基于FPGA的电缆遥测系统接口电路设计

根据FPGA可编程技术具有功能集成度高,设计灵活,可靠性高的特点,提出了利用FPGA实现电缆遥测系统接口电路的方法,给出了FPGA设计的顶层图,并对设计进行了仿真。结果表明,使用该方法设计的电缆遥测系统接口电路结构简单,可靠性高。     

基于FPGA的数字化扩频接收机

可编程逻辑器件PLD具有集成度高、可靠性强、可重复编程等特点,其广泛用于各种领域.PLD器件包括GAL,CPLD和FPGA等,其中FPGA器件编程灵活方便,在资源满足的情况下,单片FPGA就可以实现逻辑功能十分复杂的逻辑部件或者一个小型数字系统.现代的EDA以硬件系统为目标,配置多种能兼容和混合使用的逻辑描述输入工具,为FPGA等的硬件设计软件化提供有力的保障：以FPGA器件实现结构的扩频接收机,最高主时钟频率可达40MHz;集成了两路完整的扩频接收通道,可通过编程改变器件功能;与DSP等结合,可实现全数字化扩频接收系统.     

基于Matlab的伪随机扫描信号的仿真与研究

针对可控震源扫描信号的要求和伪随机序列的特点,提出了一种基于Matlab的伪随机扫描信号的设计方法,该方法是将生成的长时间M序列通过频谱整形的方法,形成频带限制、自相关性良好的伪随机扫描信号。在Matlab平台上完成了扫描信号的仿真实验。仿真结果表明,伪随机扫描信号的自相关性良好,信号的相关噪声、扫描时间和频带宽度均满足可控震源的要求。     

基于FPGA的测井深度信号模拟器设计

文章介绍了使用Altera公司的FLEX10K系列芯片来实现测井深度信号模拟器的设计.该设计采用了FPGA可编程技术,具有功能集成度高,设计灵活,可靠性高的特点,并给出了仿真结果.     

基于NiosⅡ技术的小直径遥传集成化设计

介绍高温高压小直径测井仪器遥传集成化设计。利用NiosⅡ技术,应用Altera公司的cyclone III系列芯片,采用SOPC Builder在1个FPGA芯片中定制3个Nios II软核处理器及其与调制解调相关的"软"硬件模块,协同实现500kbit/s传输速率的小直径测井仪器高速电缆井下数据采集、数据发送和命令接收等功能,大幅提高了仪器集成度;将原来处理中使用FPGA+DSP的实现方式转变为单FPGA的实现方式,使得电路设计相对简单,可靠性更高,电路尺寸可满足仪器小直径的要求。使用的FPGA采用应变硅、三层氧化和低K金属间绝缘技术,最大程度地减少了FPGA的静态功耗和动态功耗,从而降低了电路的整体功耗,为井下遥传在保温瓶内长时间工作提供了保障。     

基于FPGA的油水界面在线监测系统设计

采用八段电容传感器,以FPGA为采集控制核心,设计并实现了一套油水界面检测系统。该系统采用CAV424和MAX197,配合FPGA,实现油水界面信息的采集。调试结果表明,该系统测量精度高,集成度高及易于升级改造。     

基于FPGA的测井信号分离卡的设计

鉴于FPGA可编程芯片具有设计灵活、集成度高和可靠性高等特点，本文简要介绍了如何以FPGA为核心来设计测井信号分离卡的方法，并给出了该FPGA的仿真结果。     

FPGA可编程技术在数字声波中的应用

文章介绍了使用Altera公司的Cyclone系列芯片来实现数字声波测井仪设计中采样频率控制和数据存储,该设计采用了FPGA可编程技术,使电路简单,结构紧凑,集成度高,设计可靠,大大提高了系统电磁兼容性能。     

碳氧比测井通讯接口系统设计与实现

基于C8051F040单片机,并结合FPGA和USB技术,设计了一种应用于碳氧比测井的通讯接口系统电路.通过利用C8051F040芯片集成的大量数字和模拟外设以及它所带的可配置端口,可以有效简化系统的硬件电路结构.采用USB接口芯片PDIUSBD12实现井下仪器与测井系统主机的数据交换;结合1片FPGA完成特定逻辑,可以有效提高系统的通用性.试验证明,通过实际测试USB接口与主机间的平均数据交换效率达到100～120kbit/s,能够满足目前测井数据实时传输的要求.接口适用性强,可靠性高.系统可以方便地连接到具有USB总线扩展能力的任何系统.     

DPSD算法的FPGA高效实现

为有效降低实际应用中多通道低频正余弦信号以及高频正余弦信号的DPSD检测算法对DSP处理能力的过高要求,分析了数字信号处理硬件一般架构,提出基于现场可编程门阵列(FPGA)的DPSD算法实现的2种有效架构.针对多通道检测,该架构能够显著降低硬件资源消耗;针对高频检测,架构最大可实现采样率为系统时钟.该结构在FPGA A3P400实现最大70 Mbit/s的采样率,能够极大地降低DSP在高采样率时DPSD的计算负担.讨论了设计思路与方法以及新设计在FPGA中的实现,给出详细的硬件结构、有限状态机(FSM)图、FPGA硬件资源消耗以及仿真测试结果.这2种基于FPGA的DPSD架构具有灵活的可配置性,在保证计算精度的同时,可满足不同的通道数量以及速率检测需求.     

测井电缆高速数据传输系统的设计

OFDM（正交频分复用）是一种多载波数字调制技术,可以有效地克服信道时延扩展和频率选择性衰落对数据传输带来的影响,现已被广泛应用于各种高速数据传输系统中。本方案设计了一种基于DSP（数字信号处理器）和FPGA（现场可编程门阵列）的通用高速数据传输系统,运用OFDM原理,以TMS320C6713DSP为核心处理器对数据实现各种编解码并进行正交调制和解调,从而提高数据的抗噪声性能和传输速率。本系统可应用于各种恶劣环境下的高速数据传输,如石油测井电缆,电力通信,应用前景广阔,实用性较强。     

一种高精度波形发生器的设计及实现

文章介绍了一种用于感应测井仪的高精度波形发生器的设计原理、实现方法及软硬件结构等。该系统基于高性能FPGA芯片XCS4010而设计,克服了传统波形发生器中频率不稳定的缺点,实现了信号的相位调节,提高了输出波形的精度,为感应测井仪器的发展提供了方法和途径。     

基于旋转阀的钻井液连续波抗波形失真的信号调制优化研究

钻井液连续波传输技术以正弦压力波为载波,以井下测量数据为调制信号,通过对波形幅度、频率或相位的优化调制实现高速数据传输,但转阀的控制逻辑和发生器的实现方式难度高。本文基于旋转阀的连续波钻井液脉冲系统波形失真模型,对2FSK、2PSK和QPSK三种数字调制方式在波形失真情况下的误码率进行分析。结果表明：在载波频率为20 Hz,比特速率为5 bit/s,信噪比为6 dB的调制参数下,只2PSK和QPSK才能控制在1%以内的误码率性能;QPSK调制更快,且在10 bit/s的高传输速率下也能将误码率控制在1%以内,因此更适用于高速率传输的应用场合,故优选QPSK调制。另外,提出了解调时对码元过渡时间、载频误差、相位漂移的控制要求。     

原油电脱水高频高压脉冲电源控制器设计

为了提高脱水效率以及系统运行的安全可靠性,针对微控制器对多路测控信号的处理是采取循环检测的,对于要求高速反应处理的事件(例如过流),不能够及时处理,设计采用了FPGA+单片机技术和改进型PI控制算法完成整个控制器的开发。本文介绍了以Cyclone系列的EP1C6Q240C8的FPGA芯片为控制核心,应用VHDL硬件描述语言输入法实现原油电脱水高频高压电源控制器的设计。通过实验室的仿真测试,证明了方案的可行性,为原油电脱水高频高压脉冲电源的开发奠定了基础。     

地震散射波场的高阶统计分析

以随机信号的二阶矩理论为基础的常规处理方法，不能适应地震信号是非平稳、时变和非最小相位等条件下的处理要求。本文研究了利用地震信号的高阶统计量来检测和识别不均匀储集体的方法。该方法的关键是依据高阶统计量原理，分析地震信号的高阶统计量特征。通过理论分析和对实际地震信号的检测表明，当具有广义高斯分布的地震信号中混有非高斯的，或非线性的低频信号时，能够利用地震序列广义高斯分布的对称性及时频双谱分析方法，检测出低频信号。该方法为识别碳酸盐岩不均匀储集体开辟了一条新的途径。     

常规可控震源限定频谱高频拓展

常规可控震源因自身因素,工作频宽受到一定的限制。本文通过分析影响可控震源高频出力的关键因素,得出可控震源高频出力特性曲线,基于扫描功率谱和扫描信号频变速率的关系,得到一种限定频谱高频拓展扫描信号设计方法,并对此方法设计高频拓展信号进行了井下对比接收。该限定频谱高频拓展方法不影响其他频段的能量,高频段震源畸变小,具有进一步拓展可控震源高频极限频率的技术优势。     

时频电磁(TFEM)勘探技术：数据采集系统

大功率电磁仪器系统是深部矿产资源勘探的基础,发展大功率、高精度电磁仪器具有重要意义。基于深层油气勘探需求开发的时频电磁（TFEM）勘探仪器系统,可同时实现时间域和频率域电磁一体化勘探。模拟研究证明,该系统的技术指标能够满足时间域与频率域、电法与磁法的一体化勘探要求,亦可实现近区和远区的数据采集。这套由东方地球物理公司（BGP）自主研制的时频电磁法仪器系统包括大功率恒流电磁发射机、分布式/节点式多类型电磁信号接收机等。接收机的动态范围大于120dB,可接收信号的频率范围是0.001~500Hz,数据采集实验证明其技术指标达到了国际同类仪器水平,可为中国深部资源勘探提供有力支撑。