最近加入地震電訊號的FB社團 (https://www.facebook.com/groups/QuakeTomato/) ，想看看林所長是怎麼做的，他使用一個貴森森的 NI USB6210 做訊號擷取，為了推廣應用，他想改用Arduino來做，但從Arduino取得的訊號不太能用，震幅沒甚麼變化，如下圖：
以上圖型是用林所長的程式產生的:
processing : http://quakeforecast.blogspot.tw/2016/08/2016-08-06-1925-utc8-arduino-airview.html
Arduino : http://quakeforecast.blogspot.tw/2016/08/2016-08-03-0457-utc8-arduino-air-v20.html)
因 NI USB6210的輸入阻抗高達10GΩ，根據 Atmel 的datasheet (http://www.atmel.com/images/atmel-8271-8-bit-avr-microcontroller-atmega48a-48pa-88a-88pa-168a-168pa-328-328p_datasheet_complete.pdf) ，"The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 kΩ or less" Arduino阻抗僅10KΩ，因此無法取出微弱訊號。為了改善輸入阻抗，使用AD820這顆運算放大器，他具有JFET輸入級，阻抗可達 1GΩ，用反向閉迴路，接在Arduino的A0/A1前，提高輸入阻抗，獲得的圖形類似其他測站的量測結果，如下圖：
電路圖很簡單：
用小麵包板Shield兜出的實作照片：
林湧森所長量測的方法 ，若以傳統電子學來看，有點怪異。但是傳統電路與訊號理論，是把想要的當做訊號，不想要的叫做雜訊。若再深思，雜訊也是有產生源。如果動物能夠感應到地震訊號，引起恐慌或遷移動作，表示地震有產生訊號且可以傳播。傳統理論認為比雜訊低的訊號無法量測，過去我們都把這些當作是雜訊而忽略，現在要把它當訊號來看，傳統理論無法處理。目前就是摸石頭過河，碰運氣了。
--------- 結論 (2017/7/24)
經過反覆測試, 確認這個電路量到的不是地震訊號, 原因如下:
1. 兩個相同的電路, 放在同一個地點, 無法同時獲得相同的波形, 難以認定訊號波形有因果性或特定意義. 所謂的儀器, 應該是量到的結果都相同, 才能稱為儀器, 會有不同的結果, 這儀器根本無法使用
2. 運算放大器的放大率在無回授情況下超過10萬倍, 當溫度變動時輸入端產生特性飄移, 放大10萬倍後會造成輸出電壓改變. 非洲站台日夜溫差大, 觀察其訊號明顯有每日變化的週期性, 可知訊號電壓慢速變化的主要因素是溫度變化
3. 所謂的地震低頻, 是指地下震動當下的震動, 例如房子上下震動, 或是其他地殼運動引起, 這個頻率才是很低的那種, 其他原因造成的訊號並非極低頻 (ELF)
4. 極低頻波長很長, 需要很長的天線, 才能在導體上造成足夠的電壓變化而被接收, 顯然這個電路對超低頻是無效的
5.以超高取樣率進行取樣, 低頻訊號不可能看不到
--------- 結論 (2017/7/24)
經過反覆測試, 確認這個電路量到的不是地震訊號, 原因如下:
1. 兩個相同的電路, 放在同一個地點, 無法同時獲得相同的波形, 難以認定訊號波形有因果性或特定意義. 所謂的儀器, 應該是量到的結果都相同, 才能稱為儀器, 會有不同的結果, 這儀器根本無法使用
2. 運算放大器的放大率在無回授情況下超過10萬倍, 當溫度變動時輸入端產生特性飄移, 放大10萬倍後會造成輸出電壓改變. 非洲站台日夜溫差大, 觀察其訊號明顯有每日變化的週期性, 可知訊號電壓慢速變化的主要因素是溫度變化
3. 所謂的地震低頻, 是指地下震動當下的震動, 例如房子上下震動, 或是其他地殼運動引起, 這個頻率才是很低的那種, 其他原因造成的訊號並非極低頻 (ELF)
4. 極低頻波長很長, 需要很長的天線, 才能在導體上造成足夠的電壓變化而被接收, 顯然這個電路對超低頻是無效的
5.以超高取樣率進行取樣, 低頻訊號不可能看不到
6.有其他人測試, 利用藍芽將資料傳出, 電路本身用電池供電, 發現完全無訊號, 由此可知其感測的訊號極可能是由電腦透過USB線傳輸過來的電源雜訊引起的
7.將電路用鐵箱隔離, 使其收不到電磁波, 依然有訊號, 表示訊號並非從電磁波而來
8.如果量到的是空氣電壓, 架設探針位於座標 a, b 兩點, 其電壓為 Vab, 若將探針移動至 b, c 點, 得到電壓為 Vbc, ... 以此類推, 根據電學定律, 第一點a到最後一點 c 的電壓 Vac 等於 Vab + Vbc, 從這個實驗看來, 若距離長一點, 電壓可以沒有極限, 表示有無限大的能量, 這很不合理.
9.如果量到的是空氣電壓, 把電路放到真空中應該就沒電壓了. 空間跟空氣搞不清楚, 這是不懂直流訊號與交流訊號的差異.
7.將電路用鐵箱隔離, 使其收不到電磁波, 依然有訊號, 表示訊號並非從電磁波而來
8.如果量到的是空氣電壓, 架設探針位於座標 a, b 兩點, 其電壓為 Vab, 若將探針移動至 b, c 點, 得到電壓為 Vbc, ... 以此類推, 根據電學定律, 第一點a到最後一點 c 的電壓 Vac 等於 Vab + Vbc, 從這個實驗看來, 若距離長一點, 電壓可以沒有極限, 表示有無限大的能量, 這很不合理.
9.如果量到的是空氣電壓, 把電路放到真空中應該就沒電壓了. 空間跟空氣搞不清楚, 這是不懂直流訊號與交流訊號的差異.
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