Двухканальный геофизический измеритель методом МПП, ЗСБ
Описание проекта
Задачи разработки проекта
Основной задачей стало существенное увеличение динамического диапазона при одновременном сокращении количества каналов усиления.
Готовое устройство должно было отвечать следующим требованиям:
- использовать современную элементную базу;
- иметь два измерительных канала;
- обеспечить увеличение частоты дискретизации;
- сохранить требуемый динамический диапазон при сокращении количества каналов усиления;
- увеличить полосу пропускания без существенного ухудшения шумовых характеристик;
- поддерживать спутниковую и кабельную синхронизацию с генератором сигнала;
- сохранять полученные данные во внутреннюю память;
- иметь дисплей для управления прибором и отображения текущих данных;
- обладать компактными габаритами и помещаться в руке человека;
- подходить для наземных и авиационных геофизических исследований;
- быть пригодным для серийного производства, обслуживания и ремонта.
Решение, разработанное «Тесла тек»
Специалисты «Тесла тек» исследовали физический процесс и разработали компактный двухканальный прибор для регистрации и обработки геофизических сигналов.
Оцифровка выполняется двумя независимыми аналоговыми трактами с частотой дискретизации 80 МГц на каждый канал. Полученные с АЦП данные проходят медианную фильтрацию с расширяющимся окном, размер которого увеличивается пропорционально времени измерения. После обработки результаты сохраняются во внутреннюю NAND Flash-память.
Обработка данных реализована на FPGA Altera Cyclone IV, а управление устройством — на микроконтроллере ARM Cortex-M3. Для передачи данных и подключения к внешнему оборудованию предусмотрен интерфейс Ethernet.
Прибор оснащен ЖК-дисплеем для управления и отображения текущих параметров. Для синхронизации с генератором сигнала поддерживаются спутниковый и кабельный режимы.
Печатная плата пятого класса точности включает:
- два аналоговых измерительных тракта;
- NAND Flash-память;
- FPGA Altera Cyclone IV;
- микроконтроллер ARM Cortex-M3;
- интерфейс Ethernet.
Результаты выполнения проекта
В результате проекта создан компактный двухканальный геофизический измеритель для исследований методами МПП и ЗСБ.
Основные характеристики прибора:
- два измерительных канала;
- частота дискретизации 80 МГц на каждый канал;
- динамический диапазон 120 дБ;
- медианная фильтрация измерительных данных;
- сохранение результатов во внутреннюю NAND Flash-память;
- спутниковая и кабельная синхронизация;
- ЖК-дисплей для управления и отображения данных;
- интерфейс Ethernet;
- наземная и авиационная модификации.
Для оборудования организовано серийное производство. Приборы эксплуатируются с 2013 года в разных климатических условиях — от Ямала до Марокко — и показали долговечность и высокую ремонтопригодность.
Выполненные работы
- НИОКР по изучению физического процесса;
- Разработали архитектуру устройства;
- Разработали дизайн плат: схемотехнику и топологию;
- Разработали встроенное ПО и алгоритмы;
- Разработали механику и дизайн корпуса;
- Изготовили и испытали опытные образцы;
- Подготовили изделие к серийному производству;
- Организовали серийное производство и проверку качества.
Команда разработки
