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探测海洋大地电磁场可推知海底的地质构造。由于海洋环境的特殊性,海底大地电磁探测仪需要对两个水平正交的电场(Ex、Ey),三个相互正交的磁场(Hx、Hy、Hz)以及海底环境状态等6通道信号进行同步采集转换等,采集周期长,数据存储量大。如何提高信号采集速度和数据的传输能力,是海底大地电磁仪研发的一个重要方面。围绕该技术相关问题,本论文提供了其解决方案。由中国地质大学(北京)研发的海底大地电磁探测仪以PC104工控机为主控单元。PC104工控机向各电路单元发送采集指令,大地电磁信号和环境信息被连续记录。海底大地电磁探测是在海面上施工,在海底完成测量。仪器被投放前,先进行电路的初始化工作。用便携计算机向仪器内置的PC104工控机下载有关的采集参数,设置好海下测量起始时间、采样频段数、各频段的采样间隔等。仪器到达指定地点,采集时间到达后,仪器开始工作采集数据。经过传感器同步采集得到的信号,进入可编程逻辑门阵列完成数据的串并转换,再经过ISA总线进入存储设备,采集完成后,仪器受控自动浮出水面,将存储设备中数据导出,进行后期数据分析。海底大地电磁探测数据采集量大、周期长,要求仪器有较高的数据传输能力,ISA总线工作频率为8MHz、数据宽度16位,其最大数据传输能力只有16MB/s,这成为仪器速度提高的瓶颈。PCI总线是33MHz、32位的总线信号,其最大传输能力能达到132MB/s,还可以扩展为66MHz、64位的总线,而且PC104工控机总线与PCI总线兼容,为海底大地电磁仪数据传输能力的改进提供了条件。本论文针对海底大地电磁仪的数据采集单元模型,提出将FPGA可编程逻辑器件与PCI总线技术相结合的方法实现多通道A/D同步转换,替换仪器原来的ISA总线接口,提高整机数据传输速度。用可编程逻辑器件FPGA进行系统设计灵活方便,用户可以根据设计需要进行软件修改,完成不同的功能。文中分析了方案的可行性;阐述了新方案的功能特点;论述了此方案的实现目的、实现方法、总体构架;给出了具体的实现过程和研究结果。