專利名稱：一種多功能發射機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用頻率域激電法找礦的信號發射裝置，具體是利用頻率域激電方法產生多頻率、多波段的信號發射裝置。
背景技術：
目前，關于找礦的地球物理方法有多種，頻率域激電法是其中之一，頻率域激電法在全國尋找金屬礦產資源(金、銀、銅、鉛、鋅、鑰、錫、錳、硫等)、地震監測、地下水勘察和地質工程勘查等方面得到了廣泛的應用。頻率域激電法把激發極化現象作為頻率的函數來研究，因為地下介質受電流激發極化的強弱，隨頻率的改變而變化。在頻率域中，用下式來表征激發極化/；(%) = Δ /(/；； ^(Λ) X 100%·· Δ /(Λ)其中，Fs代表視幅頻率，AV(fL)代表低頻電位差，AV(fH)代表高頻電位差。這些參數直接決定著地下介質對發射電流的極化響應，一種多功能發射機就是測量這兩個電位差。頻率域激電的研究方法有多種，比較常用的有變頻激電法、雙頻激電法、相位激電法和頻譜激電法(復電阻率法)等。其探測深度和精度有限，發射機僅能發射某種固定的模式的頻率，輸出波形單一，因為固定的波形或頻率只對特定的金屬物質才有極化響應，使用起來有一定的局限性。
發明內容本實用新型的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種能發射多種頻率和輸出多種波形的多功能發射機。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現多功能發射機，是由上位機4經串口連接波形發生器I，第一開關2和第二開關3分別與波形發生器I連接，波形發生器I經驅動電路6與H橋路7連接，電源9經H橋路7和電流采樣11與波形發生器I連接，過壓過流保護8與H橋路7連接，波形發生器I連接顯示12，H橋路7與電極10連接構成。波形發生器I是由波形控制端口 18經頻率控制字13、相位累加器15和波形查找表17與驅動電路連接，頻率控制端口 19經頻率控制字13與串口控制器20連接，相位控制字14和時鐘源16分別于相位累加器15連接構成。第一開關2由kl、k2、k3和k4組成,并通過kl、k2、k3和k4向波形控制端口 18發射觸發信號；第二開關(3)由k5、k6、k7、k8、k9、kl0、kll和kl2組成，并通過k5、k6、k7、k8、k9、klO、kl0Pkl2向頻率控制端口 (19)發射頻率觸發信號。H橋路7是由IGBT輸出的kl經驅動I通過控制信號A連接驅動IV和IGBT輸出的k4，IGBT輸出的k2經驅動II通過控制信號B連接驅動III和IGBT輸出的k3構成。[0012]H橋路是由開關Kl連接驅動I，開關K2連接驅動II，開關K3連接驅動III，開關K4連接驅動IV構成，控制信號A為驅動I和驅動IV的源信號，控制信號B為驅動II和驅動III的源信號。波形和頻率的控制除了通過兩組開關來并行控制，還可以用串行方式由上位機發送指令給波形發生器來完成。第一開關的四個接口 Kl K4連接波形發生器的波形控制端口，第二開關的八個接口 K5 K12連接波形發生器的頻率控制端口，上位機通過串口連接波形發生器，波形發生器經驅動電路連接H橋路，H橋路的輸出連接兩個銅柱電極，并連接過壓過流保護和電流采樣，波形發生器連接顯示，電源給H橋路、驅動電路和波形發生器供電。有益效果本實用新型能產生多波段、多頻率的波形，而且信號輸出穩定，易于調節。適用于金、銀、銅、鉛、鋅、鑰、錫、錳等金屬礦及硫的找礦。設備小型輕便，操作簡單，成本低廉，非常適于野外工作。

圖I是多功能發射機結構框圖。圖2是圖I中波形發生器I的結構框圖。圖3是圖I中第一開關2和第二開關3的接口框圖。圖4是圖I中H橋路7的開關電路圖。圖中I波形發生器，2第一開關，3第二開關，4上位機，5串口，6驅動電路，7H橋路，8過壓過流保護，9電源，10電極，11電流采樣，12顯示，13頻率控制字，14相位控制字，15相位累加器，16時鐘源，17波形查找表，18波形控制端口，19頻率控制端口，20串口控制器。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例作進一步詳細說明多功能發射機，是由上位機4經串口連接波形發生器I，第一開關2和第二開關3分別與波形發生器I連接，波形發生器I經驅動電路6與H橋路7連接，電源9經H橋路7和電流采樣11與波形發生器I連接，過壓過流保護8與H橋路7連接，波形發生器I連接顯示12，H橋路7與電極10連接構成。波形發生器I是由波形控制端口 18經頻率控制字13、相位累加器15和波形查找表17與驅動電路連接，頻率控制端口 19經頻率控制字13與串口控制器20連接，相位控制字14和時鐘源16分別于相位累加器15連接構成。第一開關2由kl、k2、k3和k4組成,并通過kl、k2、k3和k4向波形控制端口 18發射觸發信號；第二開關(3)由k5、k6、k7、k8、k9、kl0、kll和kl2組成，并通過k5、k6、k7、k8、k9、klO、kl0Pkl2向頻率控制端口 (19)發射頻率觸發信號。H橋路7是由IGBT輸出的kl經驅動I通過控制信號A連接驅動IV和IGBT輸出的k4，IGBT輸出的k2經驅動II通過控制信號B連接驅動III和IGBT輸出的k3構成。H橋路是由開關Kl連接驅動I，開關K2連接驅動II，開關K3連接驅動III，開關K4連接驅動IV構成，控制信號A為驅動I和驅動IV的源信號，控制信號B為驅動II和驅動III的源信號。波形和頻率的控制除了通過兩組開關來并行控制，還可以用串行方式由上位機發送指令給波形發生器來完成。第一開關的四個接口 Kl K4連接波形發生器的波形控制端口，第二開關的八個接口 K5 K12連接波形發生器的頻率控制端口，上位機通過串口連接波形發生器，波形發生器經驅動電路連接H橋路，H橋路的輸出連接兩個銅柱電極，并連接過壓過流保護和電流采樣，波形發生器連接顯示，電源給H橋路、驅動電路和波形發生器供電。上位機經串口連接波形發生器的串口控制器，第一開關的Kl K4連接波形發生器的波形控制端口來控制系統的波形，第二開關的K5 K12連接波形發生器的頻率控制端口來控制頻率，波形發生器經驅動電路連接H橋路，H橋路的輸出連接兩個銅柱電極，并連接過壓過流保護和電流采樣，波形發生器連接顯示，電源給H橋路、驅動電路和波形發生器供電。波形發生器是在FPGA內部用相位累加器連接時鐘源和波形查找表來完成信號的輸 出給驅動電路，并且用FPGA來控制電壓電流采樣實時輸出顯示數據。H橋電路是由開關Kl連接驅動I，開關K2連接驅動II，開關K3接驅動III，開關K4接驅動IV構成，控制信號A為驅動I和驅動IV的源信號，控制信號B為驅動II和驅動III的源信號。H橋路的輸出接負載后直接連接兩個銅電極。電源給波形發生器、H橋路和驅動電路供電。FPGA檢測第一開關和第二開關的觸發信號，第一開關控制波形，第二開關控制頻率，若第一開關沒有觸發信號，則FPGA無輸出信號，只有當FPGA檢測到了波形觸發信號才會輸出對應頻率的波形，默認頻率可以通過頻率控制字來實現。頻率控制字和相位控制字分別控制DDS輸出波形的頻率和相位，DDS核心是N bit相位累加器，相位累加器以頻率控制字為步長進行地址抽取，以參考時鐘周期為采樣率，產生帶合成信號的數字化相位取樣值，通過查表變換，數字相位取樣值被轉化為信號波形的數字幅度序列輸出給驅動電路。若相位累加器設為N位，頻率控制字為K，參考時鐘頻率為f%則輸出頻率為fwt =(K/2N)f。，最小頻率分辨率為Afmin = fc/2\ DDS的輸出頻率下限對應于頻率控制字K = O
的情形，即f°ut = 0。DDS的輸出頻率最大值是由于DDS的模塊化結構，其輸出波形由
O
波形查找表中的數據來決定。因此，只需要改變查找表中的數據，即可方便地利用FPGA來產生各種常見的波形，例如正弦波、余弦波、方波，鋸齒波等。波形發生器的輸出信號經驅動電路，把信號經過數模轉換、低通濾波等處理，進而得到所需的連續波形，然后來驅動H橋路。四個功率開關管K1、K2、K3、K4由大功率電源供電，控制信號A為驅動I和驅動IV的源信號，控制信號B為驅動II和驅動III的源信號。若H橋路的電壓值過高，將啟動過壓過流保護來關斷大功率電源。橋路的輸出連接負載和電極進行測量，同時，H橋路采樣后的電壓值返回給FPGA顯示結果。橋路的輸出給負載后，連接兩個銅柱電極的Α、B極。此外，輸出波形除了用開關并行觸發外，還可以通過上位機經串口發送指令的方式來完成，控制方便，信號輸出穩定。
權利要求1.一種多功能發射機，其特征在于，是由上位機(4)經串口連接波形發生器(1)，第一開關(2)和第二開關(3)分別與波形發生器(I)連接，波形發生器(I)經驅動電路(6)與H橋路(7)連接，電源(9)經H橋路(7)和電流采樣(11)與波形發生器⑴連接，過壓過流保護⑶與H橋路(7)連接，波形發生器⑴連接顯示(12)，H橋路(7)與電極(10)連接構成。
2.按照求案例要求I所述的多功能發射機，其特征在于，波形發生器(I)是由波形控制端口(18)經頻率控制字(13)、相位累加器(15)和波形查找表(17)與驅動電路連接，頻率控制端口(19)經頻率控制字(13)與串口控制器(20)連接，相位控制字(14)和時鐘源(16)分別于相位累加器(15)連接構成。
3.按照求案例要求I所述的多功能發射機，其特征在于，第一開關(2)由kl、k2、k3和k4組成,并通過kl、k2、k3和k4向波形控制端口(18)發射觸發信號；第二開關(3)由k5、k6、k7、k8、k9、kl0、kll 和 kl2 組成，并通過 k5、k6、k7、k8、k9、klO、kll 和 kl2 向頻率控制端口(19)發射頻率觸發信號。
4.按照求案例要求I所述的多功能發射機，其特征在于，H橋路(7)是由IGBT輸出的kl經驅動I通過控制信號A連接驅動IV和IGBT輸出的k4，IGBT輸出的k2經驅動II通過控制信號B連接驅動III和IGBT輸出的k3構成。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能發射機。是由是由上位機經串口連接波形發生器，第一開關和第二開關分別與波形發生器連接，波形發生器經驅動電路與H橋路連接，電源經H橋路和電流采樣與波形發生器連接，過壓過流保護與H橋路連接，波形發生器連接顯示，H橋路與電極連接構成。本實用新型能產生多波段、多頻率的波形，而且信號輸出穩定，易于調節。適用于金、銀、銅、鉛、鋅、鉬、錫、錳等金屬礦及硫的找礦。設備小型輕便，操作簡單，成本低廉，非常適于野外工作。
文檔編號H04B1/04GK202750079SQ20122046726
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月13日 優先權日2012年9月13日
發明者樊偉, 段清明, 李鵬飛, 萬琦 申請人:吉林大學