地质勘探多通道高速数据同步采集技术研究_杨会伟

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1、地质勘探多通道高速数据同步采集技术研究_杨会伟第32卷第12期2016年12月商丘师范学院学报JOUＲNALOFSHANGQIUNOＲMALUNIVEＲSITYVol．32No．122016December，地质勘探多通道高速数据同步采集技术研究马书香，周先飞杨会伟，（芜湖职业技术学院信息工程学院，安徽芜湖241002）摘要：通过分析地震勘探中同一数据源多个探测点的同步启动误差和同步采样误差分析，提出了一种基于51单片机+FPGA的高精度、多通道高速同步采集系统设计方案．利用GPS秒脉冲上升沿实现各个探测点的同步启动，并将高精度晶振和GPS秒脉冲相结合，产生高精度高稳秒脉冲p

2、ps．最后利用pps的上升沿校正实际的采样时钟信号，实现各探测点的同步采集．实验表明，该系统校正后的高精度秒脉冲信号pps的误差最小可达到5～10ns，平均误差约30ns，且pps信号的频率非常均匀．关键词：全球定位系统；现场可编程逻辑门阵列；同步；地震勘探；高精度时钟中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1672－3600（2016）12－0053－04Ｒesearchofmulti－channelhigh－speedsynchronousdataacquisition———————————————————————————————————————————————te

3、chnologyingeologicalexplorationYANGHuiwei，MAShuxiang，ZHOUXianfei（SchoolofInformationEngineering，WuhuInstituteofTechnology，Wuhu241002，China）Abstract：Byanalyzingtheerrorstartedsimultaneouslyinthesamedatasourceseismicmultipledetectionpointsanderroranalysisofsynchronoussampling，proposedoneofmul

4、ti－channelhigh－speedsynchronousacquisitionsystemdesignbasedontheGPSunit+51MCU+FPGAhigh－precision．UsingGPSsecondpulserisingedgeachievesimultaneousstartofeachprobepoint，，andcombiningwiththehigh－precisioncrystaloscillatorandaGPSsecondpulse，producehighprecisionandhighstabilitysecondspulsepps，Fi

5、nally，Usingtherisingedgecorrectionppsactualthesamplingclocksignal，Achievedthesynchronizationacquisitionofeachprobepoint．Experimentalresultsshowthatthesmallesterroroftheppscanreach5～10ns，about30nsoftheaverageerror，andthefrequencyofppsisveryuniform．Keywords：GPS（globalpositioningsystem）；FPGA；s

6、ynchronous；seismicexploration；highprecisionclock0引言多通道数据采集在工业测控领域应用非常广泛，它在计算机测控系统中已成为重要环节．目前大多数数据的采集都是在非常严苛的环———————————————————————————————————————————————境下开展的，对数据的准确性和实时性都有很高的要求．同样，在地震探测领域也需要大量高速数据的采集处理．在当今的地震探测中，数据采集方式通常分为：单炮断续采集和多炮连续采集2种．不管是采用哪种方式，采集控制均由用户在主控单元设定采集参数，然后由主控单元发出采集命令控制遥爆机

7、点火和采集电路启动数据采集．由于整个遥测数据采集系统采用分布式结构，各个分支采集站均采用相互独立的设计单元，即其相互之间的信号起始时间是毫无关联的．而对于地震勘探来说，对同一震源产生的地震波，要求多个采集道的数据采集起始时间应该是严格同步的，主要是因为地震波在弹收稿日期：2016－04－25基金项目：安徽省教育厅自然科学研究重点项目（KJ2016A764）；安徽省校企合作实践教育基地（2012sjjd047）；安徽省信息技术专业群教学团队（2013jxtd051）芜湖职业技术学院讲师，工学硕士，主要从事