矿产资源是人类发展的重要基础,但由于探测技术限制,我国一些矿产资源依赖进口,仍需提升地质勘探的技术水平。瞬变电磁法因其分辨率高、探测深度大、抗干扰能力强等优点而得到广泛应用。非极化区瞬变电磁响应为单调衰减的正曲线,反映出地质体电阻率信息。而对极化区的探测会出现带有负号的极化响应,可同时反映出电阻率与极化率信息,并且在不同激励下极化地质体会产生不同响应。以往发射机多为固定关断时间模式,不能根据探测条件灵活调节。针对上述问题,本文设计了关断时间连续可控的瞬变电磁发射系统,主要内容如下:1、介绍极化地质体的Cole-Cole等效电路模型及其响应过程,说明负响应是极化介质充放电过程的结果,分析不同发射参数对极化探测的影响,说明可控下降沿对极化区域探测的优势。2、从主控电路、同步电路、驱动电路、发射桥路四个方面进行发射机设计,实现了时序同步、强弱电隔离驱动、双极性电流发射等基本功能,并针对发射电流的尖峰与振荡设计吸收电路,优化下降沿波形质量。3、基于恒压钳位技术设计关断时间控制电路,通过调节钳位电压实现下降沿的连续调节,通过匹配电阻分压实现固定关断时间档位。根据计算与仿真分析,选择合理的限流电阻保持钳位电容稳压。4、基于FPGA与千兆以太网设计可变采样率的电流采集装置,使用高采样率实现对发射波形细节的精确记录,使用变采样率模式实现对不同关断时间发射波形的连续采集。基于C#编写电流采集上位机,实现采集控制、波形显示、数据储存等功能。5、对发射机进行关断时间、线性度、波形一致性测试,对电流采集装置进行变采样率与噪声测试,设计基于Cole-Cole异常环的极化等效电路模型,通过野外实验验证发射系统对极化探测的优势。