CN110323960A - 伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法，包括：电源；伪随机码生成单元，用于生成并发出伪随机编码时序逻辑信号；数字逻辑控制单元，与所述伪随机码生成单元相连，用于存储、调用、发出伪随机编码时序逻辑控制信号；驱动单元，用于接收并处理所述数字逻辑控制单元所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号，将其转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号；以及功率逆变电路单元，在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈后生成伪随机编码电流波形，以缓解现有技术中感性负载对码元频率高的伪随机编码会有很强的阻碍作用，发射波形会严重失真等技术问题。

Description

伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法

技术领域

本公开涉及电磁技术领域，尤其涉及一种伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法。

背景技术

瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method，简写为TEM)是地球物理科学中应用非常广泛的一种地质结构探测方法，其工作原理是利用发射机在发射天线中产生双极性脉冲电流，激发一次脉冲磁场，在一次磁场间歇期间，测量由地下介质产生的感应电磁场(二次场)随时间的变化场，然后通过对二次场的研究，获得地下物质体的信息。近年来，基于矿产资源勘探应用和能源战略需求，瞬变电磁法得到迅猛发展。

传统的发射电流波形是双极性方波，相较于伪随机编码，双极性方波抗噪性欠佳，所以研制出伪随机编码磁性源瞬变电磁系统将会对噪声有更好的抑制作用。伪随机编码是近年来应用到瞬变电磁领域的一种新的信号形式，具有良好的相关特性，可以有效提高系统信噪比。由于电性源负载为接地长导线，其负载特性偏阻性，伪随机编码信号相对容易产生，因此，目前只有电性源的伪随机编码电磁探测系统，典型代表为MTEM系统(Multi-Transient Electromagnetic，MTEM)，成功应用于海洋电磁探测领域，并取得了很好的探测效果。

磁性源瞬变电磁系统使用的发射天线为不接地回线，不接地回线一般为单匝或多匝回线，具有电感大，电阻小的特点。在发射机输出电流的上升沿或下降沿，由于电感的储能作用，电流并不能立即完成在峰值和最小值之间的转变，而是以指数规律上升或下降，即产生的电流波形不再满足瞬变电磁系统的应用要求。

磁性源瞬变电磁系统需要对电流码元上升沿和下降沿分别作特别的提升处理，对电流波形进行高精度控制才能实现，因此，研究磁性源伪随机编码产生方法与发射技术具有重要意义。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法，以缓解现有技术中感性负载对码元频率高的伪随机编码会有很强的阻碍作用，发射波形会严重失真等技术问题。

(二)技术方案

本公开的一个方面，提供一种伪随机编码磁性源脉冲发射机，包括：

电源；

伪随机码生成单元，用于生成并发出伪随机编码时序逻辑信号；

数字逻辑控制单元，与所述伪随机码生成单元相连，用于存储、调用、发出伪随机编码时序逻辑控制信号；

驱动单元，用于接收并处理所述数字逻辑控制单元所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号，将其转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号；以及

功率逆变电路单元，在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈后生成伪随机编码电流波形。

在本公开实施例中，所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，还包括：

有源钳位电压控制单元，在时序逻辑驱动信号的作用下对所述伪随机编码电流边沿进行快速提升，用于提高所发射的伪随机编码电流波形质量。

在本公开实施例中，所述数字逻辑控制单元包括FPGA。

在本公开实施例中，所述驱动单元包括驱动电路，所述驱动电路基于MOSFET驱动芯片搭建而成。

在本公开实施例中，所述功率逆变电路单元包括功率逆变全桥电路；所述的功率逆变全桥电路包括4个MOSFET功率开关M1、M2、M3、M4，通过控制MOSFET功率开关的导通与截止，产生符合重复频率要求的伪随机编码电流。

在本公开实施例中，所述的电源包括：直流电源、AC-DC电源或者蓄电池组。

在本公开实施例中，所述有源钳位电压控制单元包括有源钳位电压源，所述的有源钳位电压源包括一个MOSFET功率开关M5，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6组成的电容组，并联的电阻R1、电阻R2，以及高压电源模块，钳位电压为U_c。

在本公开实施例中，所述有源钳位电压控制单元，在伪随机编码发射电流上升沿和下降沿期间，给所述发射线圈提供一个稳定的大反向电压，使伪随机编码发射电流线性快速上升或下降。

在本公开的另一方面，还提供一种伪随机编码发射电流产生方法，利用以上任一项所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机发射电流，所述伪随机编码发射电流产生方法，包括：

步骤A：通过伪随机码生成单元生成并发出伪随机编码时序逻辑信号并输入数字逻辑控制单元；

步骤B：数字逻辑控制单元对所述伪随机编码时序逻辑信号进行存储、调用、发出伪随机编码时序逻辑控制信号；

步骤C：利用驱动单元将步骤B所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号并输入功率逆变电路单元；以及

步骤D：所述功率逆变单元在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈进而生成伪随机编码电流波形，同时利用有源钳位电压控制单元对所述伪随机编码电流边沿进行快速提升，提高所述伪随机编码电流波形质量。

在本公开实施例中，所述步骤D，包括：

步骤D1：第三路时序逻辑控制信号触发M5导通；同时第一路时序逻辑控制信号触发M1，M4导通，M2、M3均处于截止状态；

步骤D2：当第三路时序逻辑控制信号S3触发M5截止，有源钳位电压源停止放电，此时M1，M4仍处于导通状态，直流电源U_S给发射线圈供电，电流缓慢上升至最大值，进入稳定电流状态；

步骤D3：当时序逻辑控制信号S1触发M1，M4截止时，M5处于截止状态，在M1、M4关断瞬间，使M5的反向并联体二极管正向导通；此时，发射线圈中存储的能量通过功率开关M5的反向并联体二极管向电容组C1、C2、C3、C4、C5、C6泄放，使电容组两端电压升高至U_c，发射电流呈指数规律缓慢减小；

步骤D4：在发射线圈向电容组泄放结束，发射线圈中电流接近于零，第三路时序逻辑控制信号S3再次触发M5导通，钳位电压U_c供电，同时第二路时序逻辑控制信号S2触发M2，M3导通，U_c通过M5、M2、发射线圈，M3构成回路，电流在有源钳位电压控制单元的钳位电压下快速提升，方向与之前电流方向相反；此过程中，M1、M4均处于截止状态；

步骤D5：当第三路时序逻辑控制信号S3触发M5截止，此时M2，M3仍处于导通状态，M1、M4均处于截止状态，直流电源U_S给发射线圈供电，电流缓慢上升至最大值，方向与之前电流方向相反；以及

步骤D6：当第二路时序逻辑控制信号S2触发M2，M3截止时，M5仍处于截止状态，在M2、M3关断瞬间，使M5的反向并联体二极管正向导通；此时，发射线圈中存储的能量通过功率开关M5的反向并联体二极管向电容组C1、C2、C3、C4、C5、C6电容组泄放，使电容两端电压升高至U_c，发射电流呈指数规律缓慢减小。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)对噪声有更好的抑制作用；

(2)得到的伪随机编码脉冲的码元频率更高，信号带宽更大，并且能够在降低峰值发射功率和提高时间利用率前提下，实现噪声的有效抑制；

(3)可以提取出更长的脉冲响应，有利于增大探测深度和作业范围；

(4)可以精准的对伪随机编码信号边沿进行提升，即使在码元频率很高时，也可以在发射线圈中得到质量很好的伪随机编码电流波形。

附图说明

图1为本公开实施例伪随机编码磁性源脉冲发射机的整体结构框图。

图2为本公开实施例伪随机编码磁性源脉冲发射机主拓扑电路原理图。

图3为本公开实施例伪随机编码磁性源脉冲发射机的伪随机编码电流产生电路逻辑控制信号示意图。

图4为本公开实施例伪随机编码磁性源脉冲发射机有源钳位电路时序产生原理示意图。

图5为本公开实施例伪随机编码磁性源脉冲发射机伪随机编码电流产生过程波形图。

具体实施方式

本公开提供了一种伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法，所述伪随机编码磁性源脉冲发射机采用有源恒压钳位技术，实现发射电流快速变化，能够有效提高瞬变电磁系统的勘探能力。采用精密的时序控制模块去控制功率开关的导通，进而在回线中产生伪随机编码电流。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

在本公开实施例中，提供一种伪随机编码磁性源脉冲发射机，如图1所示，所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，包括：

电源；

伪随机码生成单元，用于生成并发出伪随机编码时序逻辑信号；

数字逻辑控制单元，与所述伪随机码生成单元相连，用于存储、调用、发出伪随机编码时序逻辑控制信号；

驱动单元，用于接收并处理所述数字逻辑控制单元所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号，将其转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号；

功率逆变电路单元，在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈后生成伪随机编码电流波形。

所述伪随机编码磁性源脉冲发射机还包括：

有源钳位电压控制单元，在时序逻辑驱动信号的作用下对所述伪随机编码电流边沿进行快速提升，用于提高所发射的伪随机编码电流波形质量。

在本公开中，M1、M2、M3、M4、M5分别表示MOSFET功率开关；C1、C2、C3、C4、C5、C6分别表示电容；R1、R2分别表示电阻；S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8分别表示时序逻辑控制信号；

在本公开实施例中，所述伪随机码生成单元包括MATLAB软件，所述MATLAB软件用于生成伪随机编码以及其他时序逻辑。

所述数字逻辑控制单元为发射机的控制核心，包括FPGA；

所述驱动单元包括驱动电路，所述驱动电路基于MOSFET驱动芯片搭建而成；

所述功率逆变电路单元包括功率逆变全桥电路；

所述的功率逆变全桥电路包括4个MOSFET功率开关M1、M2、M3、M4，上述功率开关都分别反向并联有二极管；通过控制MOSFET的导通与截止，产生符合重复频率要求的伪随机编码电流波形。

所述的有源钳位电压源由功率开关控制的；

所述的有源钳位电压源包括一个MOSFET功率开关M5，M5反向并联有二极管，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6组成的电容组，并联的电阻R1、R2，以及高压电源模块，钳位电压记为U_c。

在MATLAB软件中编写几组不同阶数，不同码元频率，不同重复周期，不同类型的伪随机编码序列，根据该序列得到它们各自的时序逻辑信号，将这些信号存储到数字逻辑控制器FPGA的ROM单元中。在同步时钟的作用下，所述数字逻辑控制单元调用存储在其中ROM中的伪随机编码时序逻辑信号及其他时序逻辑信号，在所述驱动单元的作用下，将伪随机编码时序逻辑信号转换为驱动能力更强的MOSFET伪随机编码时序逻辑控制信号，从而控制所述MOSFET功率开关的导通与截止，输出伪随机编码发射电流，实现伪随机编码电流波形的产生。

所述驱动单元输入端与数字逻辑控制单元的输出端相连，其输出端与整流单元中的MOSFET相连，其主要作用是将数字逻辑控制单元中的主控电路输出的控制信号转换为驱动能力更强的MOSFET控制信号，并实现数字逻辑时序主控电路与MOSFET之间的电气隔离。

所述的电源为直流电源，为AC-DC电源或者蓄电池组，为发射机系统提供能量。

所述的有源钳位电压源在伪随机编码发射电流上升沿和下降沿期间，给所述发射线圈提供一个稳定的大反向电压，使伪随机编码发射电流线性快速上升或下降。

所述的发射线圈包括不接地方形回线或者圆形回线。

在本公开中，还提供一种伪随机编码磁性源脉冲发射机电流产生方法，利用以上所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机生成伪随机编码发射电流，结合图2至图5所示，所述伪随机编码磁性源脉冲发射机电流产生方法，包括：

步骤A：通过伪随机码生成单元生成并发出伪随机编码时序逻辑信号并输入数字逻辑控制单元；

步骤B：数字逻辑控制单元对所述伪随机编码时序逻辑信号进行存储、调用，发出伪随机编码时序逻辑控制信号；

步骤C：利用驱动单元将步骤B所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号并输入功率逆变电路单元；

步骤D：所述功率逆变单元在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈进而生成伪随机编码电流波形，同时利用有源钳位电压控制单元对所述伪随机编码电流边沿进行快速提升，提高所述伪随机编码电流波形质量。

在本公开实施例中，结合图2至图5所示，电源U_S为直流电源，可由AC-DC电源或者蓄电池组成。

所述发射线圈包括等效电感L和等效电阻R_L。

所述的功率逆变全桥电路包括4个MOSFET功率开关M1、M2、M3、M4，通过控制MOSFET的导通与截止，产生符合重复频率要求的伪随机编码电流波形。

所述的有源钳位电压源包括一个MOSFET功率开关M5，电容组C1、C2、C3、C4、C5、C6，并联的电阻R1、R2，以及高压电源模块，钳位电压记为U_c。

数字逻辑控制单元是伪随机编码电流发射机的控制核心，主要发出如图3所示的伪随机编码时序逻辑信号。伪随机编码时序逻辑信号产生过程如下：利用MATLAB软件产生不同阶数，不同码元频率，不同重复周期，不同类型的伪随机编码时序逻辑信号，进一步对该伪随机编码时序逻辑信号进行处理，可以得到全部的时序逻辑控制信号，然后将它们存储于数字逻辑控制单元中FPGA内部存储器中，时序逻辑控制信号如图3所示。图3中所示的第一路时序逻辑控制信号S1控制M1，M4的导通时刻，第二路时序逻辑控制信号S2控制M2，M3的导通时刻。第三路时序逻辑控制信号S3控制M5的导通时刻；当电流上升沿和下降沿到来时，M5开始导通。

各路时序逻辑控制信号产生原理如下：MATLAB产生伪随机编码时序逻辑控制信号S保存在数字逻辑控制单元FPGA中，将M1、M4的时序逻辑控制信号S1取与时序逻辑控制信号S相同。将时序逻辑控制信号S取反得到时序逻辑控制信号S2。M5的时序逻辑控制信号S3产生原理如图4所示，MATLAB产生伪随机编码时序逻辑信号S4保存在数字逻辑控制器FPGA中，将S4延时Δt(有源钳位电压源的工作时间)得到时序逻辑信号S5，波形S4与S5之差如时序逻辑信号S6所示，此时S4的上升沿和下降沿就被提取出来了，上升沿为正值，下降沿为负值；将S6取绝对值即可得到M5的时序逻辑控制信号S7，进而得到发射线圈中的发射电流的时序逻辑控制信号S8。

数字逻辑控制单元在伪随机编码时序逻辑信号控制下，产生的伪随机编码电流波形，如图5所示，码元频率为10KHz，阶数为6，本征表达式为f(x)＝1+x+x⁶。

所述步骤D，包括：

步骤D1：第三路时序逻辑控制信号S3触发M5导通；同时第一路时序逻辑控制信号S1触发M1，M4导通，M2、M3均处于截止状态；

钳位电压U_c供电，由于有源钳位电压源的恒定电压U_c高达千伏，远大于镇流电源电压U_S，隔离二极管D1不导通，此时，钳位电压U_c为发射机供电，并保持电压恒定不变。同时时序逻辑控制信号S1触发M1，M4导通，U_c通过M5、M1、R_L，L，M4构成回路，根据电感两端感应电压与电流变化的数学公式U_c＝L×(dI/dt)，此时，发射电流快速线性上升，很快达到稳定值。此过程中，M2、M3均处于截止状态。

步骤D2：当第三路时序逻辑控制信号S3触发M5截止，有源钳位电压源停止放电，此时M1，M4仍处于导通状态，电源U_S给发射线圈供电，电流缓慢上升至最大值，进入稳定电流状态。

步骤D3：当时序逻辑控制信号S1触发M1，M4截止时，M5处于截止状态，在M1、M4关断瞬间，发射线圈作为感性负载，电流的急剧变化使线圈两端产生很高的感应电压，使M5的反向并联体二极管正向导通。此时，发射线圈中存储的能量通过功率开关M5的反向并联体二极管向电容组C1、C2、C3、C4、C5、C6泄放，使电容组两端电压升高至U_c，发射电流呈指数规律缓慢减小。

步骤D4：在发射线圈向电容组泄放结束，发射线圈中电流接近于零，第三路时序逻辑控制信号S3再次触发M5导通，钳位电压U_c供电，同时第二路时序逻辑控制信号S2触发M2，M3导通，U_c通过M5、M2、R_L，L，M3构成回路，电流在有源钳位电压控制单元的钳位电压下快速提升，方向与之前电流方向相反；此过程中，M1、M4均处于截止状态。

步骤D5：当第三路时序逻辑控制信号S3触发M5截止，此时M2，M3仍处于导通状态，M1、M4均处于截止状态，电源U_S给发射线圈供电，电流缓慢上升至最大值，方向与之前电流方向相反。

步骤D6：当第二路时序逻辑控制信号S2触发M2，M3截止时，M5仍处于截止状态，在M2、M3关断瞬间，发射线圈作为感性负载，电流的急剧变化使线圈两端产生很高的感应电压，使M5的反向并联体二极管正向导通。此时，发射线圈中存储的能量通过功率开关M5的反向并联体二极管向电容组C1、C2、C3、C4、C5、C6电容组泄放，使电容两端电压升高至U_c，发射电流呈指数规律缓慢减小。

当下一个上升沿到来时，重复步骤D1至步骤D6，在发射线圈上产生伪随机编码电流。若发射结束，则电流在步骤三或步骤六中缓慢减小至零。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)全桥逆变电路中的MOSFET功率开关可以由IGBT功率开关替换；

(2)有源钳位电压源对恒定电压的设置，可以根据实际的需要对钳位电容并联个数进行简单调整。电路的作用时间Δt，可以根据发射伪随机编码的码元频率进行设计。M5的时序逻辑信号也可以分别针对上升沿和下降沿进行设计，分别在电流上升沿和下降沿到来的时刻进行钳位，且钳位工作时间可以不同，可以得到质量更好的电流波形。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法有了清楚的认识。

综上所述，本公开提供了一种伪随机编码磁性源脉冲发射机及其电流产生方法，利用有源恒压钳位技术，实现发射电流快速变化，能够有效提高瞬变电磁系统的勘探能力。采用精密的时序控制模块去控制功率开关的导通，进而在回线中产生伪随机编码电流。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到[约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伪随机编码磁性源脉冲发射机，包括：

电源；

伪随机码生成单元，用于生成并发出伪随机编码时序逻辑信号；

数字逻辑控制单元，与所述伪随机码生成单元相连，用于存储、调用、发出伪随机编码时序逻辑控制信号；

驱动单元，用于接收并处理所述数字逻辑控制单元所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号，将其转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号；以及

功率逆变电路单元，在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈后生成伪随机编码电流波形。

2.根据权利要求1所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，还包括：

有源钳位电压控制单元，在时序逻辑驱动信号的作用下对所述伪随机编码电流边沿进行快速提升，用于提高所发射的伪随机编码电流波形质量。

3.根据权利要求1所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，所述数字逻辑控制单元包括FPGA。

4.根据权利要求1所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，所述驱动单元包括驱动电路，所述驱动电路基于MOSFET驱动芯片搭建而成。

5.根据权利要求1所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，所述功率逆变电路单元包括功率逆变全桥电路；所述的功率逆变全桥电路包括4个MOSFET功率开关M1、M2、M3、M4，通过控制MOSFET功率开关的导通与截止，产生符合重复频率要求的伪随机编码电流。

6.根据权利要求1所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，所述的电源包括：直流电源、AC-DC电源或者蓄电池组。

7.根据权利要求2所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，所述有源钳位电压控制单元包括有源钳位电压源，所述的有源钳位电压源包括一个MOSFET功率开关M5，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6组成的电容组，并联的电阻R1、电阻R2，以及高压电源模块，钳位电压为U_c。

8.根据权利要求2所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机，所述有源钳位电压控制单元，在伪随机编码发射电流上升沿和下降沿期间，给所述发射线圈提供一个稳定的大反向电压，使伪随机编码发射电流线性快速上升或下降。

9.一种伪随机编码磁性源脉冲发射机电流产生方法，利用权利要求1至8任一项所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机发射电流，所述伪随机编码磁性源脉冲发射机电流产生方法，包括：

步骤A：通过伪随机码生成单元生成并发出伪随机编码时序逻辑信号并输入数字逻辑控制单元；

步骤B：数字逻辑控制单元对所述伪随机编码时序逻辑信号进行存储、调用、发出伪随机编码时序逻辑控制信号；

步骤C：利用驱动单元将步骤B所发出的伪随机编码时序逻辑控制信号转换为驱动能力更强的伪随机编码时序逻辑驱动信号并输入功率逆变电路单元；以及

步骤D：所述功率逆变单元在伪随机编码时序逻辑驱动信号的作用下产生伪随机编码电流，并输入后接的发射线圈进而生成伪随机编码电流波形，同时利用有源钳位电压控制单元对所述伪随机编码电流边沿进行快速提升，提高所述伪随机编码电流波形质量。

10.根据权利要求9所述的伪随机编码磁性源脉冲发射机电流产生方法，所述步骤D，包括：

步骤D1：第三路时序逻辑控制信号触发M5导通；同时第一路时序逻辑控制信号触发M1，M4导通，M2、M3均处于截止状态；

步骤D2：当第三路时序逻辑控制信号S3触发M5截止，有源钳位电压源停止放电，此时M1，M4仍处于导通状态，直流电源U_s给发射线圈供电，电流缓慢上升至最大值，进入稳定电流状态；

步骤D3：当时序逻辑控制信号S1触发M1，M4截止时，M5处于截止状态，在M1、M4关断瞬间，使M5的反向并联体二极管正向导通；此时，发射线圈中存储的能量通过功率开关M5的反向并联体二极管向电容组C1、C2、C3、C4、C5、C6泄放，使电容组两端电压升高至U_c，发射电流呈指数规律缓慢减小；

步骤D4：在发射线圈向电容组泄放结束，发射线圈中电流接近于零，第三路时序逻辑控制信号S3再次触发M5导通，钳位电压U_c供电，同时第二路时序逻辑控制信号S2触发M2，M3导通，U_c通过M5、M2、发射线圈，M3构成回路，电流在有源钳位电压控制单元的钳位电压下快速提升，方向与之前电流方向相反；此过程中，M1、M4均处于截止状态；

步骤D5：当第三路时序逻辑控制信号S3触发M5截止，此时M2，M3仍处于导通状态，M1、M4均处于截止状态，直流电源U_s给发射线圈供电，电流缓慢上升至最大值，方向与之前电流方向相反；以及

步骤D6：当第二路时序逻辑控制信号S2触发M2，M3截止时，M5仍处于截止状态，在M2、M3关断瞬间，使M5的反向并联体二极管正向导通；此时，发射线圈中存储的能量通过功率开关M5的反向并联体二极管向电容组C1、C2、C3、C4、C5、C6电容组泄放，使电容两端电压升高至U_c，发射电流呈指数规律缓慢减小。