井下耦合通信抗干扰解调电路

发布时间：2021-01-01 14:36

　　耦合通信传输装置,是用于石油钻井井下工具中相对转动的两部件间传输电能和信号而设计的一种井下通信系统。耦合通信系统主要是经由高频电磁感应、射频收发等,来完成电源的传输和信号的传递等^[1]。本文在井下耦合通信电路基础上,为了解决耦合通信电路误码较高,容易受到强烈的干扰的问题。本文提出了一种新的解调方案,通过增加数字解调模块从而增加其抗干扰能力和可靠性。本系统是基于FPGA和AD芯片,通过AD采样将模拟信号转换成数字信号,之后由FPGA进行M序列的检测和后面数据的分析。 

【文章来源】：电子制作. 2020年19期

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

5 耦合通信板

如图1是关于传输装置结构功能框图。由该设备把初级输入的直流电源直接的向次级予以传输,为次级连接提供了足够的电源,同时在其间可以完成双向半双工通信[6]。电路系统框图具体可以参考图2,单片机从PC机获得16位数据,单片机可以通过对每一位是否为1来判断是否发送PWM波,如果是1则发送PWM波,不是1则不发送PWM波。从单片机引脚出来的PWM波的驱动能力是不足以驱动线圈的,所以需要经过功率放大电路来驱动初级线圈。在不旋转部件上,装配了AD采样芯片和耐高温FPGA芯片、通过AD采样把模拟信号转换成数字信号,再由FPGA进行数字解调,可以使信号传输变得更加的可靠。次级线圈接收到的信号通过中心频率位220kHz的带通滤波电路,滤除其他频率分量,保留载波分量。由于调制方式是调幅,所以需要对调制信号进行包络检测,也就需要滤除高频分量,保留低频分量。所以,需要一个低通滤波电路。低通滤波后的波形,经过AD采样在FPGA中进行电压比较,从而得到数字信号。在数字域进行M序列的检测后,就可以正确的解调出基带信号。由于使用半双工通信方式,所以初级和次级所使用的两块电路板完全一样。图2 通信电路板系统框图

通信电路板系统框图

【参考文献】：
期刊论文
[1]无线通信抗干扰技术分析[J]. 罗明刚.  中国新通信. 2020(12)
[2]探究数字电路设计中的抗干扰问题[J]. 宋健.  计算机与网络. 2019(17)
[3]一种井下非接触电能信号耦合传输装置的设计[J]. 孟巍,张国强,菅志军,李春楠.  石油管材与仪器. 2018(01)
[4]数字通信技术原理及其应用[J]. 李宇航.  通讯世界. 2017(19)
[5]井下电磁传输发射装置设计研究[J]. 田家兴,尹洪东,闫景富.  电子设计工程. 2017(07)
[6]井下工具旋转动密封研究现状及发展趋势分析[J]. 张毅,张晓东,张明,周权,王海娟.  钻采工艺. 2014(06)
[7]基于FPGA的数字误码测试系统设计与实现[J]. 唐庭龙,夏平,刘馨琼.  三峡大学学报(自然科学版). 2009(03)



本文编号：2951466