專利名稱：快速鑒相與自動(dòng)傳輸單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于陣列感應(yīng)測(cè)井儀器的FPGA單片的鑒相與通訊單元。
背景技術(shù)：
在目前的陣列感應(yīng)測(cè)井儀器的FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)單片中，鑒 相技術(shù)主要是模擬技術(shù)鑒相和計(jì)算技術(shù)鑒相。模擬技術(shù)鑒相主要是通過(guò)對(duì)兩 道信號(hào)過(guò)零點(diǎn)的時(shí)基差異用模擬技術(shù)提取，其存在的主要問(wèn)題是精度較難控 制和電路比較復(fù)雜。而計(jì)算技術(shù)鑒相目前只是以相關(guān)計(jì)算方法為主，其存在 的主要問(wèn)題是需要搭建嵌入式運(yùn)行系統(tǒng)，其最小系統(tǒng)從電路M^莫來(lái)講也是相 當(dāng)不小的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種快速鑒相與自動(dòng)傳輸單元，能 夠?qū)崿F(xiàn)微秒級(jí)快速和精度可調(diào)的鑒相與通訊功能。本發(fā)明的一種快速鑒相與自動(dòng)傳輸單元，包括第一差分方波生成模塊、 第二差分方波生成模塊、第一整形銳^^莫塊、第二整形銳^Mt塊、數(shù)字采樣 模塊、數(shù)字濾波控制模塊、數(shù)字濾波才莫塊和通訊模塊；其中，所述第一差分方波生成才莫塊用于向一路待測(cè)信號(hào)疊加一定頻率和波長(zhǎng)的 方波；所述第 一整形銳取漢塊用于將疊加了方波信號(hào)的一路信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橥秸?脈沖信號(hào)；所述第二差分方波生成;f莫塊用向二路待測(cè)信號(hào)疊加與所述第一差分方波生成模塊生成的頻率和波長(zhǎng)相同的方波；
所述第二整形銳取模塊用于將所述第二差分方波生成才莫塊產(chǎn)生的方波變?yōu)橥秸}沖；所述數(shù)字采樣才莫塊對(duì)第 一整形銳取溪塊和第二整形銳^4莫塊產(chǎn)生的兩路 窄脈沖進(jìn)行延遲可編程控制、數(shù)字采樣與樣品甄別；所述數(shù)字濾波控制模塊用于對(duì)所述數(shù)字釆樣模塊采樣的數(shù)字信號(hào)的數(shù)字 濾波處理參數(shù)進(jìn)行控制；所述數(shù)字濾波才莫塊用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述數(shù)字濾波控制^f莫塊濾波處理的數(shù)字信 號(hào)進(jìn)行噪音去除處理；所述通訊才莫塊用于將所迷數(shù)字濾波才莫塊噪音處理的信號(hào)上傳。本發(fā)明具有如下有益效果1)本發(fā)明可以以微秒級(jí)的速度快速輸出相位差，因各種精度的位長(zhǎng)耗時(shí) 小于待鑒信號(hào)的半周期，故無(wú)需涉及到模擬技術(shù)的非線性特質(zhì)的離散性選擇 和穩(wěn)定性差等問(wèn)題，也無(wú)需涉及到嵌入式技術(shù)的算法運(yùn)行等待與結(jié)構(gòu)復(fù)雜等 問(wèn)題；2 )本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)精度無(wú)上限，而僅取決FPGA芯片規(guī)模與工藝技術(shù)， 克服了模擬技術(shù)需與器件精度掛鉤及嵌入式技術(shù)的時(shí)間換精度差等問(wèn)題；3 )本發(fā)明體積小巧，即便加上通信功能也可方便地嵌入各種FPGA芯片 中，實(shí)現(xiàn)真正的'單片，技術(shù)，而無(wú)需模擬技術(shù)與嵌入式技術(shù)所需要的專門 電路。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2為本發(fā)明信號(hào)處理流程圖；圖3為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明部分單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖l、 2所示，本發(fā)明包括第一差分方波生成模塊3、第二差分方波
生成模塊4、第一整形銳取模塊5、第二整形銳取模塊6、數(shù)字采樣模塊7、 數(shù)字濾波控制模塊8、數(shù)字濾波模塊9和通訊模塊10。信號(hào)傳輸與處理的過(guò) 程如圖2所示，具體是一路信號(hào)1經(jīng)過(guò)第一差分方波生成才莫塊3后，被疊加上2k的方波，經(jīng)過(guò) 疊加后的信號(hào)傳輸?shù)降谝徽武J取漠塊5,第一整形銳^a莫塊5用于對(duì)一路 信號(hào)1進(jìn)行整形和精確邊緣銳取，并由該第一整形銳取漠塊5生成同步窄脈 沖，然后該窄脈沖傳輸?shù)綌?shù)字采樣模塊7。二路信號(hào)2經(jīng)過(guò)第二差分方波生成才莫塊4后^皮疊加上與第一差分方波生 成模塊3產(chǎn)生的波長(zhǎng)和相位都相同的方波信號(hào)，疊加了方波信號(hào)的信號(hào)經(jīng)過(guò) 第二整形銳:^t塊6后，也生成同步窄脈沖，并與第一整形銳^f莫塊5產(chǎn)生 的窄脈沖 一 同進(jìn)入到數(shù)字采樣才莫塊7 。數(shù)字采樣才莫塊7對(duì)進(jìn)來(lái)的兩路同步窄脈沖信號(hào)進(jìn)行延遲可編程控制、數(shù) 字采樣與樣品甄別。數(shù)字濾波控制模塊8用于對(duì)數(shù)字采樣模塊7采樣的數(shù)字信號(hào)的數(shù)字濾波 處理參數(shù)進(jìn)行控制。這樣，經(jīng)過(guò)數(shù)字采樣模塊7采樣后的信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字濾波模塊9進(jìn)行處 理，去除掉信號(hào)中的噪音信號(hào)等。最后，通過(guò)通訊才莫塊10將該經(jīng)過(guò)濾波控制 的信號(hào)上傳，從而實(shí)現(xiàn)了快速鑒相和自動(dòng)傳輸?shù)墓δ堋１景l(fā)明第一整形銳取模塊5和第二整形銳糾莫塊6可以釆用圖3中電路 單元Al和電路單元A2所示的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一整形銳和漠塊5和第二整形 銳^t塊6可以共用一個(gè)JK觸發(fā)器。另外，數(shù)字采樣模塊7可以采用圖3中 電路單元A3所示的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，數(shù)字濾波控制才莫塊8可以采用電路單元A4 所示的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于模擬結(jié)構(gòu)鑒相器比較典型的結(jié)構(gòu)是由模擬乘法器與低通濾波器的串 接構(gòu)成，而模擬乘法器與低通濾波器本身就具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜等諸多弊端；而嵌 入式技術(shù)是靠程序執(zhí)行算出相位差，因此就存在速度慢、可靠性差等問(wèn)題， 所以本發(fā)明與傳統(tǒng)的;f莫擬結(jié)構(gòu)鑒相器和計(jì)算技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)相比，不僅具 有可以以微秒級(jí)的速度快速輸出相位差的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有可以實(shí)現(xiàn)精度無(wú)
上限等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護(hù)范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、快速鑒相與自動(dòng)傳輸單元，其特征在于，包括第一差分方波生成模塊(3)、第二差分方波生成模塊(4)、第一整形銳取模塊(5)、第二整形銳取模塊(6)、數(shù)字采樣模塊(7)、數(shù)字濾波控制模塊(8)、數(shù)字濾波模塊(9)和通訊模塊(10)；其中，所述第一差分方波生成模塊(3)用于向一路待測(cè)信號(hào)(1)疊加一定頻率和波長(zhǎng)的方波；所述第一整形銳取模塊(5)用于將疊加了方波信號(hào)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橥秸}沖信號(hào)；所述第二差分方波生成模塊(4)用向另一路待測(cè)模擬信號(hào)(2)疊加與所述第一差分方波生成模塊(3)生成的頻率和波長(zhǎng)相同的方波；所述第二整形銳取模塊(6)用于將所述第二差分方波生成模塊(4)產(chǎn)生的方波變?yōu)橥秸}沖；所述數(shù)字采樣模塊(7)對(duì)第一整形銳取模塊(5)和第二整形銳取模塊(6)產(chǎn)生的兩路窄脈沖進(jìn)行延遲可編程控制、數(shù)字采樣與樣品甄別；所述數(shù)字濾波控制模塊用于對(duì)所述數(shù)字采樣模塊采樣的數(shù)字信號(hào)的數(shù)字濾波處理參數(shù)進(jìn)行控制；所述數(shù)字濾波模塊(9)用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述數(shù)字濾波控制模塊(8)濾波處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行噪音去除處理；所述通訊模塊(10)用于將所述數(shù)字濾波模塊(9)噪音處理的信號(hào)上傳。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種快速鑒相與自動(dòng)傳輸單元，包括第一差分方波生成模塊(3)、第二差分方波生成模塊(4)、第一整形銳取模塊(5)、第二整形銳取模塊(6)、數(shù)字采樣模塊(7)、數(shù)字濾波控制模塊(8)、數(shù)字濾波模塊(9)和通訊模塊(10)。本發(fā)明不僅可以以微秒級(jí)的速度快速輸出相位差，而且還可以實(shí)現(xiàn)精度無(wú)上限。
文檔編號(hào)E21B47/00GK101392645SQ20081011883
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者瑞 張 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司