基于DSP的TEM发射信号质量测量系统设计

张法全，高平东，王国富，曾庆宁

(桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林　541004)

0　引言

瞬变电磁法(TEM)是探测地下介质电性参数的重要方法，理想情况下，TEM发射机的发射电流为双极性电流波形[1]如图1(a)所示，但在实际中由于硬件和设计方法的制约电流波形呈现如图1(b)所示。因此在实际应用中对TEM发射机发射的双极性电流脉冲信号质量提出一系列的严格要求[2][3]：要求脉冲电流上升期(Ton)和关断期(Toff)时间短以及下降沿线性度高，稳态期(Ts)电流恒定，二次场采样期(Td)电流为零，正负信号对称，无电流过冲。对这些严格的信号指标要求，在以往设计发射机时都是通过示波器定性分析发射电流信号的质量，没有专门的测量仪器定量分析。

图1　TEM发射机发射电流图

针对TEM发射机的发射电流信号质量测量问题，提出了相应的参数算法，并设计了一款基于DSP技术的测量系统，完成了信号各种指标的参数测量。

1　信号质量参数算法

结合TEM发射机的发射电流信号的特征，给出评价信号质量的参数[4]，并对参数的计算以及代表的含义进行分析。对于等精度测量所得到的N组数据(xi，yi)，i=1，2…，N，xi值被认为是准确的，所有的误差只联系着yi。运用最小二乘法把测量数据拟合为直线，称此直线为这组数据的期望直线，

(1)

称这组数据偏离期望直线的程度为期望拟合度，定义为：

(2)

式中D为方差。

R越接近1，测量数据越接近于期望直线，说明拟合度越高，数据越稳定。

图2　电流信号质量测量图

在图2中，I(t)=Is是电流稳态期(Ts)的期望直线，反应的是稳定电流为Is。……