高速多通道地震数据采集处理系统.pdf

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1、2011笠仪表技术与传感器2()11第3期InstrumentTechniqueandSensorNo．3高速多通道地震数据采集处理系统葛维亮，庹先国，李怀良，王洪辉，张赓，杜勇(成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都610059)摘要：介绍了一种高速多通道数据采集与处理系统，系统以FPGA为核心，通过SPI总线控制四通道24位高精度A／D转换器ADS1256实现地震数据的分时采集，通道分时切换速度仅为320ns，保证了多道数据采集的同步性。同时结合FPGA高速的处理能力，实现对地震数据多参数可调的实时滤波处理及存储，避免了冗余数据的存储。该系统有效提高了地震数据的处

2、理速度，降低了开发成本，应用前景较好。关键词：地震数据采集；高精度；ADS1256；FPGA；滤波器中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)03—0061—03DesignofAcquiringandProcessingSystemforSeismicDataBasedonHighSpeedandMulti．ChannelsGEWei—liang，TUOXian—guo，LIHuai—liang，WANGHong—hui，ZHANGGeng，DUYong(CollegeofInformationScienceandTechnology

3、，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu610059，China)Abstract：Thispaperintroducedtheacquiringandprocessingsystemforseismicdatabasedonhighspeedandmulti-chan·nels．ThesystemtooktheFPGAasthecore，andacquiredtheseismicdataatdifferenttimeswithSPI(serialperipheralinterface)bus，whichcontrolledthean

4、alogtodigitalconverterADS1256with24bithighprecisionand4dataacquiringchannels．Thesystemonlyneeds320nstoswitchthechannel，ensurethesynchronizeofdataacquisitionwithmulti—channels．WiththehighspeedofFP—GA，thefilterwithmanyparameters，immediatefilteringprocessingandstorageareachieved，avoidsthere

5、dundancydatastorage．Thesystemcanimprovethespeedofprocessingforseismicdata，reducethedevelopmentcosts．Therefore，theprojecthasabetterprospect·Keywords：seismicdataacquisition；highprecision；ADS1256；FPGA；filter0引言理和数据存储。随着地震勘探技术及现代信息技术的进步，如何提高地震勘探仪器的技术指标、工作速度、采集与预处理能力、单道成本等，已成为地震勘探仪器发展中的关键技术⋯。

6、目前在地震勘探仪器中主要应用的CS5321、CS5371等单通道24位高精度A／D转换器]，无法满足多通道地震数据采集低成本的设计要求。针对上述问题进行研究，提出了一套基于FPGA的高速多通道地震数据采集处理系统的设计方案，该系统采用可配置四通道差分输入的24位高精度A／D转换器ADS1256，运用FPGA图1系统结构图实现高速控制和滤波处理，较大幅度地提高了地震勘探系统的2系统硬件设计性能指标。2．1采集控制电路1系统结构为了提高信号传输的抗干扰性及采集精度，系统对信号以系统主要由差分电路、A／D转换电路、FPGA系统等组成，差分方式进行采集，设计中采用模拟带宽较宽、

7、差分效果较好如图1所示。地震数据由检波器接收后送入差分电路进行差的AD8138芯片，其高达6MQ的输入阻抗，可直接与输入信号分转换；差分电路输出的信号在FPGA模拟SPI总线控制的24相连，省去隔离电路，极大地简化了电路结构。A／D转换电路位高分辨ADC的作用下，实现四通道差动输入和模数转换；采用基于△一技术的24位低功耗、低噪声、高精度的ADS1256ADC输出的数字信号送人FPGA，结合FPGA高速的处理能力芯片，其可支持SPI总线方式，最高数据采样率达30KS／s，内部和可编程实现逻辑功能电路的特点，完成对信号的实时滤波处自带低噪声