一种用于铷频标的紧凑型直接数字频率合成器

研发了高精度铷频标芯片SoC实现中应用的一种紧凑型直接数字频率合成器（DDFS) . 为了减小芯片面积和降低功耗,采用正弦对称技术、modified Sunderland 技术、正弦相位差技术、四线逼近技术以及量化和误差ROM技术对相位转正弦的映射数据进行了压缩. 利用这些技术,ROM尺寸压缩了98%. 采用标准0.35μm CMOS工艺,一个具有32位相位存储深度和10位DAC的紧凑型DDFS流片成功,其核心面积为1.6mm2. 在3.3V电源下,该芯片的功耗为167mW, 无杂散动态范围（SFDR）为61dB.     

A CMOS AC/DC charge pump for a wireless sensor network

实现了一种应用于无线网络传感器的基于MOS管的AC/DC电荷泵,提出的AC/DC电荷泵在0.13μm公益平台实现能够提供稳定的工作电压,同时具有低功耗及高充电效率。电荷泵采用了具有低阈值（Vth）的MOSFET二极管,提高了转换效率。给出了电压倍增器的模型,仿真结果和芯片测试结果。     

一种单环5阶高精度音频△-∑ A/D转换器

采用英飞凌0.11 μm CMOS工艺,实现了一种用于音频范围的高精度△-∑ A/D转换器.调制器采用1位量化的5阶单环前馈结构,ADC过采样率为256.A/D转换器模拟调制器工作于5V电压,数字滤波器工作于1.2V电压,整体功耗为20.52 mW,版图面积3.1 mm2.仿真结果显示,设计的A/D转换器在20 kHz信号带宽内达到108.9 dB的信噪失真比,有效位数为18位.     

随钻核磁共振自旋回波数据联合编码压缩方法

一维随钻核磁共振CPMG(Carr purcell meiboom gill)自旋回波数据量大,而井下仪器存储容量较小,为了在有限的存储空间内保存更多的数据信息,结合CPMG自旋回波数据呈多指数变化的特点,提出了离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)、游程编码(run-length encoding,RLE)和霍夫曼编码相结合的联合编码压缩方法。首先采用连续光栅扫描法将一维CPMG自旋回波数据重组为二维矩阵,增强数据间的相关性;然后采用DCT变换去除数据冗余;DCT系数经均匀量化后进行游程编码,增强连续重复数据的压缩效率;最后由霍夫曼编码器进一步去除编码冗余。利用仿真数据进行了压缩实验,结果表明,在相对误差不超过5%的前提下,压缩比可以达到15∶1,表明提出的方法能够在较好地保留信号特征的前提下有效压缩信号。与现有方法相比,联合编码方法更适合井下CPMG自旋回波数据的压缩应用。     

面向高速应用的10位2GHz数模转换器

提出了一个刷新率达2GHz的10位电流驱动型数模转换器.在综合了精度与芯片面积等因素之后,该数模转换器使用6+4结构.采用电流型逻辑以提高转换器的速度,并采用Q2 random walk方法设计了一个双中心对称的电流矩阵,确保数模转换器的线性度.该数模转换器核心版图面积为2.2mm×2.2mm,在3.3V单电压供电的情况下,该芯片功耗为790mW.     

随钻前视声波测井钻头前方声场特征研究

现有声波测井仪器无法满足前视探测需求,为此开展了基于相控阵技术的随钻前视声波测井技术研究。采用相控线阵声波辐射器和相控圆弧阵声波接收站,分别实现声波能量的定向辐射和扫描接收;利用有限差分算法,分别模拟了随钻条件下钻头前方存在一个地层界面时的单极和相控阵声波测井响应。模拟结果表明,由于井底散射的影响,随钻前视声波测井的波场比常规反射声波测井的声场更为复杂;与单极声波辐射器相比,相控线阵声波辐射器能够定向增强辐射到钻头前方地层中的声波能量,可以显著增强P-P回波的幅度;与单极声波接收器相比,通过统计相控圆弧阵声波接收站扫描接收到的不同方位P-P回波的幅度,可以近似判断钻前地层界面的方位。研究结果验证了利用相控阵声波测井技术探测钻前地质异常体的可行性,为后续工业样机的开发提供了理论依据。      

井筒微芯片示踪器研制

为了快速检测钻井过程中的井筒压力和温度分布,从而对井涌、井漏和钻具磨损等各类井下故障进行判断和预测,进行了微芯片示踪器研究攻关。采用微型化采集技术、高效电源管理技术和高温高压封装技术,设计研制了小尺寸、低功耗井下数据采集系统——微芯片示踪器样机。该示踪器连续投放到循环的钻井液中,可以快速采集井筒中的压力和温度数据,获得井筒温度、压力分布剖面。微芯片示踪器原理样机直径只有20 mm,地面测试表明,该样机可连续采集到养护釜中100 ℃以下的温度变化,以及20 MPa以下的压力变化。这表明,利用微芯片示踪器可以采集到井筒中的压力和温度数据,建立井筒压力和温度分布剖面。      

随钻数据微存储器井下释放传输系统关键技术研究

泥浆脉冲、电磁波等随钻数据传输方式难以实现井底大数据量的上传,不能充分满足随钻测井和地质导向对随钻测量数据的需求。介绍了一种通过井下释放大容量存储器的方式,实现井下大数据量上传的系统。在入井前将一定数量微型存储器安置在释放短节腔体内,根据井下随钻测量情况把测量数据注入微型存储器,定时或不定时地向环空释放,通过泥浆循环把存储器带回地面。为了拓展存储器的数据容量,设计了无线充电大容量存储器,该存储器内置了微处理器,可以直接从释放短节的读写器发射的无线信号获取电能,并给微处理器供电。地面系统可以按照协议读写存储器,实现了大量随钻测量数据的传输。     

一种单环5阶高精度音频Δ-Σ A/D转换器

采用英飞凌0.11μm CMOS工艺,实现了一种用于音频范围的高精度Δ-ΣA/D转换器。调制器采用1位量化的5阶单环前馈结构,ADC过采样率为256。A/D转换器模拟调制器工作于5V电压,数字滤波器工作于1.2V电压,整体功耗为20.52mW,版图面积3.1mm2。仿真结果显示,设计的A/D转换器在20kHz信号带宽内达到108.9dB的信噪失真比,有效位数为18位。