第1章 信号处理基础 1
1.1 离散时间信号 1
1.1.1 离散时间信号及其时域表示 1
1.1.2 序列的基本运算 2
1.1.3 一些常用序列 3
1.1.4 用单位脉冲序列表示任意序列 4
1.2 离散时间系统及其时域分析 5
1.2.1 线性时不变系统 5
1.2.2 线性时不变系统的构成 5
1.2.3 线性时不变系统的差分方程描述 6
1.2.4 线性时不变系统的求解 6
1.2.5 系统的因果性与稳定性 7
1.3 连续时间信号的数字处理 8
1.3.1 抽样定理与A/D转换器 8
1.3.2 抽样信号的恢复与D/A转换器 13
1.4 离散时间信号与系统的频域分析 15
1.4.1 序列的z变换 15
1.4.2 序列的傅里叶变换 18
1.4.3 离散时间系统频域分析 21
1.5 离散傅里叶变换及其快速算法 24
1.5.1 有限长序列的离散傅里叶变换 24
1.5.2 DFT的一些性质 25
1.5.3 DFT的快速算法——FFT 28
1.5.4 DFT与FFT在频谱分析中的应用 33
1.6 数字滤波器概述 37
1.6.1 数字滤波类型与指标 37
1.6.2 FIR线性相位数字滤波器 40
1.6.3 最小相位数字滤波器 42
1.6.4 梳状滤波器 44
参考文献 46
第2章 过抽样∑-△转换器 48
2.1 概述 48
2.2 量化与量化噪声 49
2.3 ∑-△调制器 55
2.3.1 ∑-△调制器的基本概念 55
2.3.2 一阶∑-△调制器的传输特性及量化信噪比 59
2.3.3 高阶∑-△调制器 62
2.4 数字抽取滤波器 64
2.4.1 序列的重抽样及其频谱 65
2.4.2 ∑-△ A/D转换器的动态范围与采样率、字长的关系 69
2.4.3 抽取滤波的实现 70
2.5 ∑-△ D/A转换器与数字插值滤波器 72
2.5.1 ∑-△ D/A转换器 72
2.5.2 数字插值滤波器 73
2.6 ∑-△ A/D转换器CS5372/CS5376组件 76
2.6.1 ∑-△调制器CS5372 76
2.6.2 数字抽取滤波器CS5376 84
参考文献 98
第3章 地震数据采集站原理 100
3.1 地震勘探简介 100
3.1.1 地震勘探概述 100
3.1.2 地震数据采集系统及其野外工作方式 101
3.1.3 地震勘探对地震数据采集系统的要求 102
3.1.4 地震数据采集站的主要技术指标 105
3.2 地震数据采集站结构 106
3.2.1 传统地震数据采集站的局限性 107
3.2.2 基于∑-△ A/D转换器的地震数据采集站采集模块结构 108
3.2.3 现代地震数据采集站的总体结构 109
3.3 地震数据采集站采集模块 109
3.3.1 低噪声放大器 110
3.3.2 A/D转换器接口 113
3.3.3 嵌入式处理器与控制电路 114
3.3.4 内置高精度测试信号源 117
3.4 数据传输与接口 120
3.4.1 地震数据采集系统中常用的传输技术 120
3.4.2 采集站与数据传输电缆接口 127
3.4.3 传输协议 128
3.4.4 检波器接口 134
3.5 电源及其他 135
3.5.1 电源配置 135
3.5.2 防雷击与防静电 136
3.5.3 机壳设计 138
参考文献 139
第4章 采集站测试原理和计算方法 140
4.1 概述 140
4.2 直流漂移与噪声的测试方法 141
4.3 谐波畸变测试方法 143
4.4 计时精度测试方法 148
4.5 增益精度测试方法 151
4.6 相位特性测试方法 153
4.7 系统延时测试方法 158
4.8 频带特性测试方法 162
4.9 陷波特性测试方法 164
4.10 共模抑制比测试方法 166
4.11 串音干扰测试方法 167
4.12 一致性测试 169
4.13 测试误差分析 171
参考文献 174
第5章 地震数据采集站测试仪器 175
5.1 概述 175
5.2 采集站测试仪器的结构 176
5.2.1 对测试仪器的要求 176
5.2.2 测试仪器硬件结构 177
5.2.3 测试仪器软件结构 178
5.2.4 高精度信号源 179
5.2.5 高精度计时器 181
5.3 采集站测试数据获取 181
5.3.1 测试数据采集控制软件 181
5.3.2 测试接口网络配置 183
5.4 测试仪器数据处理系统 184
5.4.1 处理系统的结构 184
5.4.2 数据处理结果保存与显示 185
5.5 采集站测试实例 186
参考文献 192