随钻电磁波电阻率测井仪模拟接收电路设计

模拟接收电路是随钻电磁波电阻率测井仪电路系统中的难点之一。整个设计包含了微弱信号的低噪声放大,混频滤波,程控放大以及抗混叠滤波电路,该设计配合数字信号处理采集系统,可以满足随钻电磁波电阻率测井仪的技术要求。     

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.     

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。     

一种高可靠大容量星载存储器的设计与研究

凭借着存储密度大和存储速率高的特点,基于NANDFlash的大容量存储器在星载存储领域得到了广泛的应用,由于NAND Flash本身存在缺陷,基于NAND Flash的大容量存储器在恶劣环境下的可靠性难以保证.提出了通过FPGA设计SRAM对关键数据三模冗余读取和缓冲、NAND Flash阵列热备份和数据的回放校验以及合理的坏块管理等措施,实现了高可靠性的大容量存储器.实验说明该系统不会因为外在偶然因素而造成数据的不完整,而且整个存储系统的成本开销相对于目前的星载存储器也非常低.     

大容量存储器的优化设计

计算机数据总量每年以成倍的方式递增和处理器与存储器之间速度的越来越大的差距加快了对大容量存储器的研究步伐。介绍了网格计算中的网络连接存储和存储区域网络两种结构的大容量存储器,并采用了松散耦合、可动态扩展的多处理机的二维并行存储器结构和可预测的自愈技术对大容量存储器进行优化设计。     

基于FPGA的SFP光纤通信控制器的研究与设计

针对高速数据存储器对光纤数据高速率、大容量的要求,设计了一种SFP(small form pluggable) 热插拔小封装模块高速光模块控制器。该设计采用Spartan-6 FPGA为核心控制器、高速串行技术为支撑,进行了接口电路的设计,且重点介绍了控制器的自定义协议的设计和仿真。通过分析集成比特误码率测试仪器（IBERT）测试和Chipscope抓取的数据,验证了光纤数据能够以不低于1Gb/s的速率进行数据存储。结果表明该设计具有封装小,可移植性强等优点,在某高速数据存储器中已得到了成功应用。     

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。     

基于MSP430单片机的现场数据实时采集系统

本文根据现场数据采集系统的设计原则,采用片内自带A/D转换模块及大容量数据RAM且微功耗性能突出的MSP430F149单片机,并结合大容量串行FLASH数据存储器,详细阐述了能满足现场应用环境的大容量数据实时采集系统的设计思路和具体实现方法.     

基于PIC16F688的随钻仪器锂电池监控系统的设计

为了充分利用石油钻井井下随钻仪器中锂电池的有限电量,延长随钻仪器单次连续工作时间,采用以PIC16F688单片机作为控制核心,对主、从两组锂电池进行实时监控的原理进行软硬件设计。系统包括电流采样、电压采样、总线接口和EEPROM数据存储4个模块,具有主从电池的自动切换、电量统计、存储、传输等功能。通过石油井下现场应用,该系统将随钻仪器中锂电池电量的使用效率提高至90%,安全可靠,具有很好的工程应用价值。     

基于FPGA的高速大容量固态存储设备设计

采用大容量的固态Flash作为存储介质,用FPGA作为存储阵列的控制器,设计了高速大容量的存储板卡,实现了数据采集过程中用相对低速的Flash存储器存储高速实时数据.FPGA既可作为高速输入数据传输到Flash中的缓存,又能实现对存储器的读写、擦除等操作时序的控制.给出了读写Flash的时序,并实现了通过工控机CPCI总线对存储器的数据读取.     

基于USB 2.0高速大容量固态存储系统的设计与实现

高速、大容量、低成本的现代信息存储系统是数据采集和其他应用中非常关键的部件之一,他主要包括数据的存取以及对存储器的控制和管理。介绍了基于USB2.0总线的高速大容量固态存储系统的设计与实现,系统地阐述了硬件设计、固件设计、设备驱动程序和应用程序设计以及USB接口的调试方法。目前系统工作稳定正常,USB传输平均速度达到80 Mb/s,较好地满足了系统设计要求。     

随钻电源系统设计

随钻仪器受到自身结构和工作环境影响,因此需要使用多路电源系统供电并可以可靠自动切换。由于供电主体为电池,该电源系统还需要具有较高的转换效率以提高仪器工作时间。本文设计了一种随钻电源系统。该系统可完成随钻仪器在不同供电来源间根据设计进行自动切换。并且提供井下仪器需求的各路次级电源。二次电源转换部分采用BUCK型开关电源设计,在保证转换效率的基础上减小输出纹波。仿真和测试结果表明该系统能可靠切换且功耗低,稳定性好,满足随钻测井仪器需求。     

基于MSP430F12x2的SPI进行大容量数据存储器扩展

由于常规扩展单片机外部数据存储器需要大量的地址总线和数据总线引脚,因而其访问外部数据存储器容量受单片机引脚数量的极大限制。为了解决这一瓶颈,介绍了一种利用单片机MSP430F12x2的SPI与串行FLASH存储器AT45DB081的接口,实现大容量数据存储器扩展的设计方案。该方案的创新在于充分利用了SPI的功能,在占用少量单片机引脚的情况下,实现了大容量数据存储器的扩展。     

大容量存储器在角度显示器电路中的应用

介绍一种角度显示器电路.在该电路中,采用大容量存储器构成二-十进制转换器,并将转换后的十进制数按相应的格式存储在大容量存储器中.最后,应用数字电路的分时控制功能,显示存储器中的十进制数据.由大容量存储器构成的十进制角度显示器,直接以轴角编码器输出数据为输入信号,以少量元器件构成功能独立的显示电路,其结构简单,可靠性高.     

基于C8051F340的非易失大容量数据存储方案

海洋仪器在后期数据分析处理时数据存储电路是不可或缺的.针对海洋仪器对数据存储大容量非易失的要求,结合实际工作经验,给出几种扩展海量存储器的方案和实际电路.这些方案是以C805IF340为主控制器,充分利用C805IF340片上集成的I2C,SPI和I/O接口资源扩展大容童存储器,相比于传统的存储电路,省去了译码和锁存电路,同时简化了软件编程.经实际应用,这些存储电路工作德定、功耗低,适用于中低速,需存储大量数据的仪器仪表.     

基于NAND Flash的海量存储器的设计

针对存储系统中对存储容量和存储带宽的要求不断提高,设计了一款高性能的超大容量数据存储器。该存储器采用NAND Flash作为存储介质,单板载有144片芯片,分为3组,每组48片,降低了单片的存储速度,实现了576 Gbyte的海量存储。设计采用FPGA进行多片NAND Flash芯片并行读写来提高读写带宽,使得大容量高带宽的存储器得以实现。针对NAND Flash存在坏块的缺点,提出了相应的管理方法,保证了数据的可靠性。     

一款异步256kB SRAM的设计

在集成电路设计制造水平不断提高的今天,SRAM存储器不断朝着大容量、高速度、低功耗的方向发展。文章提出了一款异步256kB(256k×1)SRAM的设计,该存储器采用了六管CMOS存储单元、锁存器型灵敏放大器、ATD电路,采用0.5μm体硅CMOS工艺,数据存取时间为12ns。     

随钻电阻率测量方法研究

在地层的物理参数中,电阻率是反映岩性和含油气性的重要参数之一,钻井过程中的侧向电阻率测井是石油勘探开发中电阻率测井的重要技术.本文对随钻电阻率测量方法进行研究.首先,研究了随钻电阻率的测量方法,包括以下几种电阻率测量方法:基于相位差的测量方法,基于幅度比值的测量方法,基于相位差和幅度比值组合的测量方法:然后,对多探测深...     

单片机系统中的Flash存储器及其数据管理方法

本文讨论了Flash存储器在单片机系统中的硬件接口方式和软件编程过程、大容量数据的组织管理方式以及为提高系统性能而采用的数据缓冲技术.并以W29C040为例,给出了实际原理图和有关实现.