一种新型瞬变电磁仪发射电路设计

为提高瞬变电磁仪测量的准确度,设计了基于FPGA的瞬变电磁仪发射电路。该电路采用EXB841模块设计驱动电路,实现对H桥路上下臂MOSFET的有效驱动;利用改进的H桥路设计及改变传统桥路的控制策略,实现对MOSFET的超短时间关断;采用RCD吸收保护电路降低尖峰电压干扰,改善发射电路输出波形。试验结果表明,该发射电路的发射信号过压仅为正常信号的1.33倍,振荡时间为500ns,下降沿时间为700ns,实现了发射电流的快速关断,且稳定性好。     

瞬变电磁法新型发射机的研制

为满足野外探测的需要而研制的瞬变电磁法新型发射机。介绍了发射机的硬、软件设计原则和方法。     

一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计

针对瞬变电磁发射机发射电流过冲造成探测盲区的问题,提出了一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计方案。该方案在发射线圈两端并联一个优化的RLC二阶电路,在发射电流下降到接近零时接通该电路,让发射电流按指数衰减,从而有效去除电流过冲。仿真与实验结果表明,该方案能够去除发射电流的过冲振荡,减小探测盲区。     

一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计

针对瞬变电磁发射机发射电流过冲造成探测盲区的问题,提出了一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计方案。该方案在发射线圈两端并联一个优化的RLC二阶电路,在发射电流下降到接近零时接通该电路,让发射电流按指数衰减,从而有效去除电流过冲。仿真与实验结果表明,该方案能够去除发射电流的过冲振荡,减小探测盲区。     

一种高性能瞬变电磁接收机的研制

根据工程勘探的需要,在分析瞬变电磁法基本原理的基础上,研制了能兼顾采样速度和动态范围的高性能瞬变电磁接收机,给出了该接收机的硬件设计和抗干扰设计。实验室模拟试验表明,该瞬变电磁接收机达到了设计要求。     

矿井瞬变电磁重叠回线装置实验研究

针对井下特殊的工作环境,对不同边长、不同形状和不同匝数的重叠回线装置与关断时间、接收信号质量之间的关系进行了定性研究,通过实验得出了如下结论:关断时间受重叠回线装置的形状和接收线圈的匝数影响较小,而对重叠回线装置的面积和发射线圈匝数的变化较为敏感,基本上呈现线性增加关系;在井下有限的施工空间中,适当增大重叠回线装置的面积和加大接收线圈的匝数可以明显提高和保证接收信号的质量;而圆形的重叠回线装置在相同周长的情况下,能够获得最大的接收面积;发射线圈匝数的增加无助于接收信号质量的改善。     

一种求解电磁散射问题的快速迭代法

结合快速多极子技术,提出了一种新的迭代方法--快速多极子-加窗测试迭代法来求解任意截面电大尺寸导体柱的电磁散射问题.该方法结合了电磁场积分方程数值求解技术和高频近似概念,将散射体阴影区的误差场量用实窗函数压缩,并在散射体表面构造单点测试方程,建立了迭代求解式.迭代过程中的矩阵向量乘积通过快速多极子法加速.数值实验表明该方法解电磁散射问题快速、有效,仅需几次迭代即可收敛至足够精度,迭代次数不随问题规模增加,其计算量仅略高于线性复杂度.     

航空瞬变电磁三分量空心线圈传感器设计

航空瞬变电磁法(ATEM)是地球物理勘探中的主要方法之一,被广泛应用在油气、地下水等深地资源的勘查。瞬变电磁接收系统一般采用感应式空心线圈传感器接收瞬变电磁信号,其具有本身重量轻、固有线性频率的特点。线圈传感器仅对垂直于其孔径的磁通敏感,为了确定矢量磁场的所有方向分量,此次传感器设计成三个相互垂直的线圈。通过分析感应线圈灵敏度、信噪比等参数,对线圈尺寸、绕线方式进行了优化设计;选定本底电压、电流噪声较小的放大器,设计了接收信号前置放大电路。所研发的三分量ATEM感应式磁传感器工作带宽可达25 kHz,X、Y、Z三分量的本底噪声分别保持在：11.7、10.7、10.6(单位：nV/√Hz@1kHz),在其谐振频率处的灵敏度分别为4.3、6.5、6.4(单位：mV/nT)。本设计实现了高灵敏度三分量信号的采集,X、Y、Z三个分量完全对称分布,电参数基本一致,降低了传感器的本底噪声,有效地提高了灵敏度和信噪比。     

小回线大电感负载快关断高重频功率放大器设计

针对瞬变电磁法探测中,功率放大器负载大电感线圈面临关断时间长、充电-放电频率低的问题,本文开展小回线大电感负载瞬变电磁发射系统快速关断与快速充放电技术研究。利用大功率TVS串联的无源恒压钳位技术降低关断时间、同时采用阻尼吸收电阻减小关断振荡,设计了大功率恒压快速充电模式,推导了关断时间与TVS管个数的关系,关断时间随TVS管个数增加而缩短。仿真与实验测试结果表明：对于575μH负载电感,输出峰值电流230 A、2 ms脉冲时的充电时间为72 ms, 9个TVS管时关断时间为152μs。为瞬变电磁探测系统减小探测盲区、多脉冲积累提高探测能力奠定了基础。     

快速电磁计算软件包设计与应用

描述了快速电磁计算软件包的设计思想,展现了软件包结构和工程计算结果,并且验证了软件包有效性和通用性,也展现了时域积分方程快速算法的优点。     

一种新型低电压LVDS发送器设计

本论文给出一种用0.18μm的CMOS工艺设计,工作电源电压是1.5V,可实现为2.5Gbps数据流的发送的LVDS(Low Voltage Differential Signal)发送器.为了补偿长距离高速传输的高频信号衰减,发送器对信号的高频部分进行了预加重.通过数字控制,可以让发送器工作在有/无发送端匹配电阻的不同状态,可以针对不同的信道条件选择工作模式.在有发送端匹配电阻存在的情况下,发送器在单端输出摆幅480mV的情况下消耗平均功率为34.2mw.     

一种实用的逆变桥功率开关管门极关断箝位电路

针对1kVA高频在线式UPS主功率电路的设计,并结合实际电路调试中所遇到的问题,提出了一种实用的电路———逆变桥功率开关管门极关断箝位电路熏它可以有效地抑制开关管门极的干扰,从而提高电路的可靠性;同时给出了部分电路的实验波形和实验结果。     

瞬变电磁发射机的无源恒压钳位技术

传统的准谐振和电压源恒压钳位方法可以使电流关断延时减小,电流下降线性度变好。但其控制电路比较复杂,且均引入了电容,容易和线圈发生谐振而使电流下降沿两端的抖动加剧。为此提出了用TVS和SIDAC器件来实现无源恒压钳位电路。这样不仅可以使电路简单,而且由于2种器件的结电容较小,电流下降沿两端的抖动也较小。对2种器件来实现恒压钳位电路进行了分析,表明2种器件设计的电路均能满足恒压钳位的要求。实验结果表明:无源恒压钳位方法可以使电流下降线性度好,下降沿两端抖动小,且电路较为简单。     

A novel electromagnetic bandgap design applied for suppression of printed circuit board electromagnetic radiation

In this article, a novel electromagnetic bandgap structure is applied to a high‐speed printed circuit board, where the proposed concept is to etch with traditional L‐bridge and extended connecting branches on the power plane. To investigate the electromagnetic characteristics of the proposed structure, its transmission performance is determined including an equivalent circuit to numerically predict the lower cutoff frequency. A near field electromagnetic interference measurement is carried out compared to a reference board to investigate the simultaneous switching noise suppression ability.     

一种低抖动快锁定的时钟数据恢复电路设计

采用TSMC 0.13μm CMOS工艺,设计了一种基于延迟锁相环(DLL)与锁相环(PLL)混合技术的时钟数据恢复(CDR)电路。它结合延迟锁相环电路追踪速度快和锁相环电路抖动抑制能力强的特点,与通常基于二阶锁相环结构的电路相比,在输出抖动相同的情况下,具有更快的锁定时间。仿真结果表明该电路可以成功恢复出480 MHz伪随机数据,数据峰峰值抖动约为39 ps,即相对抖动约为0.02 UI,锁定时间约为793 ns,较二阶锁相环结构的电路提升了32%。芯片核心电路面积为0.15 mm2,1.2 V电源供电下消耗功耗6.9 m W。     

一种新型低压上电复位电路设计

基于0.18 mm工艺设计了一种可集成到低电源电压数字IC或数模混合IC的上电复位电路。该POR(Power On Reset)具有电源上电和掉电检测功能,且对电源上电的速度不敏感,故可通过使用迟滞比较器实现对电源噪声的免疫。corner仿真结果表明,该电路可以实现大于100 ms的延时。相比于传统POR,该电路工作电压低、性能可靠、结构简单。     

电磁脉冲环境下电源防护电路设计

主要设计了直流电源在强电磁脉冲环境下的保护电路,阐述了设计思路,并进行仿真和实验验证.防护电路设计采用瞬态元件和滤波电路互相配合使用.瞬态元件主要是电压箝位和电流的泄放,滤波电路是滤波和延时作用.仿真与实验结果表明,防护电路可以对强电磁脉冲进行衰减,可以有效保护直流电源.