[发明专利]一种电磁随钻测量系统地面接收装置及方法

权利要求书

1.一种电磁随钻测量系统地面接收装置，其特征在于，所述装置包含：

信号接收模块，其用于接收井下发射的电磁波信号；

信号预处理模块，其与所述信号接收模块连接，用于对所述电磁波信号进行预处理；

双核单片机模块，其与所述信号预处理模块连接，用于将经过预处理后的电磁波信号传送至信号处理软件，并接收所述信号处理软件发送的信号调整指令；

信号调整模块，其与所述双核单片机模块连接，用于在所述双核单片机模块的控制下依据所述信号调整指令调整经过预处理后的电磁波信号，

其中，所述信号调整模块包含：

数据采集芯片，其与所述双核单片机模块连接，用于采集经过预处理后的电磁波信号的频率，并在所述双核单片机模块的控制下依据所述信号调整指令调整采样频率；

信号放大电路，其与所述双核单片机模块连接，用于在所述双核单片机模块的控制下依据所述信号调整指令调整经过预处理后的电磁波信号的放大倍数，

其中，所述双核单片机模块包含双核单片机，其中，所述双核单片机包含：

主处理器，其用于根据所述信号调整指令控制所述信号调整模块调整经过预处理后的电磁波信号；

协处理器，其接受所述主处理器的控制，用于接收所述信号调整指令，并管理信号调整过程中的中断，所述协处理器用来处理外设中断，只有主处理器把某个外设中断的处理权交给协处理器，协处理器才有权处理该中断，

其中，所述协处理器完成对中断的管理控制，所述主处理器移植并运行操作系统，能够保证所述地面接收装置对微弱电磁波信号的接收、滤波、高频采样以及数据处理；

协处理器管理与PC端信号处理软件通信的异步串行接口SCI、与数据采集芯片通信的同步串行接口SPI以及负责整个装置计时的增强型捕捉定时器ECT；

协处理器根据采样频率和总线时钟频率来确定ECT的中断周期，协处理器接收到ECT中断信号后，在ECT中断服务程序中，需要清除中断标志位，然后开启数据采集芯片的转换控制信号，满足其要求的转换信号最低保持时间后，关闭该控制信号，继而开启SPI发送接收中断，读取该次采样信号值；

同步串行接口SPI用于读取数据采集芯片采样数值，在中断服务子程序中，同样需要清对应中断标志位，读取数据后关闭中断使能；

异步串行接口SCI用于接收来自PC端的指令，在中断服务子程序中，先清除中断标志位，接收指令数据，关闭接收中断，将接收的指令交由主处理器判断处理，由主处理器控制采样频率、信号放大倍数调整以及采样数据通信，一次指令回复多组采样值，提高通信效率，保证采样以及通信的协调运行，回复数据时，需开启发送中断，发送完毕后关闭发送中断；

如果调整ECT周期后，仍无法消除偏差，则利用双核单片机模块内部的压控振荡器和锁相环提高频率，以此作为双核单片机模块工作的内部总线时钟，将总线时钟大幅提高后，ECT周期的可调精度提高，进行微调后，可最大程度地减小地面接收装置与PC端的采样周期偏差，消除偏差积累造成的影响，继而完成对信号的正确解码。

2.如权利要求1所述的电磁随钻测量系统地面接收装置，其特征在于，所述信号预处理模块包含：

信号调理电路，其用于对所述电磁波信号进行滤波处理，以得到滤波处理后的电磁波信号；

模数转换器，其与所述信号调理电路连接，用于将滤波处理后的电磁波信号转化为数字信号，以得到预处理后的电磁波信号。

3.如权利要求1所述的电磁随钻测量系统地面接收装置，其特征在于，所述双核单片机模块还包含：

电源，其与所述双核单片机连接，用于向所述双核单片机提供电能；

晶振，其与所述双核单片机连接，用于向所述双核单片机提供工作信号脉冲；

看门狗，其与所述双核单片机连接，用于监测所述双核单片机中程序的运行状态。