【正文】 對數(shù)掃描信號分為DB/HZ，DB/OCT兩種類型，它們的表達(dá)式分別為：掃頻信號：式中F(t)為瞬時頻率，K為Boost_dB/Hz。T為時間，T為掃頻信號時間長度。F2為截止頻率，F(xiàn)1為開始頻率。對上式積分既可求頻率與時間的關(guān)系。設(shè)，則上式可以化簡為dB/oct掃頻美國PELTON公司的VIB PRO系統(tǒng)有關(guān)dB/Oct掃描信號定義菜單界面圖6 dB/Oct信號的定義菜單，圖中的“CONSTANT”定義波形的頻率變化程度圖7 dB/Oct信號的頻率/時間變化曲線圖8 dB/Oct信號的幅值譜圖9 dB/Oct信號的自相關(guān)子波波形時間冪掃描信號；Tpower掃頻注：上述3種信號表達(dá)式均未加包絡(luò)時窗，實際生成這些信號時，則必須加時窗。二、脈沖信號可控震源所使用的脈沖信號主要用于檢查可控震源系統(tǒng)極性，或者用于淺層地震勘探。對脈沖信號的定義主要需要確定脈沖信號的中心頻率及脈沖信號類型。圖10 脈沖信號波形和幅值譜三、偽隨機編碼掃描信號； 偽隨機編碼信號與上述的基本掃描信號和脈沖信號不同之處在于：偽隨機編碼信號所生成的信號頻率成份在可控震源所激發(fā)的信號頻帶內(nèi)不一定呈現(xiàn)出某種函數(shù)關(guān)系變化規(guī)律，是隨機變化的； 在同樣的激發(fā)信號驅(qū)動幅度、掃描信號長度下，偽隨機編碼信號所產(chǎn)生的能量要比正弦掃描信號所產(chǎn)生的信號能量小的多。 由于隨機掃描信號不會像正弦掃描信號那樣激發(fā)出某種諧振頻率能量，因而不會對公共設(shè)施和建筑造成破壞，因此，偽隨機編碼信號可用于對地震信號敏感區(qū)域，如城鎮(zhèn)、居民區(qū)、水壩等建筑物密集地區(qū)的地震勘探。圖11 6—80HZ偽隨機編碼信號定義菜單圖12 6—80HZ偽隨機編碼信號波形圖13 6—80HZ偽隨機編碼信號幅值譜波形圖14 6—80HZ偽隨機編碼信號自相關(guān)子波波形 按鍵中斷程序部分 上位機中斷部分 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分 本章小結(jié)第5章 系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)論與展望第5章 系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)論與展望 結(jié)論可控震源中的掃描信號發(fā)生器位于整個系統(tǒng)的最前端，其性能指標(biāo)直接影響著電源干擾引起的諧波畸變，對地震資料質(zhì)量和分辨率產(chǎn)生較大影響，因此如何提高它的幅值和頻率精度成為設(shè)計可控震源的一個很重要的課題。本設(shè)計通過對DSP相關(guān)芯片進(jìn)行軟件編程，并采用相關(guān)接口技術(shù)產(chǎn)生所要求的頻率掃描信號對以上性能指標(biāo)的改善有著明顯的作用。傳統(tǒng)的掃頻信號源輸出的信號的質(zhì)量時不高的，滿足不了工程的要求。本文采用DSP相關(guān)技術(shù)，利用軟件，通過DSP的GPIO端口進(jìn)行按鍵中斷或上位機（ARM開發(fā)板/PC機）中斷進(jìn)行頻率掃描信號的實時輸出控制。系統(tǒng)以型號為TMS320F2812的DSP芯片作為運算處理及中斷響應(yīng)芯片來產(chǎn)生數(shù)字量掃頻信號，并利用D/A轉(zhuǎn)換器DAC8565進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，后經(jīng)過信號調(diào)理輸出模擬掃頻信號。設(shè)計出的這種新型掃頻信號發(fā)生器的發(fā)展前景十分廣闊。本文在分析了國內(nèi)外可控震源掃頻信號發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，對掃頻信號技術(shù)的理論、設(shè)計方法、電路實現(xiàn)等進(jìn)行了深入的研究，歸納起來主要做了如下幾方面的工作:(l)根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，采用以TMs320F2812DSP為波形發(fā)生芯片以及DAC8565為核心，并配置它們的外設(shè)及接口電路，給出了基于DSP的掃頻信號發(fā)生器的總體方案。(2)對硬件電路進(jìn)行設(shè)計并加以調(diào)試，主要包括如下幾個部分:按鍵中斷響應(yīng)電路、上位機（ARM開發(fā)板/PC機）中斷響應(yīng)電路、TMS320F2812與DAC8565外部接口(異步串行通信接口)電路等。(3)編寫相應(yīng)的中斷響應(yīng)程序、接口驅(qū)動程序以及系統(tǒng)應(yīng)用程序。(4)對實現(xiàn)系統(tǒng)功能的軟件程序加以調(diào)試，主要包括如下幾個部分:人機交互程序、按鍵中斷程序、系統(tǒng)應(yīng)用主程序以及數(shù)字量掃頻信號的算法實現(xiàn)。軟件設(shè)計的主要難點和重點是數(shù)字量掃頻信號的算法設(shè)計、中斷程序和接口驅(qū)動程序的軟件設(shè)計這幾個部分。(5)對輸出的波形信號進(jìn)行誤差分析及性能分析，看是否滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求。運行結(jié)果表明，本文設(shè)計的掃頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的波形具有精度高、波形穩(wěn)定、失真小和抗干擾能力強的特點。而且對該掃頻信號發(fā)生器的操作十分方便，運行比較穩(wěn)定，滿足工程應(yīng)用的要求。 不足與展望盡管本文設(shè)計出的掃頻信號發(fā)生器滿足工程應(yīng)用的要求，但在開發(fā)過程中還是有不足之處，在一些方面還需要改進(jìn)，在此提出一些改進(jìn)措施:（1）系統(tǒng)的硬件電路還可改進(jìn)，尤其是借助CPLD/FPGA等EDA技術(shù)，使電路更精簡，精度更高，效果更好。（2）由于波形有干擾信號的影響，可以考慮在電路中增加補償電路來消除干擾信號系統(tǒng)精度的影響。（3）由于信號發(fā)生器不能產(chǎn)生較高頻率的正弦信號，因此，可以改進(jìn)系統(tǒng)的部分硬電路或改進(jìn)軟件程序，使TMS320F2812產(chǎn)生較寬頻率范圍的正弦信號量?？偠灾?，該掃頻信號發(fā)生器的設(shè)計思想是完全可行的，所采用的技術(shù)與國外產(chǎn)品的術(shù)基本上相同，在此基礎(chǔ)上做出進(jìn)一步地完善，最終可使該產(chǎn)品具有非常好的實用價值。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 高翠云，江朝暉，孫冰. [2] 宋克柱，王硯方. (4):4648[3] 馬玲. ，第715研究所，2001(2)[4] ， ，. Comparative analysis of digital sine wave generation methods. Photonics Technology Letters，IEEE，2002，14(11):16051607[5] Eyre J， Bier J. The evolution of DSP Processors. Signal Processing Magazine，IEEE2000，17(2):Page(s):4351[6] 蘇奎峰,呂強，耿慶鋒，陳圣儉. TMS320F2812 :電子工業(yè)出版社,2005[7] 王曉娜，吳石增，于陽. ,[8] 姜艷波. [9] 萬山明. ：北京航空航天大學(xué)出版社,[10] TMS320x281x Digital Signal Processors Data Manual. Texas Instruments,2004[11] 彭啟宗. DSP集成開發(fā)環(huán)境：CCS及其DSP/：電子工業(yè)出版社，2004[12] 劉益成，孫祥娥. 數(shù)字信號處理. 北京:電子工業(yè)出版社，[13] 徐科書，張翰，陳智淵. TMS320x DSP應(yīng)用與原理. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2006[14] 劉和平，鄧力，江渝，張占龍. 數(shù)字信號處理原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用基礎(chǔ)——：[15] 蘇奎峰，呂強，常天慶，張永秀. TMS320X281x ：北京航空航天大學(xué)出版社，[16] 魏偉. ：[17] 陳子為，姚振東. ：西安電子科技大學(xué)出版社，2008[18] 王正剛. [19] 周波，周德忠. 正弦穩(wěn)態(tài)掃頻信號的產(chǎn)生與輸出. 武漢冶金科技大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版).[20] 張悅. [21] 王廷銀，AD7846及其基于DSP芯片信號發(fā)生器的設(shè)計，儀器儀表學(xué)報，[22] 譚浩強，C語言程序設(shè)計，北京：清華大學(xué)出版社，1991[23] 張雄偉、陳亮、徐光輝，DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用，北京：電子工業(yè)出版社，2003[24] 劉峰. 任意頻譜信號發(fā)生器的硬件設(shè)計. [25] 孫鋒，王忠仁，陳祖斌，樊丹丹. 可控震源的偽隨機掃描與系統(tǒng)測試. 光學(xué)精密工程Optics and Precision [26] 樊丹丹. [27] ，2004[28] 陳旭勤. [29] 李秋成. [30] 連綏仁. [31] 李瑞. [32] 張樹團(tuán)，張凱，李靜. 基于 TMS320F2812 [33] ,2008 ,6 :35237[34] ,2005 ,119 (1) :38240.[35] 彭之威，薛雷，馮運亮. 基于DSP和DDS技術(shù)的EAS掃頻信號源設(shè)計. 微計算機信息(測控自動化)2008年第24第101期[36] 程明，趙恒，陳瑩. [37] 樊秀云,張合敏. 基于DDS的掃頻信號發(fā)生器. [38] 黃偉嘉. 國外微波掃頻信號發(fā)生器發(fā)展概況.[39] DAC8565. Texas 致謝致謝