摘要：介绍了以ARM内核S3C2440为处理器，24位自带模仿开关的ADS1256芯片为A/D转化和信号输入通道挑选，运用其特性、作业原理来规划具有高精度、多通道、实时操作性强的地震数据收集体系电路。数据经过桥式低通滤波输入，有用地按捺了长导线共模信号，而且大大进步了整个电路抗电磁搅扰才干，然后可以完结地震数据收集体系的高精度、高质量、低功耗和便携式等特色。
0 导言
跟着石油勘探技能的快速开展，特别是高分辨率勘探技能的深化，越来越要求地震数据收集应具有高精度、高质量等特色，也就是说收集数据要具有宽频、高保真、高信噪比、高动态，这样才干更好地辨认岩性、流体、裂缝油藏，以及改善油藏定位、储集特征、油藏连通性的描绘和进步采收率等。怎么进步地震勘探仪器技能指标、收集速率及数据预处理才干，已成为现代地震勘探仪器开展的关键技能，其间数据收集电路规划尤为重要。本文针对上述技能问题进行评论与研讨，提出了关于多通道高速地震数据收集电路规划方案，该体系运用嵌入式ARM内核处理器和24位高速ADS1256模/数转化器作为本体系中心操控，充分运用ARM内核芯片的电气特性和ADS1256自集成多功能模块，然后大大的增强了仪器的实时可操作性、下降了仪器自身体积及功耗、进步了数据收集速率及数据精度，而且能经过模仿开关进行灵敏的通道挑选。
1 整体电路结构组成
1.1 体系整体结构框图
电路整体结构如图1所示，选用三星公司出产的ARM9系列S2C2440微处理器作为中心操控芯片，由地震检波器输出弱小、杂乱的地震信号首要经模仿信号调度电路的扩展、跟从以及滤波等处理后，再经过操控模仿开关进行挑选通道，然后再运用ADS1256进行模/数转化，收集到的数据是经过SPI总线的方法送入海量存储器中，以便今后查阅和剖析。
1.2 模仿信号调度电路
模仿信号调度电路首要包含地震弱小信号的滤波、扩展等。地震信号首要经过桥式低通滤波构成的输入电路，然后再经过前置扩展电路。
输入电路首要是起到RC阻抗匹配网络的效果，限制长导线传输中的共模信号，阻挠高频信号，进步抗搅扰才干，别的也对接收进来的阻碍有用波记载的搅扰波进行限制，电路原理如图2所示。
前置扩展电路首要由两级组成，两级选用直接耦合的方法衔接，榜首级把双端输入地震信号扩展，然后单级输出，再经过第二级差分线性扩展器，转化输出方法，为A/D转化供给双端输入差分信号，也进一步的消除了输入电路的共模信号，电路原理如图3所示。为确保输入端坚持平衡状况，榜首级两个输入端对地的电阻值应持平，为了下降共模电压扩展倍数，一般使R7=R8，R9=R10。
1.3 模/数转化电路
选用ARM处理器操控ADS1256作为模/数转化电路，ADS1256只能作业在SPI通讯形式下。规划选用ARM处理器的通用I/O口来操控ADS1256片上寄存器，也可以经过串口读/写这些寄存器，经过操控ADS1256的CS端信号来挑选是否开端转化。经过读取DRDY引脚的电平来标明转化是否现已完结，低电平时标明数据转化完结，高电平时标明数据转化未完结。从DOUT引脚读取最新转化数据，操控内部模仿开关寄存器来装备四通道差分输入，将AINO～AIN7作为输入端，AINCOM不必，一般接地就可以，其间PSEN3～PSEN0为差分信号的正输入端挑选位，NSEL3～NSEL0为差分信号的负输入端挑选位。用ADCON寄存器来装备输出时钟、传感器检测挑选、程控扩展倍数挑选，CLK1，CLK0为输出时钟挑选位。其间：00标明输出时钟封闭;01标明输出fCLKIN;10标明输出fCLKIN/2;11标明输出fCLKIN/4，主时钟由外部晶振供给，晶振选取7.68 MHz，PGA2～PGA0为程控增益扩展器的扩展倍数挑选位：000=1，001=2，010=4，011=8，100=16，101=32，110=64，111=128，可以依据信号的强度来来装备寄存器。DIR7～DIR0为数据速率挑选位，11110000=30 kS/s为默认值。这样可以经过软件编程操控各个寄存器来灵敏的装备所需求的时钟输出、传感器检测挑选、程控扩展倍数、数据转化速率等。其操控电路衔接如图4所示。
在PCB板布线时晶振有必要接近ADS1256，为确保起振并得到一个安稳的频率，须外接小于0.1μF的陶瓷%&&&&&%，本体系取18 pF。
1.4 外围接口电路
其首要接口电路包含接触显现电路、存储电路和上位机通讯电路等，根本与开发板上的接口电路类似，这儿只作简略的文字叙说。电路首要选用扩展FLASH和SDRAM，用于体系的发动和运转程序的加载，其间FLASH用来保存用户的程序代码，SDRAM用来存储程序运转时的数据和少数数据。显现部分选用平板型结构的液晶显现器材，它具有显现信息量大、低压、低功耗、长寿命、无辐射、无污染的优秀特性，其在显现范畴占有了重要位置。一般运用直接拜访的方法来完结操控器芯片与液晶显现模块间的电路衔接，液晶显现模块的数据一般需求并行输入，这儿需求运用串转并器材来串/并转化，为液晶显现供给并行输入，模块的读、写、片选、复位等操控信号由S3C2440的通用I/O引脚操控。挑选高速USB总线传输技能的方法与上位机进行通讯。这种完结有必要要在S3C2440和专用USB通讯驱动芯片及外围电路共同完结，为了便利USB接口的硬件调试，还须添加一个RS 232接口。
2 结语
跟着现代仪器开展的要求，运用现代嵌入式ARM内核和24位高精度A/D转化芯片共同完结对弱小而又杂乱的地震信号进行收集电路规划，然后进步了收集功率、下降了设备功耗及缩减了体积和分量，为仪器的便携式要求供给了有利的条件。在数据收集模块选用桥式低通滤波双端输入电路，有用地按捺了整个数据的收集体系长导线共模信号，挑选差分信号作为A/D输入信号，有利于扩展地震信号动态规模，可以辨认小信号而且大大的进步了体系的抗电磁搅扰才干。
