專利名稱：一種用于核磁共振測井的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油勘探領(lǐng)域，是一種應(yīng)用于核磁共振測井的控制電路。
背景技術(shù)：
從20世紀(jì)40年代開始，氫核的核磁信號被用于表征礦物。核磁共振測井是一種 在20世紀(jì)50年代提出、80年代發(fā)展起來的井下石油地球物理勘探方法，是涉及物理學(xué)、電 子學(xué)、地質(zhì)學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)等多種學(xué)科的新技術(shù)。由該技術(shù)派生出各種核磁共振測井的儀器 和控制電路。目前，核磁共振測井的控制電路主控電路中的CPU(FPGA)僅集成3000個(gè)門電路， 所以只能做簡單邏輯，大多數(shù)運(yùn)算由外部設(shè)備完成，正是由于大量運(yùn)算由外設(shè)完成，導(dǎo)致外 圍芯片數(shù)量巨大，電路體積比較大。主控電路的DSP芯片只有8位，運(yùn)算速度和運(yùn)算單元都 比較少，僅能做運(yùn)算量小的基礎(chǔ)運(yùn)算；它的16位的外置DDS，速度慢，精度低，可靠性差并且 模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片只有8位，轉(zhuǎn)換精度較低，極大的限制了采樣率和運(yùn)算精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目是提供一種不僅轉(zhuǎn)換精度高，而且運(yùn)算速度也大大提高的核磁共 振測井的控制電路。本實(shí)用新型由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)核磁共振測井的控制電路由PC機(jī)、RS232總線、ICl, IC2、運(yùn)算處理器IC3、存儲芯 片IC4、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器Ul，U2、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片IC5組成，PC機(jī)通過RS232總線連接 數(shù)字信號處理器ICl和IC2，數(shù)字信號處理器ICl和IC2通過AO A15，2A0 2A15，D0 D15，2D0 2D15管腳連接運(yùn)算處理器IC3運(yùn)算處理，運(yùn)算處理器IC3通過AO A12-1，DO D15和2A0 2A12-1，2D0 2D15管腳連接存儲芯片IC4，讀取存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，經(jīng)過運(yùn) 算處理器IC3運(yùn)算處理生成SIN，COS，DUDACB，XMIT，RCVR，數(shù)字信號，分別由SINO Smil 管腳傳送至數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器Ul，生成模擬信號，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器Ul通過管腳COSO COSll送至數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器U2生成COSOUT模擬信號，再通過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器U2DUDAC BO DUDAC Bll管腳送至數(shù)據(jù)收集與控制系統(tǒng)芯片U3生成AM模擬信號，通過數(shù)據(jù)收集與 控制系統(tǒng)芯片XMITO XMIT3管腳送至四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片U4生成XMIT士0 XMIT士 3差 分信號，通過四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片U4RCVR0 RCVR7管腳送至其他四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片U5 和U6生成RCVR士0 RCVR士7差分信號；接收信號VIN+，VIN-經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片 IC5進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后通過ADCO ADC9管腳送至運(yùn)算處理器IC3中進(jìn)行運(yùn)算通過AO A15， 2A0 2A15，D0 D15，2D0 2D15管腳送至數(shù)字信號處理器ICl和IC2中再通過RS232總 線傳回PC機(jī)。本實(shí)用新型還有以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)信號處理器ICl，IC2 為 DSP 芯片 TMS320LC2407A。運(yùn)算處理器IC3為FPGA芯片QUARTUS。[0010]存儲芯片IC4為FIFO存儲緩沖芯片IDT7203芯片。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片IC5為10位的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片TLC876MDW 芯片。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器Ul，U2為高速高精度12位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器芯片MAX7541芯 片。數(shù)據(jù)收集與控制系統(tǒng)芯片U3為雙12位電流輸出的DACS芯片AD7547。四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片U4，U5，U6為四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片DS26C31。本實(shí)用新型構(gòu)建的低場脈沖核磁共振數(shù)字控制發(fā)射接收主控電路平臺，準(zhǔn)確有效 地提取和處理信號，使得儀器體體積大大縮小，整體運(yùn)算精度，運(yùn)算速度，采樣率都得到大 幅度提升。

圖1為本實(shí)用新型的整體電路流程圖；圖2為運(yùn)算處理器IC3電路圖；圖3為信號處理器IC2電路圖；圖4為信號處理器ICl電路圖；圖5為數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器信號處理器IC2和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器Ul，U2電路圖；圖6為存儲芯片IC4和四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片U4，U5，U6電路圖；圖7為模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片IC5電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型。圖1為本實(shí)用新型的整體電路流程圖。首先由PC機(jī)通過RS232總線將控制命令數(shù) 據(jù)送至ICl和IC2中，然后通過AO A15，2A0 2A15, DO D15，2D0 2D15管腳把控制 命令數(shù)據(jù)送至IC3中進(jìn)行運(yùn)算處理，IC3接收到控制命令后再通過AO A12-1，DO D15和 2A0 2A12-1，2D0 2D15管腳從存儲芯片IC4芯片讀取已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。這些 數(shù)據(jù)經(jīng)過IC3的運(yùn)算處理生成SIN，COS，DUDACB，XMIT，RCVR，數(shù)字信號，并分別經(jīng)由SINO SINll管腳傳送至Ul，生成SINOUT和CALOUT模擬信號；通過管腳COSO COSll送至U2 生成COSOUT模擬信號；通過DUDAC BO DUDAC Bll管腳送至U3生成AM模擬信號；通過 XMITO XMIT3管腳送至U4生成XMIT士0 XMIT士 3差分信號，通過RCVRO RCVR7管腳 送至U5和U6生成RCVR士0 RCVR士 7差分信號。接收信號VIN+，VIN-經(jīng)過IC5進(jìn)行AD 轉(zhuǎn)換后通過ADCO ADC9管腳送至IC3中進(jìn)行運(yùn)算通過AO A15，2A0 2A15，D0 D15， 2D0 2D15管腳送至ICl和IC2中再通過RS232總線傳回PC機(jī)。圖2為運(yùn)算處理器IC3電路圖。IC3接收到控制命令后再通過AO A12_1，D0 D15和2A0 2A12-1，2D0 2D15管腳從存儲芯片IC4芯片讀取已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn) 算。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過IC3的運(yùn)算處理生成SIN，COS, DUDACB, XMIT，RCVR數(shù)字信號，并分別經(jīng) 由SINO smil管腳傳送至Ul ；通過管腳COSO COSll送至U2 ；通過DUDAC BO DUDAC Bll管腳送至U3 ；通過XMITO XMIT3管腳送至U4 ；通過RCVRO RCVR7管腳送至U5和 U6。接收信號通過ADCO ADC9管腳送至IC3中進(jìn)行運(yùn)算，并通過AO A15，2A0 2A15， DO D15, 2D0 2D15管腳送至ICl和IC2。[0026]由PC機(jī)通過RS232總線將控制命令數(shù)據(jù)通過TX，RX, DGND管腳送至ICl，ICl通 過AO A15，D0 D15管腳把控制命令數(shù)據(jù)送至IC3中進(jìn)行運(yùn)算處理。ICl通過RS232總 線管腳TX，RX, DGND把IC3處理好的接收信號回傳給PC機(jī)。 I C3B是芯片IC3的供電管腳定義。IC3經(jīng)由SINO Simi管腳傳送至U1，生 成SINOUT和CALOUT模擬信號；IC3通過管腳COSO COSll送至U2生成COSOUT模擬信號； IC3通過DUDAC BO DUDAC Bll管腳送至U3生成AM模擬信號。IC3接收到控制命令后再通過AO A12-1，DO D15和2A0 2A12-1，2D0 2D15 管腳從存儲芯片IC4芯片讀取已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算；IC3通過XMITO XMIT3管腳送 至U4生成XMIT士0 XMIT士 3差分信號；IC3通過RCVRO RCVR7管腳送至U5和U6生成 RCVR士 0 RCVR士 7差分信號。接收信號VIN+，VIN-經(jīng)過IC5進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后通過ADCO ADC9管腳送至IC3中
進(jìn)行運(yùn)算。
權(quán)利要求一種核磁共振測井的控制電路，由PC機(jī)、RS232總線、運(yùn)算處理器(IC3，IC1，IC2)、存儲芯片(IC4)、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(U1，U2)、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片(IC5)組成，其特點(diǎn)是PC機(jī)通過RS232總線連接數(shù)字信號處理器(IC1和IC2)，數(shù)字信號處理器(IC1和IC2)通過A0~A15，2A0~2A15，D0~D15，2D0~2D15管腳連接運(yùn)算處理器(IC3)運(yùn)算處理，運(yùn)算處理器(IC3)通過A0~A12 1，D0~D15和2A0~2A12 1，2D0~2D15管腳連接存儲芯片(IC4)，經(jīng)過運(yùn)算處理器(IC3)運(yùn)算處理生成SIN，COS，DUDACB，XMIT，RCVR，數(shù)字信號，分別由SIN0~SIN11管腳傳送至數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(U1)生成模擬信號，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(U1)通過管腳COS0~COS11送至數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(U2)生成COSOUT模擬信號，再通過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(U2)DUDAC B0~DUDAC B11管腳送至數(shù)據(jù)收集與控制系統(tǒng)芯片(U3)生成AM模擬信號，通過數(shù)據(jù)收集與控制系統(tǒng)芯片XMIT0~XMIT3管腳送至四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片(U4)生成XMIT±0~XMIT±3差分信號，通過四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片U4RCVR0~RCVR7管腳送至其他四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片(U5和U6)生成RCVR±0~RCVR±7差分信號；接收信號VIN+，VIN 經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片(IC5)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后通過ADC0~ADC9管腳送至運(yùn)算處理器(IC3)中進(jìn)行運(yùn)算通過A0~A15，2A0~2A15，D0~D15，2D0~2D15管腳送至數(shù)字信號處理器(IC1和IC2)中再通過RS232總線傳回PC機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測井的控制電路，其特點(diǎn)是信號處理器(IC1，IC2) 為 DSP 芯片 TMS320LC2407A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測井的控制電路，其特點(diǎn)是運(yùn)算處理器(IC3)為 FPGA 芯片 QUARTUS。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測井的控制電路，其特點(diǎn)是存儲芯片(IC4)為FIFO 存儲緩沖芯片IDT7203芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測井的控制電路，其特點(diǎn)是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片 (IC5)為10位的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片TLC876MDW芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測井的控制電路，其特點(diǎn)是數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(U1， U2)為高速高精度12位數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器芯片MAX7541芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測井的控制電路，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)收集與控制系統(tǒng)芯 片(U3)為雙12位電流輸出的DACS芯片AD7547。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測井的控制電路，其特點(diǎn)是四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片 (U4，U5，U6)為四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片DS26C31。
專利摘要本實(shí)用新型涉及石油勘探領(lǐng)域，是一種應(yīng)用于核磁共振測井的控制電路，由PC機(jī)、運(yùn)算處理器、存儲芯片、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器等組成，PC機(jī)通過RS232總線連接數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器連接運(yùn)算處理器和接存儲芯片，再數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換送至數(shù)據(jù)收集與控制系統(tǒng)芯片生成AM模擬信號，通過數(shù)據(jù)收集與控制系統(tǒng)芯片管腳送至四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片生成差分信號，傳至四通道查分驅(qū)動(dòng)芯片后通過運(yùn)算處理器傳回PC機(jī)。本實(shí)用新型能準(zhǔn)確有效地提取和處理信號，使得儀器體體積大大縮小，整體運(yùn)算精度，運(yùn)算速度，采樣率都得到大幅度提升。
文檔編號E21B47/00GK201738913SQ201020231068
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者劉衛(wèi), 孫佃慶, 孫威, 楊松榮 申請人:中國石油天然氣股份有限公司