介电测井仪宽频带发射机系统开发设计

发布时间：2021-11-12 09:22

　　目前国外斯伦贝谢公司已研制出宽频带介电测井仪,工作频率从20 MHz到1 000 MHz,可以利用宽带电磁波色散效应获得更丰富的地层信息,国内尚无此产品。针对目前国内已有的介电测井仪发射机工作频带窄、频率单一（1 000 MHz点频）的问题,为了实现射频宽频带（20～1 000 MHz）信号的有效输出,提出宽频带发射机系统的开发设计方案,并着重对发射机系统的末级功率放大器进行研究分析。最后按照该方案研制宽频带发射机系统样机。样机可实现宽频带（20～1 000 MHz）信号发射,满足实用要求,证实提出的设计方案正确有效。 

【文章来源】：石油管材与仪器. 2020,6(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

宽频带发射机系统框图

宽频带频率源主要作用是按照主控单元的指令,分时输出频率为20 MHz、100 MHz、500 MHz和1 000 MHz的正弦信号,要求具有输出信号频带宽,杂散少、窄带相位噪声低等特点。锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)可以满足上述要求,原理框图如图2所示。锁相环[5]是一个能够跟踪输入信号相位的闭环相位跟踪系统,由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和分频器四个基本部分组成的负反馈环路,通过比较输入信号和振荡器输出分频后的信号之间的相位差,产生误差控制信号来调整振荡器的频率,以达到分频后与输入信号同频同相,最终实现输出信号的频率固定。此处锁相环选用ADI公司产品ADF4351,其相位噪声特性如图3所示。

锁相环[5]是一个能够跟踪输入信号相位的闭环相位跟踪系统,由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和分频器四个基本部分组成的负反馈环路,通过比较输入信号和振荡器输出分频后的信号之间的相位差,产生误差控制信号来调整振荡器的频率,以达到分频后与输入信号同频同相,最终实现输出信号的频率固定。此处锁相环选用ADI公司产品ADF4351,其相位噪声特性如图3所示。图3横轴为偏移输出频率的偏移量,纵轴为该偏移量对应的信号大小,即相位噪声值。由图中可以看出,偏移输出信号1 kHz处的信号大小为-95 dBc/Hz以下,性能优越,满足应用要求。选用该款集成电路,结合外围滤波电路,可实现宽带信号的分时输出,负载为50 Ω条件下,最大输出功率约为-6 dBm(0.25 mW)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DDS微波频率源的技术特征分析[J]. 冯越江,张秋实,吕东云.  中国新通信. 2019(19)
[2]射频功率放大器稳定性的分析与设计[J]. 陈少轶.  无线互联科技. 2019(14)
[3]多阶阻抗匹配与宽频带天线的设计分析[J]. 王乐,赵志鹏,李亚楠,刘金海,尹应增,李晖.  西安电子科技大学学报. 2018(05)
[4]浅析锁相环技术的应用和发展[J]. 王倩.  电子世界. 2017(11)
[5]平衡式宽带Doherty射频功率放大器[J]. 李瑞阳,刘太君,叶焱.  移动通信. 2015(Z1)

硕士论文
[1]基于超宽带的发射机研究与设计[D]. 侯昕煜.广东工业大学 2017



本文编号：3490622