高精度微震監(jiān)測(cè)同步時(shí)鐘研究.pdf

1、微震監(jiān)測(cè)是集地震學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、地球物理學(xué)、物探等多門學(xué)科發(fā)展而形成的一門技術(shù)，微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)ΦV山煤炭盜采和越界開采放炮事件進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，方便國家對(duì)礦山開采監(jiān)測(cè)與管理。目前，我國對(duì)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)尚有欠缺，因此，設(shè)計(jì)一套安全可靠的微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是非常必要的。微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行采集時(shí)，需要高精度同步，且同步精度優(yōu)于1us。由于各個(gè)數(shù)據(jù)采集器在空間上是分離的，因此必須設(shè)計(jì)一種高精度同步時(shí)鐘對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行同步采集

2、，保證各個(gè)數(shù)據(jù)采集器能夠高精度同步工作。
　　針對(duì)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器采集數(shù)據(jù)需要高精度的同步時(shí)鐘，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于GPS與恒溫晶振互補(bǔ)協(xié)調(diào)工作的高精度同步時(shí)鐘系統(tǒng)。通過對(duì)GPS接收到的1PPS信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定性判決處理，得到穩(wěn)定1PPS信號(hào)。CPLD邏輯控制模塊對(duì)恒溫晶振的輸出頻率進(jìn)行分頻，得到本地秒脈沖信號(hào)和同步時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)將恒溫晶振輸出頻率進(jìn)行倍頻，為時(shí)間間隔測(cè)量模塊提供工作時(shí)鐘。時(shí)間間隔測(cè)量模塊在CPLD內(nèi)部完成，用來測(cè)量

3、穩(wěn)定1PPS信號(hào)和本地秒脈沖信號(hào)之間的時(shí)間差，通過SPI通信將時(shí)間差發(fā)送給ARM主控電路。ARM主控電路對(duì)時(shí)間差進(jìn)行卡爾曼濾波處理，得到DAC頻率偏差控制量，通過改變DAC電路輸出的模擬量，對(duì)恒溫晶振的輸出頻率進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)一步使本地秒脈沖信號(hào)和穩(wěn)定1PPS信號(hào)同步，最終使每臺(tái)數(shù)據(jù)采集器的同步時(shí)鐘信號(hào)高精度同步，整個(gè)系統(tǒng)處于閉環(huán)工作狀態(tài)。同時(shí)為了增加野外勘測(cè)的工作時(shí)間，專門設(shè)計(jì)了電池檢測(cè)管理電路，對(duì)蓄電池組進(jìn)行管理，使每個(gè)蓄電池的SOC值