感器高精度同步技术

针对水听器阵列中多个传感器采集信号的同步问题,提出了一种适合于水听器阵列结构特点的高精度同步方法。该方法采用两级同步的方式:首先运用锁相环技术,保证同一个节点内多个传感器之间的同步采集;然后采用传输延时补偿的方法来补偿不同节点间的传输延时所引起的同步误差,实现节点之间的高精度同步采集。建立了一个实验系统:它由一个主节点和两个从节点组成。测试结果表明,同一节点内的同步采集误差不大于5 ns,不同节点间的同步采集误差不大于10 ns。对样机系统进行了进一步测试,测试结果与实验系统的测试结果一致。测试结果表明,该方法能实现水听器阵列多传感器间的高精度同步采集。     

多阵元拖缆勘探系统传输方案的设计

根据多阵元拖缆勘探系统中水声数据传输的特点,设计了一种基于LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)技术的流水线型数据传输系统。通过8B10B编码方式保证了数据传输时的直流均衡;利用"点名帧"的方法实现了对传输包包号的动态设置;采用预加重和均衡技术解决了LVDS信号远距离传输的问题,并克服了传统系统采用光纤传输时机械强度差、断线修复难等缺点。经测试,系统在100 m传输线长、192 Mb/s数据率下工作稳定、可靠,实验结果证明了方案的可行性。     

链式系统中信号远距离传输延时的在线测量方法

针对地震勘探系统结构成链式、采集节点多,全局主时钟和系统控制命令在其间传输延时大,而且采集节点间产生的延时不同且未知,导致不同采集通道间同步采集误差不易得到精确校正而影响同步精度的问题,提出了一种实时在线测量信号传输延时的回传模型和方法,采用链路复用技术,用同一根下行链路传输线实现从预处理模块到所有采集节点传输延时的精确测量,并能同时实现延时量向各采集节点一对一地传输。在进行链式系统设计时,本文方法能为后续同步采集误差的精确校正提供精确的延时依据。最后,建立了具有3个采集节点的实验系统,实验结果验证了本文方法的有效性。