随钻密度测井仪峰值检测电路及存储控制模块优化设计
发布时间：2021-04-14 17:34
随钻密度测井的测量原理是利用人为放置的放射源发出的射线与地层介质反应产生的信号来确定地层特性。随钻密度测井仪就是利用随钻密度测井技术,通过向地层发射放射性γ射线,然后采集地层返回的信号,再经过处理、计算得出地层密度信息的仪器。现阶段的随钻密度测井仪在脉冲信号峰值检测、数据存储、数据下载以及振动测量机制等方面存在一些不足:1)随钻密度测井仪峰值检测电路的最大脉冲信号处理频率较低,仅有200kHz。2)随钻密度测井仪存储控制模块的NAND Flash控制器在数据纠错、坏块管理方面存在不足——首先,采用基于汉明码的ECC校验算法,纠错能力为1bit/1024bits,对于井下高温恶劣条件,该纠错能力稍显不足;其次,采用基于块跳跃策略的坏块管理办法,坏块的产生将导致出现内存地址不连续的现象。3)数据下载速率仅为0.78Mbps,下载内存数据时要耗费大量时间。4)在一个测井周期内测量一次振动强度,以此表征该周期的振动情况。本文首先分析随钻密度测井仪的功能需求和测井流程,确定存储控制模块和峰值检测电路的工作任务和设计要求。然后根据上述不足,结合峰值检测电路指标要求,设计了一种基于模拟积分与数字微分...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随钻密度测井仪结构示意图
第三章随钻密度测井仪存储控制模块优化设计233.3.3ADC电路模块设计模拟通道处理后输出的是模拟信号，而后端数据处理电路为数字电路，因此此处需进行AD转换，将模拟信号转换为数字信号。根据随钻密度测井仪技术要求，ADC应满足以下要求：1）ADC采集范围为0~4.5V的电压信号；2）ADC的分辨率大于8位，采样率大于200KSps；3）ADC的温度特性。随钻密度测井仪工作的环境决定了模数转换ADC需具有优良的温度特性，其最高标称工作温度应达到+125℃及以上。4）尽量降低电路面积和功耗；根据以上要求，充分研究了解各款ADC的参数的后，本设计选用德州仪器公司（TI）的ADS7883，这是一款串行ADC，具有3MSps的采样速率，48Mbps的串行输出口以及12位的分辨率，工作温度范围-40℃~+125℃，具有面积小，功耗低等特点[22]，完全满足设计指标要求。ADS7883FPGAVDDGNDVINSCLKSDOCS#5VVINGNDVOUT12V输入ADR435B图3-7ADC电路原理图图3-7为存储控制模块ADC电路原理图，其中VDD为ADC的供电输入引脚，供电范围2.7V~5.5V，VIN为模拟信号输入引脚，CS#为片选信号引脚，低有效，SDO为采样结果输出引脚，SCLK为时钟输入引脚。ADS7883的采集范围为0~VDD。ADS7883芯片内部无自有基准电压，而是以外部供电电源VDD为基准电压，所以ADS7883供电电源的稳定程度直接关乎其采集的准确度，保证供电电源的稳定是有必要的。本设计选用AD（ANALOGDEVICES）公司的电压源ADR435B为ADS7883的供电，ADR435B的温度特性良好，PPM/°的最大值为3，典型值位1，5ppm/V，15ppm/mA，工作温度范围-40℃~+125℃，带负载能力较强，只需一片
第三章随钻密度测井仪存储控制模块优化设计233.3.3ADC电路模块设计模拟通道处理后输出的是模拟信号，而后端数据处理电路为数字电路，因此此处需进行AD转换，将模拟信号转换为数字信号。根据随钻密度测井仪技术要求，ADC应满足以下要求：1）ADC采集范围为0~4.5V的电压信号；2）ADC的分辨率大于8位，采样率大于200KSps；3）ADC的温度特性。随钻密度测井仪工作的环境决定了模数转换ADC需具有优良的温度特性，其最高标称工作温度应达到+125℃及以上。4）尽量降低电路面积和功耗；根据以上要求，充分研究了解各款ADC的参数的后，本设计选用德州仪器公司（TI）的ADS7883，这是一款串行ADC，具有3MSps的采样速率，48Mbps的串行输出口以及12位的分辨率，工作温度范围-40℃~+125℃，具有面积小，功耗低等特点[22]，完全满足设计指标要求。ADS7883FPGAVDDGNDVINSCLKSDOCS#5VVINGNDVOUT12V输入ADR435B图3-7ADC电路原理图图3-7为存储控制模块ADC电路原理图，其中VDD为ADC的供电输入引脚，供电范围2.7V~5.5V，VIN为模拟信号输入引脚，CS#为片选信号引脚，低有效，SDO为采样结果输出引脚，SCLK为时钟输入引脚。ADS7883的采集范围为0~VDD。ADS7883芯片内部无自有基准电压，而是以外部供电电源VDD为基准电压，所以ADS7883供电电源的稳定程度直接关乎其采集的准确度，保证供电电源的稳定是有必要的。本设计选用AD（ANALOGDEVICES）公司的电压源ADR435B为ADS7883的供电，ADR435B的温度特性良好，PPM/°的最大值为3，典型值位1，5ppm/V，15ppm/mA，工作温度范围-40℃~+125℃，带负载能力较强，只需一片
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Nand Flash的BCH校验方法设计与实现[J]. 焦新泉,武慧军,单彦虎,秦菲. 电测与仪表. 2017(22)
[2]窄脉冲峰值保持电路分析及设计[J]. 宋毅恒,孟凡斌. 光电技术应用. 2014(02)
[3]补偿密度测井仪器刻度对测井响应的影响分析[J]. 赵太平,刘天定,王秀明. 测井技术. 2011(06)
[4]适用于窄脉冲的跨导型峰值保持电路设计[J]. 刘华柏,王省书,陈卓. 光学技术. 2008(S1)
[5]基于运算放大器正向积分电路的初步研究[J]. 邹运华,崔群. 电子技术. 2008(12)
[6]国内外随钻测量技术简介及发展前景展望[J]. 刘树坤,汪勤学,梁占良,何天清. 录井工程. 2008(04)
[7]多参数随钻测井系统问世[J]. 林勇,黄衍福. 国外测井技术. 2008(04)
[8]随钻测井数据传输技术应用现状及展望[J]. 刘新平,房军,金有海. 测井技术. 2008(03)
[9]双源距密度测井的蒙特卡罗数值模拟[J]. 孙培伟,张建民,岳爱忠,何彪. 原子能科学技术. 2007(05)
[10]对我国发展随钻测井技术和装备的思考[J]. 郭彦军,张辛耘,王敬农. 石油仪器. 2007(02)
博士论文
[1]随钻环境下脉冲中子测量地层密度的理论基础研究[D]. 于华伟.中国石油大学 2011
硕士论文
[1]高精度脉冲激光测距关键技术研究[D]. 严培辉.长春理工大学 2017
[2]激光测距时刻鉴别方法研究[D]. 孙伟.北京理工大学 2016
[3]基于BCH码存储板卡设计与实现[D]. 刘鹏.西安电子科技大学 2015
[4]基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器的设计与实现[D]. 窦道威.中国地质大学(北京) 2015
[5]基于NAND flash主控制器的BCH纠错算法设计与实现[D]. 廖宇翔.哈尔滨工业大学 2014
[6]测井资料环境校正技术研究及应用[D]. 王智.西南石油大学 2006
本文编号：3137728
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随钻密度测井仪结构示意图
第三章随钻密度测井仪存储控制模块优化设计233.3.3ADC电路模块设计模拟通道处理后输出的是模拟信号，而后端数据处理电路为数字电路，因此此处需进行AD转换，将模拟信号转换为数字信号。根据随钻密度测井仪技术要求，ADC应满足以下要求：1）ADC采集范围为0~4.5V的电压信号；2）ADC的分辨率大于8位，采样率大于200KSps；3）ADC的温度特性。随钻密度测井仪工作的环境决定了模数转换ADC需具有优良的温度特性，其最高标称工作温度应达到+125℃及以上。4）尽量降低电路面积和功耗；根据以上要求，充分研究了解各款ADC的参数的后，本设计选用德州仪器公司（TI）的ADS7883，这是一款串行ADC，具有3MSps的采样速率，48Mbps的串行输出口以及12位的分辨率，工作温度范围-40℃~+125℃，具有面积小，功耗低等特点[22]，完全满足设计指标要求。ADS7883FPGAVDDGNDVINSCLKSDOCS#5VVINGNDVOUT12V输入ADR435B图3-7ADC电路原理图图3-7为存储控制模块ADC电路原理图，其中VDD为ADC的供电输入引脚，供电范围2.7V~5.5V，VIN为模拟信号输入引脚，CS#为片选信号引脚，低有效，SDO为采样结果输出引脚，SCLK为时钟输入引脚。ADS7883的采集范围为0~VDD。ADS7883芯片内部无自有基准电压，而是以外部供电电源VDD为基准电压，所以ADS7883供电电源的稳定程度直接关乎其采集的准确度，保证供电电源的稳定是有必要的。本设计选用AD（ANALOGDEVICES）公司的电压源ADR435B为ADS7883的供电，ADR435B的温度特性良好，PPM/°的最大值为3，典型值位1，5ppm/V，15ppm/mA，工作温度范围-40℃~+125℃，带负载能力较强，只需一片
第三章随钻密度测井仪存储控制模块优化设计233.3.3ADC电路模块设计模拟通道处理后输出的是模拟信号，而后端数据处理电路为数字电路，因此此处需进行AD转换，将模拟信号转换为数字信号。根据随钻密度测井仪技术要求，ADC应满足以下要求：1）ADC采集范围为0~4.5V的电压信号；2）ADC的分辨率大于8位，采样率大于200KSps；3）ADC的温度特性。随钻密度测井仪工作的环境决定了模数转换ADC需具有优良的温度特性，其最高标称工作温度应达到+125℃及以上。4）尽量降低电路面积和功耗；根据以上要求，充分研究了解各款ADC的参数的后，本设计选用德州仪器公司（TI）的ADS7883，这是一款串行ADC，具有3MSps的采样速率，48Mbps的串行输出口以及12位的分辨率，工作温度范围-40℃~+125℃，具有面积小，功耗低等特点[22]，完全满足设计指标要求。ADS7883FPGAVDDGNDVINSCLKSDOCS#5VVINGNDVOUT12V输入ADR435B图3-7ADC电路原理图图3-7为存储控制模块ADC电路原理图，其中VDD为ADC的供电输入引脚，供电范围2.7V~5.5V，VIN为模拟信号输入引脚，CS#为片选信号引脚，低有效，SDO为采样结果输出引脚，SCLK为时钟输入引脚。ADS7883的采集范围为0~VDD。ADS7883芯片内部无自有基准电压，而是以外部供电电源VDD为基准电压，所以ADS7883供电电源的稳定程度直接关乎其采集的准确度，保证供电电源的稳定是有必要的。本设计选用AD（ANALOGDEVICES）公司的电压源ADR435B为ADS7883的供电，ADR435B的温度特性良好，PPM/°的最大值为3，典型值位1，5ppm/V，15ppm/mA，工作温度范围-40℃~+125℃，带负载能力较强，只需一片
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Nand Flash的BCH校验方法设计与实现[J]. 焦新泉,武慧军,单彦虎,秦菲. 电测与仪表. 2017(22)
[2]窄脉冲峰值保持电路分析及设计[J]. 宋毅恒,孟凡斌. 光电技术应用. 2014(02)
[3]补偿密度测井仪器刻度对测井响应的影响分析[J]. 赵太平,刘天定,王秀明. 测井技术. 2011(06)
[4]适用于窄脉冲的跨导型峰值保持电路设计[J]. 刘华柏,王省书,陈卓. 光学技术. 2008(S1)
[5]基于运算放大器正向积分电路的初步研究[J]. 邹运华,崔群. 电子技术. 2008(12)
[6]国内外随钻测量技术简介及发展前景展望[J]. 刘树坤,汪勤学,梁占良,何天清. 录井工程. 2008(04)
[7]多参数随钻测井系统问世[J]. 林勇,黄衍福. 国外测井技术. 2008(04)
[8]随钻测井数据传输技术应用现状及展望[J]. 刘新平,房军,金有海. 测井技术. 2008(03)
[9]双源距密度测井的蒙特卡罗数值模拟[J]. 孙培伟,张建民,岳爱忠,何彪. 原子能科学技术. 2007(05)
[10]对我国发展随钻测井技术和装备的思考[J]. 郭彦军,张辛耘,王敬农. 石油仪器. 2007(02)
博士论文
[1]随钻环境下脉冲中子测量地层密度的理论基础研究[D]. 于华伟.中国石油大学 2011
硕士论文
[1]高精度脉冲激光测距关键技术研究[D]. 严培辉.长春理工大学 2017
[2]激光测距时刻鉴别方法研究[D]. 孙伟.北京理工大学 2016
[3]基于BCH码存储板卡设计与实现[D]. 刘鹏.西安电子科技大学 2015
[4]基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器的设计与实现[D]. 窦道威.中国地质大学(北京) 2015
[5]基于NAND flash主控制器的BCH纠错算法设计与实现[D]. 廖宇翔.哈尔滨工业大学 2014
[6]测井资料环境校正技术研究及应用[D]. 王智.西南石油大学 2006
本文编号：3137728
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