随钻电磁波电阻率测井仪存储单元设计

存储单元电路设计是随钻电磁波电阻率测井仪电路系统中的难点之一。整个设计结合了SRAM、EEPROM、FLASH三种存储器,所设计的存储器管理结构分为参数表管理和大容量测井数据存储管理两个类型,可以满足仪器大容量数据存储、仪器配置、程序远距离更新等功能,适应随钻电磁波电阻率测井仪的技术要求。     

微弱信号非线性检测在随钻电磁波中的应用

在随钻电磁波测井工程中, 随着勘探深度加深, 信号呈现越来越微弱的特性, 有效提取强噪声背景下的微弱电磁波信号对于指导随钻工程勘探具有重要的意义.传统的滤波方法仅滤除带外噪声, 带内噪声不能被很好解决, 针对此问题, 文章设计带外硬件滤波电路和带内基于最小均方算法的可变参数自适应谱线增强(adaptive line enhancer, ALE)算法来构造组合滤波算法.理论分析和仿真研究表明:该组合算法能够提高高动态、低信噪比的微弱电磁波有用信号的估计精度, 有效提高信噪比和抑制工程环境噪声的能力.该组合算法在滤除带外噪声的基础上, 对于带内高斯白噪声抑制能力提高约10 dB, 进一步解决了实际工程问题.     

双侧向测井仪中信号调制放大器设计

双侧向测井中需要向地层发射不同频率的电流,并根据监督电极间电流大小调节发射电流大小,为此需要电压和频率可调的信号放大电路。通过把差分放大器实现电压调节,利用AD7510开关实现斩波式信号调制,产生不同频率的电流信号,经过有源滤波滤波电路输出正弦信号,整个电路实现电压随反馈信号可调,频率可控的正弦信号,可用于双侧向测井仪电流发射电路中。     

利用分离变量法计算电磁波电阻率仪器的测井响应

研究随钻电磁波电阻率仪器中线圈系电磁响应的计算方法,对于测井数据的快速反演具有重要的意义。从Maxwell方程出发,导出了修正磁矢位满足的泊松方程,并采用分离变量法和电磁场边界条件导出了圆电流环在径向分层介质中的磁矢位的解析解,该方法形式简洁,易于编程,精度高。利用上述方法对随钻电磁波电阻率测量仪器进行了建模和计算,并分析了钻铤刻度曲线和井眼校正方法,所得到的结论对于随钻电磁波电阻率测量仪器的研制具有重要的理论价值和实际意义。     

随钻电磁波在矿产识别中的应用分析

相比泥浆脉冲传输而言,随钻电磁波传输方式具有不依赖钻井泥浆介质循环、信息传输快等优点,此外,电磁波对于地层电阻率反映灵敏度高,便于及时发现矿产目的层.正是基于上述特点,近年来随钻电磁波传输系统越来越广泛地应用于石油、天然气和煤层气（煤矿）等矿产资源的开发.文中采用不同于以往的随钻电磁波传输分析方法,即根据电磁波在地层中传播规律和极低频（extremely low frequency, ELF）电磁波的近场辐射特性,采用等效电路法对随钻电磁波在地层信道中的传输进行分析.此外,根据等效电路分析结果,利用地面接收电磁波信号幅度包络瞬时变化率大小来作为判断地层电阻率特性的条件.山西沁水煤层探测案例实际结果验证了提出的方法在煤炭等矿产资源探测方面具有明显时效性,进一步证明了随钻电磁波信息传输系统可以同时兼作一种有效的实时测井系统.     

24GHz 车载防撞雷达射频前端设计

本文介绍了一个24GHz 车载防撞雷达射频前端系统。本系统是基于德国Innosent 公司推出的一款工作在24GHz 窄波束的雷达收发器IVS-179 而设计的,包括了输入信号的放大、偏置电路以及输出信号的滤波和放大电路。该系统 通过发射电磁波和接收反射的电磁波经过下变频等处理得出目标的距离和速度的信号,传给信号处理模块。     

高保真音频功放器设计

针对高品质音频的需求,设计了一种高保真音频放大器。该音频放大器主要由信号放大电路、功率放大电路和有源滤波电路组成,其中信号放大部分采用场效应管及运算放大器。其受外界的干扰性较小,稳定性较高,放大倍数可达到20～30倍,随需要而进行调节。功放部分采用LM4766型芯片,采用差动放大电路对信号实现音频信号的放大,失真小于百分之零点一。滤波电路采用了二阶有源低通滤波电路,对输入的音频信号进行处理。该设计的音频功率放大器具有失真度小、增益可调、体积小等特点,具有较高的实用价值。     

井下随钻通信系统的研究与设计

文章设计了一套电磁随钻的通信系统,对随钻测量数据进行了安全有效的传输。电磁随钻通信系统信号传输效率高,应用广泛,近年来备受关注,发展非常迅速。这个设计包括发射部分(频率发生装置、调制电路、放大电路)和接收部分(解调电路)。利用发射部分的频率发生装置测量出井下最佳传输频率是10M,在这个频率基础上,利用设计的电路,进行了实验,实验结果良好。     

一种数字检波算法在随钻电阻率测量中的应用

针对井下随钻电阻率测量工作环境恶劣,微弱信号常常难以精确测量和保证稳定的问题,设计一种不同于常规模拟检波的数字检波算法。该算法可克服模拟检波电路的固有电路误差、温度变化等对检测数据的影响,能够精确进行小信号的滤波与检测。为检验其可行性,使用Matlab对算法进行了仿真验证,仿真结果显示,可有效克服不同种类噪声、不同信号相位变化的影响。经过实际应用显示,该算法可明显提高检波精度,保证数据稳定性。     

一种高增益电压放大电路的设计与实验

反馈放大电路和滤波电路在理论分析和实践教学中都比较重要,然而在传统的电路实验教学中,少有将二者结合的任务驱动型电路设计实验。从太赫兹探测器读出电路这一实际的科研任务出发,设计了一种由前置放大、二级放大和有源滤波三个模块级联组成的高增益低噪声放大电路,并完成了仿真分析、参数调整优化和实验验证。这一内容有助于培养学生基于实际需求的电路综合设计、仿真分析和动手实践的能力。     

随钻中继式电磁波传输技术及应用研究

针对随钻条件下无线电磁波传输技术信号衰减大、传播距离短、信号频率低以及传输速率慢的难题,文章设计了基于准横电磁波（Transverse Electromagnetic Wave,TEM）激励模式的随钻中继式电磁波传输技术。该技术以钻杆作为传输载体,将电磁波在井内的随钻传输模型类比同轴线传输模型,通过使用多组载波频率,在提高传输速率的同时,利用中继接力扩展传输距离。该技术已通过不同地层环境的现场验证,是井下数据传输未来发展的重要方向。     

航空400Hz交流电源电压高精度采集电路设计

文章设计了一种航空400Hz交流电源[1]电压高精度采集电路,该电路由比例放大电路、整流电路、滤波电路、A/D转换电路组成。采用比例放大电路将飞机上高压交流信号转换为电路可采集范围,经整流电路将交流信号转换为直流信号,通过滤波电路将直流信号中的交流分量滤除,最后A/D转换电路实现模拟信号的数字转换。文章设计的电路能够满足高精度航空电源采集需求,具有采集精度高、低成本等优点。     

远程无线心电监护系统的硬件设计

为了能够对心血管疾病患者实时监测心电信号,以便提供及时的救助,本文研究了一套远程心电监护系统的硬件设计,通过保护与输入缓冲电路、前置放大及右腿驱动电路、滤波电路、后置放大及电平抬升电路实现心电信号的放大、滤波。目前监护系统的设计已取得阶段性的成果,能够在强烈的噪声中,采集到准确的心电信号,尽可能地减小了失真。     

基于Smith圆图的射频功放电路的设计与分析

基于Smith圆图设计射频匹配电路，提出了大功率射频放大电路的设计方法，采用MRF9060芯片，运用如Pspice和ADS等开发软件，实现了包括直流偏置电路、保护电路、匹配滤波电路以及射频放大电路在内的整体设计，并给出了对系统增益、回波损耗等指标的仿真结果。     

随钻声波数据读取装置长距离高速传输电路设计与实现

随钻声波测井数据量巨大,存储板的容量达到了1Gbits。仪器起钻后,数据读取装置要想在远离测井仪200m的距离上高速读取测井数据是一个难题。通过反复试验,在随钻声波测试装置的电路中在硬件上采用了预加重功能设计,同时在软件编写上面采用了文件分块的方式进行数据传输来克服以上问题。文中首先简要介绍随钻声波数据读取装置的设计方案,接着从软硬件两方面阐述大数据量远距离传输的实现。经过反复试验,该实现方法完全满足随钻声波测井仪对数据量、传输速率以及传输距离的需要。     

微弱光信号检测电路的设计

从微弱光信号检测电路的设计方案入手,论述了光电检测电路的基本工作原理,给出了采用AD795KN为前置放大器来设计放大电路、有源滤波电路以及主放大电路．最终设计低噪声光电检测电路的一般原则。实验表明,基于本设计的检测电路可以有效测量微弱光信号,适用于一般光信号和微弱光信号的检测需要。     

阻抗匹配电路原理与应用

阻抗匹配基本原理与概念,阻抗匹配常见于各级放大电路之间,放大电路与负载之间,信号与传输电路之间。微波电路与系统的设计中,无论是有源还是无源,都必须考虑匹配问题,其根本原因是低频电路中为电压与电流,而高频中导行电磁波不匹配就会发生严重的反射,损坏仪器和设备,文中阐述相应的解决方法。     

便携式心电信号采集电路设计

针对便携式心电采集电路体积小、性能高的要求,以AD620和TL064为核心设计出由前置放大电路、无源高通滤波、二阶低通滤波、陷波器和二级放大电路等组成的采集电路.前置放大电路的设计和参数的选择抑制了噪声,省去了通常采集电路中右腿驱动的部分;通过对二阶滤波和陷波器的参数选择和调试,得到较理想的滤波效果.A/D转换是利用FPGA设计控制模块来实现的,其他存储、显示模块可以集中在FPGA上,增加了便携设备的集中度.实验和仿真结果表明,在简单电路和参数下能够得到对50 Hz频率衰减几乎为0,在1 000 Hz时衰减-40 dB,幅度放大1 000倍的心电信号.     

加速度信号调理电路设计及仿真

基于高冲击环境试验中对瞬态加速度信号的高精度测试需求,采用存储测试的方法设计了加速度存储测试仪。由于压电式传感器具有灵敏度高、量程大、较高固有频率、耐冲击等优点,所以使用其作为传感元件,设计了电荷放大电路、增益可调节的前置放大电路及滤波电路。较为详细地介绍了信号调理电路的设计及电阻电容的参数计算公式。通过仿真分析软件ORCAD,对电路参数进行了合理配置。仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值。     

加速度信号调理电路设计及仿真

基于高冲击环境试验中对瞬态加速度信号的高精度测试需求,采用存储测试的方法设计了加速度存储测试仪。由于压电式传感器具有灵敏度高、量程大、较高固有频率、耐冲击等优点,所以使用其作为传感元件,设计了电荷放大电路、增益可调节的前置放大电路及滤波电路。较为详细地介绍了信号调理电路的设计及电阻电容的参数计算公式。通过仿真分析软件ORCAD,对电路参数进行了合理配置。仿真结果表明系统的信号幅度控制合理,滤波效果明显,电路设计具有实际应用价值。