?應(yīng)用
地震是地球內(nèi)部能量釋放的一種自然現(xiàn)象,常常帶來災(zāi)難性的后果,為了減輕地震帶來的損失以及研究地震的成因、地震波的傳輸、評估地震的風(fēng)險,都需要使用地震波模擬系統(tǒng)。傳統(tǒng)的地震波模擬方案有兩類,都存在各自缺點。成套專業(yè)系統(tǒng)價格昂貴,功能死板,難以實施而且難以滿足先進科研的靈活性需要。通用儀器驅(qū)動的模擬實驗系統(tǒng)對于小通道簡單波形有較高性價比,但是對于大通道、復(fù)雜波形難以實現(xiàn)。
挑戰(zhàn)
用戶利用數(shù)值計算方法模擬并根據(jù)實際采集的樣本,構(gòu)建多通道復(fù)雜時變波形,通過模擬系統(tǒng)輸出多維度地震波用于科學(xué)、工程和減災(zāi)研究試驗。用戶希望地震波發(fā)生系統(tǒng)具備以下能力和特點:
· 32通道同步波形輸出,波形更新率覆蓋直流到20 kHz全部聲音振動頻段
· 波形可以按照周期循環(huán)、短時脈沖、長時間流盤等多種模式輸出
· 輸出準確、穩(wěn)定可靠,可以實施CNAS校準
· 具備較高處理計算能力,可以實現(xiàn)試驗現(xiàn)場的即時計算和處理
· 具備通道和功能擴展能力
· 有工業(yè)級抗干擾設(shè)計,堅固耐用,需要的時候可以搬移到不同試驗場所
解決方案
客戶使用可編程PXIe信號發(fā)生器,作為地震信號模擬輸出系統(tǒng),可完美解決以上問題。可編程PXIe信號發(fā)生器有3部分組成:機箱PXIe-2315G2、控制器PXIe-3125a、模擬輸出卡PXIe-5711。機箱PXIe-2315G2提供4個外設(shè)插槽,可兼容多種總線板卡,并提供8 GB/s帶寬能力,滿足復(fù)雜波形的傳輸帶寬需求,方便拓展,可構(gòu)建復(fù)雜的信號發(fā)生器;PXIe-3125a利用Intel第11代處理器技術(shù),提供強大的計算能力,可模擬生成復(fù)雜波形并處理;模擬輸出板卡PXIe-5711提供32路輸出通道,精度可達200 ppm,每通道提供8 M Samples的存儲深度,可存儲復(fù)雜波形,同時提供單點、有限點、連續(xù)環(huán)繞、連續(xù)非環(huán)繞等輸出模式,可實時輸出變化的波形,滿足連續(xù)變化信號輸出的要求。

圖 1 試驗系統(tǒng)原理框圖
在軟件方面,簡儀科技為客戶提供了初步的三十二通道地震波回放系統(tǒng),具備如下功能:
· 可讀取用戶存儲的地震波數(shù)據(jù)并顯示;
· 可設(shè)置輸出頻率,靈活控制地震波信號的輸出速度;
· 可實現(xiàn)單次輸出和多種地震波循環(huán)輸出;
· 循環(huán)輸出時可靈活設(shè)置地震波之間的輸出間隔,滿足研究需要。
客戶在簡儀科技銳視工具包和豐富的范例源代碼基礎(chǔ)上進行二次開發(fā),快速完成了性價比高,功能靈活,能夠支撐業(yè)界先進科研水平的地震波模擬系統(tǒng)。

圖 2 三十二通道地震波數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)

圖 3 簡儀5711范例,涵蓋多種輸出模式和觸發(fā)同步方式
使用的簡儀產(chǎn)品
硬件:
PXIe-2315G2:高數(shù)據(jù)傳輸帶寬5槽Gen2全混合PXI Express機箱
PXIe-3125a:高性能第11代Intel? Core? i5-11500HE處理器PXI Express控制器
PXIe-5711:高精度0.02%,32通道 16位 2 MS/s 模擬輸出模塊

軟件:
基于開源免費的銳視測控軟件SeesharpTools開發(fā)應(yīng)用程序
為什么選擇簡儀
簡儀科技提供成熟的模塊儀器軟面板,可實現(xiàn)多種常見波形輸出以及處理
簡儀科技提供豐富的開發(fā)范例,快速助力客戶的二次開發(fā)需求,降低了使用成本
簡儀科技提供多種平臺驅(qū)動,可兼容絕大部分開發(fā)平臺,易于集成
優(yōu)質(zhì)的服務(wù)以及快速響應(yīng)能力,協(xié)助客戶解決問題
通過采用簡儀提供的基于PXIe架構(gòu)的可編程信號發(fā)生器,并搭載高性能控制器與32通道高精度輸出模塊,不僅滿足了從直流到20 kHz全頻段、多模式波形輸出的復(fù)雜科研需求,還通過提供的軟硬件工具包極大地降低了二次開發(fā)門檻和成本,從而有效支撐了地震成因研究、工程測試及防災(zāi)減災(zāi)工作的深入開展。