[发明专利]一种软件聚焦阵列侧向回控方法

权利要求书

1.一种软件聚焦阵列侧向回控方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1)构建高分辨率阵列侧向电极系，由1个主电极和12个对称放置的监督电极、12个对称放置的发射或接收电极共25个电极阵列组成；

2)产生60Hz、90Hz、120Hz、150Hz、180Hz、210Hz、240Hz共7种工作频率、正弦波信号源，信号输出幅度为10VAC正弦信号，加载到阵列侧向相应电极；

3)监督或采样电极采样地层电位差信号，进行差分放大；

4)差分放大信号经程控增益放大、A/D转换；

5)采样信号经FIR滤波、FFT变换，提取各通道信号幅度、相位；

6)根据提取的地层信号幅度、相位，通过回控算法，产生回控信号，通过迭代公式和相应运算，生成反馈控制信号，叠加到原始7种频率信号源，形成新的发射信号源，加载到相应电极；

重复步骤2)—6)，直到监督或采样电极电位差低于设定的阀值。

2.根据权利要求1所述的软件聚焦阵列侧向回控方法，其特征在于：步骤2)中可控多频信号加载：主控信号处理板产生60Hz、90Hz、120Hz、150Hz、180Hz、210Hz、240Hz共7种频率信号，信号幅度为±10VAC，经功率推挽放大后，同时加载到阵列侧向相应电极；其中，240Hz恒流源加载到A0电极，210Hz电流源加载到A1A1’电极，180Hz电流源加载到A1A2和A1’A2’电极，150Hz电流源加载到A2A3和A2’A3’电极，120Hz电流源加载到A3A4和A3’A4’电极，90Hz电流源加载到A4A5和A4’A5’电极，60Hz电流源加载到A5A6和A5’A6’电极。

3.根据权利要求1所述的软件聚焦阵列侧向回控方法，其特征在于：步骤3)中的11路电位差差分放大：11路电位差差分放大包括主前置放大、辅前置放大、差分放大三部分；主前置放大输出包括VM0N、VMO’N、VM0M1、VM0’M1’四组电位差，VM0N、VMO’N用于地层电阻率计算，VM0M1、VM0’M1’用于复合电场聚焦计算，实现各频率分量主流电场平衡；辅前置放大输出包括VM2M3、VM4M5、VM2’M3’、VM4’M5’、VA3A4五组电位差，主要用于辅助聚焦回控算法，实现辅助聚焦电场动态平衡；主前置放大电路、辅前置放大电路采用承压设计方式，直接放置在主电极内部，提高信噪比，保证仪器测量精度；差分放大输出包括VA4A5、VA5A6两组电位差，主要用于辅助聚焦回控算法，实现辅助聚焦电场动态平衡。

4.根据权利要求1所述的软件聚焦阵列侧向回控方法，其特征在于：步骤6)中的回控算法步骤如下：提取的VM2M3、VM4M5、VM2’M3’、VM4’M5’、VA3A4、VA4A5、VA5A6电压和对应的相位差，分别用于控制聚焦电流源输出大小；

1)、仪器工作包括7路通道，分别标识为通道Ⅰ～通道VII，每个通道分别产生60Hz、90Hz、120Hz、150Hz、180Hz、210Hz、240Hz共7种工作频率、正弦波信号，信号输出幅度为10VAC正弦信号，分别加载到如步骤1)所说明的各电极上；

2)、电极系阵列下放到地层中，加载在电极系上的电流源在地层中发散流动，经过地层电阻产生电位差，电极上的监督电极或采样电极采样地层电位差信号，通过电极内部前置放大电路，对地层电位差进行差分放大；

3)、地层电位差信号经1/2/4/8/16/32/64/128倍程控增益放大、A/D采样后，在通讯协议的控制下，采样数据传输到信号控制处理电路，经降采、FIR滤波、FFT变换、相位/幅度计算，提取地层电位差幅度和相位值；

4)、根据地层电位差幅度dv和相位，产生反馈回控信号Vf，dv和对应频率的原始信号Vi相乘产生反馈回控信号幅度，相位差决定回控信号和原来信号是加或减，dv>0相加，dv<0相减，具体公式为：△Vf＝(+/-)dv*Vi；△Vf为反馈回控信号幅度值；

5)、每次产生的回控信号通过迭代公式：Vf(n+1)＝Vf(n)+/-dv*Vi和原始信号叠加，产生新的发射信号Vout,Vout＝Vi+Vf(n+1),当dv＝0时，回控过程结束。