CN109031405B - 震源驱动装置以及地震波生成设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种震源驱动装置以及地震波生成设备，包括：信号发生模块，包括多个驱动电路和选择电路，每个驱动电路用于按照相应的扫频分辨率产生相应扫频范围的控制信号，选择电路用于按照选择周期来选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出；控制模块，用于根据控制参数计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路的选择周期，控制每个驱动电路以相应的扫频范围来产生控制信号，并控制选择电路按照选择周期来选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出，使得信号发生模块按照期望扫频分辨率来输出期望扫频范围的控制信号。

Description

震源驱动装置以及地震波生成设备

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，更具体地涉及一种震源驱动装置以及地震波生成设备。

背景技术

地震勘探的原理是在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇到介质性质不同的岩层分界面，地震波发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。

已开发出的典型震源包括重锤、连续震动源、气动震源等。例如一些可控震源可以包括换能器和驱动装置，驱动装置向换能器施加扫频信号，换能器将扫频信号转化为机械振动，从而生成地震波。通过改变驱动装置施加的电信号的电学特性，可以改变换能器的振动特性，从而改变地震波的诸如频率、幅度、方向等参数。现有的驱动装置以单片机为控制器，通过译码选中单片机，并经数据线、地址线和控制线对其工作模式，信号频率、幅度、相位进行设置和控制，产生所需的扫频信号。现有的扫频信号发生器分辨率较低，无法满足现有勘探的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于震源驱动装置以及地震波生成设备，可进一步提高勘探精度。

根据本发明一方面提供的一种震源驱动装置，其中，包括：信号发生模块，包括多个驱动电路和选择电路，每个驱动电路用于按照相应的扫频分辨率产生相应扫频范围的控制信号，选择电路用于按照选择周期来选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出；控制模块，用于根据控制参数计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路的选择周期，控制每个驱动电路以相应的扫频范围来产生控制信号，并控制选择电路按照选择周期来选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出，使得信号发生模块按照期望扫频分辨率来输出期望扫频范围的控制信号，其中期望扫频分辨率高于每个驱动电路的扫频分辨率，多个驱动电路的扫频范围彼此部分重叠并且多个驱动电路的扫频范围的合集形成期望扫频范围。

优选地，控制参数包括扫频时间和期望扫频范围，控制模块包括：上位机，用于接收用户输入的控制参数并将控制参数转换成下位机支持的格式；下位机，用于接收来自上位机的控制参数，根据控制参数计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路的选择周期，根据每个驱动电路的扫频分辨率和扫频范围来设置每个驱动电路在扫频时间内产生的控制信号的幅度、相位和频率，并控制选择电路在扫频时间内按照选择周期来选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出。

优选地，每个驱动电路具有对应的频率寄存器、幅值寄存器和相位寄存器，分别用于存储频率控制字、幅值控制字和相位控制字，下位机通过分别设置每个驱动电路对应的频率寄存器、幅值寄存器和相位寄存器中的频率控制字、幅值控制字和相位控制字来设置每个驱动电路输出的控制信号的频率、幅值和相位。

优选地，每个驱动电路包括DDS模块和数模转换器，DDS模块用于在控制模块的控制下按照相应的扫频分辨率产生相应扫频范围的控制信号，数模转换器用于对DDS模块产生的控制信号进行数模转换后输出。

优选地，选择电路包括与多个驱动电路相对应的多个数模控制器，每个数模控制器连接在DDS模块与数模转换器之间，用于按照选择周期来延迟对应数模转换器的输出。

优选地，所述选择电路包括分别与所述多个驱动电路相连的多个电控开关，每个所述电控开关连接在对应驱动电路的输出端，所述多个电控开关按照所述选择周期来开启和关闭，以选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出。

优选地，下位机由现场可编程门阵列FPGA来实现，每个驱动电路由DDS芯片来实现。

优选地，下位机和多个驱动电路的DDS模块由FPGA来实现。

优选地，多个驱动电路的数量为4个、8个或16个。

优选地，每个驱动电路的扫频分辨率相等。

优选地，选择周期等于每个驱动电路的频率切换周期除以驱动电路的个数。

根据本发明的另一方面提供一种地震波生成设备，包括：上述的震源驱动装置；以及换能器，换能器用于接收来自震源驱动装置的控制信号，并根据控制信号进行振动以产生地震波。

优选地，换能器为电磁式可控震源换能器。

本发明提供的震源驱动装置和地震波生成设备的有益效果是：震源驱动装置包括控制模块和信号发生模块，其中信号发生模块包括多个驱动电路和选择电路。在一个时钟周期内，控制模块控制选择电路按照预设的选择周期来选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出，使得信号发生模块按照期望扫频分辨率来输出期望扫频范围的控制信号。其中多个驱动电路的扫频范围彼此部分重叠并且所述多个驱动电路的扫频范围的合集形成期望扫频范围。使得在一个时钟周期内由输出一个采样点提升为输出多个采样点，输出的控制信号的频谱加宽，频率分辨率提高，有利于提高震源信号的精度，进而提高地震勘探的分辨率。在优选地实施例中，本发明的驱动装置可基于FPGA实现，芯片成本更低，并且工作模式减少，有利于降低功耗。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本发明第一实施例公开的地震波生成设备的结构示意图。

图2示出根据本发明第一实施例公开的地震波生成设备的结构示意图。

图3示出根据本发明第一实施例公开的下位机的结构示意图。

图4示出根据本发明第一实施例公开的驱动电路的结构示意图。

图5示出根据本发明第二实施例公开的地震波生成设备的结构示意图。

图6示出本发明第三实施例公开的一种地震波生成方法的示意图。

图7a示出根据现有的驱动装置得到的控制信号的波形示意图以及频谱图。

图7b示出根据本发明实施例的驱动装置得到的控制信号的波形示意图以及频谱图。

图8a示出根据现有的驱动装置得到的控制信号的时域图和自相关结果示意图。

图8b示出根据本发明实施例的驱动装置得到的控制信号的时域图和自相关结果示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

图1示出根据本发明第一实施例公开的地震波生成设备的结构示意图。如图1所示，地震波生成设备包括震源驱动装置1和换能器2。换能器2可以是震源的换能器，其可以根据震源驱动装置1提供的控制信号来进行振动以生成地震波。

震源驱动装置1包括控制模块11和信号发生模块12。控制模块11 在工作时可以根据用户输入的控制参数计算来生成控制指令，并将控制指令发送给信号发生模块12。信号发生模块12根据控制指令生成控制信号，并将控制信号提供给换能器2。换能器2接收到控制信号之后将电信号形式的控制信号转换成机械振动，例如可以根据控制信号中指定的控制参数来进行振动，从而产生符合用户要求的地震波。

图2示出根据本发明第一实施例公开的地震波生成设备的结构示意图。如图2所示，地震波生成设备包括震源驱动装置和换能器2。

换能器2可以根据震源驱动装置提供的控制信号来进行振动以生成地震波，例如为电磁式可控震源的换能器。

震源驱动装置可以包括控制模块11和信号发生模块12。控制模块 11可以包括上位机111和下位机112。上位机111用于接收用户输入的控制参数，并将控制参数转换成下位机112支持的格式，上位机111可以由计算机来实现。下位机112可以由FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)来实现。上位机111与下位机112可以通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)连接或串口连接。

信号发生模块12包括第一至第四驱动电路121-124、隔离放大器125 和功率放大器126以及选择电路127。

第一至第四驱动电路121-124都具有一定的扫频分辨率和扫频范围，可以按照相应的扫频分辨率输出对应扫频范围的控制信号。这里所谓扫频分辨率可以指的是单位扫频时间内能够输出的频点数。例如，如果驱动电路在1秒时间内最多能够输出一个频率的控制信号，则扫频分辨率为1，如果1秒时间内最多能输出两种不同频率的控制信号(例如第0-0.5 秒输出第一频率的控制信号，在0.5-1秒输出第二频率的控制信号)，则扫频分辨率为2。在本实施例中，可以将第一至第四驱动电路121-124 的扫频范围设置成彼此重叠，并且使期望扫频范围是第一至第四驱动电路121-124的扫频范围的合集。

选择电路127包括多个电控开关1271至1274，电控开关1271至1274 分别对应连接在驱动电路121-124的输出端，通过按照特定的选择周期来开启和关断电控开关1271至1274，选择第一至第四驱动电路121-124 之一输出的控制信号作为输出，从而使信号发生模块12最终输出控制信号的扫频分辨率大于单个驱动电路121-124的扫频分辨率。在优选地实施例中，可以将选择电路127的选择周期设置成等于每个驱动电路的频率切换周期除以驱动电路的个数N(其中N为大于1的整数)，使得信号发生模块12最终输出控制信号的扫频分辨率是单个驱动电路的扫频分辨率的N倍。

下面以采用两个驱动电路121和122的情况为例来进行说明。假设扫频时间为2秒，期望扫频范围是1Hz至2.5Hz，单个驱动电路的扫频分辨率均为每秒1个频点。那么可以设置第一驱动电路121的扫频范围是1Hz至2Hz，使其在第0-1秒内输出频率为1Hz的控制信号，在第1-2 秒内输出频率为2Hz的控制信号。类似地，设置第二驱动电路122的扫频范围是1.5Hz至2.5Hz，使其在第0-1秒内输出频率为1.5Hz的控制信号，在第1-2秒内输出频率为2.5Hz的控制信号。在这种情况下，可以将选择电路127的选择周期设定为0.5秒，在第0-0.5秒内电控开关1271 开启，将电控开关1272至1274关闭，选择第一驱动电路121产生的控制信号作为输出，从而输出1Hz的控制信号；在第0.5-1秒内电控开关 1272开启，电控开关1271、1273和1274关闭，从而选择第二驱动电路 121产生的控制信号作为输出，从而输出1.5Hz的信号；在第1-1.5s内电控开关1271开启，将电控开关1272至1274关闭，选择第一驱动电路 121以输出2Hz的控制信号；在1.5-2s内，电控开关1272开启，电控开关1271、1273和1274关闭，选择第二驱动电路122以输出2.5Hz的控制信号。由此，在2秒时间内输出了四种不同频率的控制信号(分别是 1Hz、1.5Hz、2Hz、2.5Hz)，分辨率由原来的每秒1个频点提高到每秒 2个频点。以上示例仅仅为了说明本发明的原理，在实际应用中期望扫频范围和扫频时间以及单个驱动电路本身的扫频分辨率可以根据需要而有所不同。典型地，期望扫频范围为10Hz-100Hz，扫频时间为5s-10s，单个驱动电路能够实现的扫频分辨率可以在微秒量级上。通过增加驱动电路的数量并以小于单个驱动电路频率切换时间的选择周期来选择驱动电路的输出，能够大大增加信号发生模块12整体的扫频分辨率。

控制模块11用于接收控制参数，用于根据控制参数计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路127的选择周期。

在工作时，上位机111用于接收控制参数，并将控制参数转换成下位机112支持的格式。控制参数包括扫频时间和期望的扫频范围等。下位机112根据来自上位机111的控制参数来计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路127的选择周期，根据每个驱动电路的扫频分辨率和扫频范围来设置每个驱动电路在扫频时间内输出的控制信号的幅度、相位和频率，并控制选择电路127在扫频时间内按照选择周期来选择多个驱动电路之一输出的控制信号作为输出。

同样以上述采用2个驱动电路121和122的情况为例，假设单个驱动电路的频率切换周期为1s，扫频分辨率为每秒1个频点，用户通过上位机111输入控制参数，告知其期望的扫频时间为2秒，期望扫频范围是1Hz至2.5Hz，那么上位机111可以将该控制参数转换成下位机112 支持的格式后提供给下位机112。下位机112将单个驱动电路的频率切换周期为1s除以驱动电路的个数2作为选择电路127的选择周期，在本实施例中为0.5秒。另外，下位机112可以将期望扫频范围1Hz-2.5Hz 等分以生成4个频点，即，1Hz、1.5Hz、2Hz、2.5Hz，将第一驱动电路 121的扫频范围设置成1Hz至2Hz，将第二驱动电路122的扫频范围设置成1.5Hz至2.5Hz。下位机112可以按照以上描述的方式来控制第一驱动电路121、第二驱动电路122和选择电路127，从而使信号发生模块 12在2秒时间内以相等的时间间隔输出四种不同频率的控制信号(分别是1Hz、1.5Hz、2Hz、2.5Hz)。

以上均以两个驱动电路为例进行了说明，然而本公开的实施例不限于此，驱动电路的数量可以根据需要来选择。例如在采用4个驱动电路的情况下，如果希望在2s时间内输出扫频范围在1Hz至2.75Hz的控制信号，假设单个驱动电路的扫频分辨率同样为每秒1个频点，则可以按照表1来配置各个驱动电路的扫频范围，在2秒钟输出8个频点。

表1

隔离放大器125对第一至第四驱动电路121-124生成的控制信号进行隔离放大，功率放大器126对经过隔离放大的控制信号进行功率放大，从而形成大小适合于换能器2的控制信号。换能器2根据该控制信号进行机械振动，从而生成地震波。

上述实施例示出了下位机112根据来自上位机111的控制参数来计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路127的选择周期，在优选地实施例中，上述计算过程可以由上位机111来进行。上位机111根据控制参数来计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路127的选择周期，得到参数信息，上位机111与下位机112之间通过串口通信或者USB连接来传输上述参数信息。例如，参数信息可以设置成8字节结构，包括帧头1、帧头2、寄存器地址、4个数据字节以及帧尾。数据字节可承载的信息包括但不限于控制信号的频率、幅度、相位、扫频时间等等。

图3示出根据本发明第一实施例的下位机的结构示意图。如图3所示，下位机112包括电平检测模块1121、波特率定时模块1122和接收控制模块1123。电平检测模块1121用于检测参数信息中的起始标识符，当检测到起始标识符后，电平检测模块1121向接收控制模块1123提供一个触发信号，接收控制模块1123根据该触发信号开始接收上述的控制参数。波特率定时模块1122用于向接收控制模块1123提供工作时钟。

在本公开的实施例中，每个驱动电路121-124可以具有对应的频率寄存器、幅值寄存器和相位寄存器，分别用于存储频率控制字、幅值控制字和相位控制字。下位机112可以通过分别设置对应寄存器中的频率控制字、幅值控制字和相位控制字来设置每个驱动电路输出的控制信号的频率、幅值和相位。

表2示出了根据本公开实施例的寄存器列表的示例。参见表2，以上述4个驱动电路的情况为例，设置12个寄存器，这12个寄存器分为 4组，分别对应四个驱动电路121-124。每个驱动电路121-124对应三个寄存器，分别是频率寄存器、相位寄存器和幅度寄存器。可以通过向对应的寄存器中写入相应的数据来设置每个驱动电路输出的控制信号的参数。

表2

图4示出根据本发明第一实施例的驱动电路的结构示意图。第一实施例的每个驱动电路都可以具有图4所述的结构。在图4的示例中，驱动电路包括DDS(Direct DigitalSynthesizer，直接数字式频率合成器) 模块1210、数模转换器1213以及低通滤波器1214。其中，DDS模块1210 包括相位累加器1211和波形存储器1212。相位累加器1211输出的数据在波形存储器1212的正弦函数表中查找与地址所对应的幅值表，就可以完成从相位到幅值的转换。数模转换器1213将数字信号转换为模拟信号，再经低通滤波器1214将高频部分滤除，即可得到期望的控制信号进行输出。在本实施例中，驱动电路121-124可以通过DDS芯片来实现。

此外，图2中第一至第四驱动电路121-124的频率切换时间取决于第一至第四驱动电路121-124中的数模转换器1213的数模转换时间。

图5示出根据本发明第二实施例公开的地震波生成设备的结构示意图。如图5所示，本发明第二实施例公开的地震波生成设备包括控制模块31、信号生成模块32以及换能器4。控制模块31包括上位机311和下位机312。信号生成模块32包括第一至第四驱动电路、隔离放大器325、功率放大器326以及选择电路327。

在本实施例中，第一至第四驱动电路同样可以具有图4所示的结构，包括DDS模块、数模转换器以及低通滤波器。例如，第一驱动电路包括 DDS模块3210、数模转换器3213和低通滤波器3214。第二至第四驱动电路具有类似结构，再次不再赘述。

选择电路327包括多个数模控制器3271至3274，每个数模控制器连接在对应的DDS模块与数模转换器之间，例如数模控制器3271连接在DDS模块3210与数模转换器3213之间，数模控制器3272连接在DDS 模块3220与数模转换器3223之间，在此不再赘述。可以通过使各个数模控制器3271至3274按照特定的选择周期来延迟对应数模转换器3213、 3223、3233和3243的输出，来选择第一至第四驱动电路之一产生的控制信号作为输出。

作为示例，可以采用类似于第一实施例的方式来控制延迟。延迟时间(即，选择周期)可以根据每个驱动电路的频率切换周期以及驱动电路的个数来确定。在本实施例中可以根据每个数模转换器的数模转换时间以及驱动电路的个数来确定，假设每个数模转换器的数模转换时间为 D，则延迟时间可以为1/4D。在工作时，数模控制器3271控制数模转换器3213零延迟，然后数模控制器3272控制数模转换器3223延迟1/4D，然后数模控制器3273控制数模转换器3233延迟1/4D，然后数模控制器 3274控制数模转换器3243延迟1/4D。这使得第一驱动电路先输出控制信号，经过1/4D时间之后第二驱动电路输出控制信号，再经过1/4D时间之后第三驱动电路输出控制信号，再经过1/4D时间之后第四驱动电路输出控制信号。通过这种方式可以实现按照选择周期来选择四个驱动电路之一产生的控制信号作为输出，从而达到增加信号发生模块32整体的扫频分辨率的目的。

本实施例的上位机311、下位机312、隔离放大器325、功率放大器 326以及换能器4可以分别与图2示出的第一实施例的上位机111、下位机112、隔离放大器125、功率放大器126以及换能器2相同，在此不再赘述。

在本发明第二实施例中，下位机312和第一至第四驱动电路321-324 的DDS模块可通过FPGA来实现。

以上以4个驱动电路为例进行了说明，然而本发明不以此为限制，本领域的技术人员可以根据需要选择信号发生模块中驱动电路的数量，例如8个或者16个等等。

图6示出本发明第三实施例公开的一种地震波生成方法的示意图。如图6所示，本发明公开的地震波生成方法包括步骤：

S101，上位机接收控制参数，并将控制参数转换成下位机支持的格式。这里的控制参数包括扫频时间和期望的扫频范围等。

S102，下位机根据控制参数计算得到每个驱动电路的扫频范围以及选择电路的选择周期。在优选地实施例中下位机根据每个驱动电路的扫频分辨率和扫频范围来设置每个驱动电路在扫频时间内输出的控制信号的幅度、相位和频率。

S103，选择电路根据选择周期选择多个驱动电路之一输出的控制信号作为输出以得到期望扫频范围的控制信号。在优选地实施例中，选择电路包括分别连接在每个驱动电路之后的多个电控开关，多个电控开关可以按照特定的选择周期来选择多个驱动电路之一输出的控制信号作为输出。在本发明其他的实施例中，选择电路包括位于每个驱动电路之中的数模控制器，数模控制器连接在DDS模块和数模转换器之间，可按照预设的选择周期延迟对应的数模转换器的输出，选择多个驱动电路之一输出的控制信号作为输出。

S104，换能器根据控制信号振动以产生地震波。

以采用2个驱动电路的情况为例，假设单个驱动电路的频率切换周期为1s，扫频分辨率为每秒1个频点，用户通过上位机输入控制参数，告知其期望的扫频时间为2秒，期望扫频范围是1Hz至2.5Hz，那么上位机可以将该控制参数转换成下位机支持的格式后提供给下位机。下位机将单个驱动电路的频率切换周期为1s除以驱动电路的个数2作为选择电路的选择周期，在本实施例中为0.5秒。另外，下位机可以将期望扫频范围1Hz-2.5Hz等分以生成4个频点，即，1Hz、1.5Hz、2Hz、2.5Hz，将第一个驱动电路的扫频范围设置成1Hz至2Hz，将第二个驱动电路的扫频范围设置成1.5Hz至2.5Hz。下位机使能控制选择电路按照以上描述的方式来控制第一个驱动电路和第二个驱动电路，从而使信号发生模块在2秒时间内以相等的时间间隔输出四种不同频率的控制信号(分别是1Hz、1.5Hz、2Hz、2.5Hz)。最后由换能器根据上述的控制信号振动以产生地震波。

图7a和图7b分别示出根据现有的驱动装置和本发明实施例的驱动装置得到的控制信号的波形示意图和频谱图。如图7a和图7b所示，控制信号的波形示意图的横坐标表示时间，纵坐标表示幅值；频谱图的横坐标表示频率，纵坐标表示幅值。与现有技术的驱动装置得到的控制信号相比，本发明实施例的驱动装置得到的控制信号的频谱得到展宽，频率分辨率更高。

图8a和图8b分别示出根据现有的驱动装置和本发明实施例的驱动装置得到的控制信号的时域图和自相关结果示意图，横坐标表示时间，纵坐标表示幅值。如图7a和图7b所示，本发明实施例提供的控制信号通过自相关运算后，得到的尖脉冲信号主瓣更为尖锐，旁瓣得到了有效压制，有利于提高震源信号的精度，进而提高地震勘探的分辨率。

综上所述，本发明提供的震源驱动装置和地震波生成设备，震源驱动装置包括控制模块和信号发生模块，其中信号发生模块包括多个驱动电路和选择电路。在一个时钟周期内，控制模块控制选择电路按照选择周期来选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出，使得信号发生模块按照期望扫频分辨率来输出期望扫频范围的控制信号。其中多个驱动电路的扫频范围彼此部分重叠并且所述多个驱动电路的扫频范围的合集形成期望扫频范围。使得在一个时钟周期内由输出一个采样点提升为输出多个采样点，输出的控制信号的频谱加宽，频率分辨率提高，有利于提高震源信号的精度，进而提高地震勘探的分辨率。在优选地实施例中，本发明的驱动装置可基于FPGA实现，芯片成本更低，并且工作模式减少，有利于降低功耗。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种震源驱动装置，其中，包括：

信号发生模块，包括多个驱动电路和选择电路，每个驱动电路用于按照相应的扫频分辨率产生相应扫频范围的控制信号，且每个驱动电路的扫频分辨率相等，所述选择电路用于按照选择周期来选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出，其中所述选择周期等于每个驱动电路的频率切换周期除以驱动电路的个数；

控制模块，用于根据控制参数计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路的选择周期，控制每个驱动电路以相应的扫频范围来产生控制信号，并控制选择电路按照所述选择周期来选择所述多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出，使得所述信号发生模块按照期望扫频分辨率来输出期望扫频范围的控制信号，其中所述期望扫频分辨率高于每个驱动电路的扫频分辨率，所述多个驱动电路的扫频范围彼此部分重叠并且所述多个驱动电路的扫频范围的合集形成所述期望扫频范围，

其中，每个所述驱动电路包括DDS模块和数模转换器，所述DDS模块用于在所述控制模块的控制下按照相应的扫频分辨率产生相应扫频范围的控制信号，所述数模转换器用于对DDS模块产生的控制信号进行数模转换后输出。

2.根据权利要求1所述的震源驱动装置，其中，所述控制参数包括扫频时间和期望扫频范围，所述控制模块包括：

上位机，用于接收用户输入的控制参数并将所述控制参数转换成下位机支持的格式；

下位机，用于接收来自上位机的控制参数，根据控制参数计算每个驱动电路的扫频范围以及选择电路的选择周期，根据每个驱动电路的扫频分辨率和扫频范围来设置每个驱动电路在扫频时间内产生的控制信号的幅度、相位和频率，并控制所述选择电路在所述扫频时间内按照所述选择周期来选择所述多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出。

3.根据权利要求2所述的震源驱动装置，其中，每个所述驱动电路具有对应的频率寄存器、幅值寄存器和相位寄存器，分别用于存储频率控制字、幅值控制字和相位控制字，所述下位机通过分别设置每个驱动电路对应的所述频率寄存器、幅值寄存器和相位寄存器中的频率控制字、幅值控制字和相位控制字来设置每个驱动电路输出的控制信号的频率、幅值和相位。

4.根据权利要求1所述的震源驱动装置，其中，所述选择电路包括与所述多个驱动电路相对应的多个数模控制器，每个数模控制器连接在DDS模块与数模转换器之间，用于按照所述选择周期来延迟对应数模转换器的输出。

5.根据权利要求1所述的震源驱动装置，其中，所述选择电路包括分别与所述多个驱动电路相连的多个电控开关，每个所述电控开关连接在对应驱动电路的输出端，所述多个电控开关按照所述选择周期来开启和关闭，以选择多个驱动电路之一产生的控制信号作为输出。

6.根据权利要求2所述的震源驱动装置，其中，所述下位机由现场可编程门阵列FPGA来实现，每个所述驱动电路由DDS芯片来实现。

7.根据权利要求2所述的震源驱动装置，其中，所述下位机和所述多个驱动电路的DDS模块由FPGA来实现。

8.根据权利要求1所述的震源驱动装置，其中，所述多个驱动电路的数量为4个、8个或16个。

9.一种地震波生成设备，包括：

根据权利要求1至8任一项所述的震源驱动装置；以及

换能器，所述换能器用于接收来自所述震源驱动装置的控制信号，并根据所述控制信号进行振动以产生地震波。

10.根据权利要求9所述的地震波生成设备，其中，所述换能器为电磁式可控震源换能器。