[發(fā)明專利]一種多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410265630.1
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104062686B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 李艷紅;柯式鎮(zhèn);劉國強;夏正武
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院電工研究所;中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01V3/18
• 分類號: G01V3/18
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 關玲

1.一種多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)主要由信號發(fā)生單元、信號放大單元、信號隔離單元和高頻驅(qū)動單元組成；信號發(fā)生單元的輸出端與信號放大單元的輸入端相連接，信號放大輸出端與信號隔離單元的輸入端相連接，信號隔離的輸出端與高頻驅(qū)動的輸入端相連接；信號發(fā)生單元的輸出信號輸入至信號放大單元，信號放大單元的輸出信號輸入至信號隔離單元，信號隔離單元的輸出信號輸入至高頻驅(qū)動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述信號發(fā)生單元由輸入控制模塊、頻率整數(shù)控制模塊、頻率小數(shù)控制模塊、控制字運算、相位累加器、地址調(diào)整模塊，以及波形存儲器模塊組成；所述的輸入控制模塊的輸出端與頻率整數(shù)控制模塊的輸入端相連，頻率整數(shù)控制模塊與頻率小數(shù)控制模塊的輸出端連接，同時也和控制字運算模塊相連；控制字運算的輸出端與相位累加器的輸入端相連，相位累加器的輸出端與地址調(diào)整模塊的輸出端相連；地址調(diào)整模塊的輸出端與波形存儲器的輸入端相連；所述的輸入控制模塊的輸出信號輸入至頻率整數(shù)控制模塊，頻率整數(shù)控制模塊和頻率小數(shù)控制模塊的輸出信號同時輸入至控制字運算模塊，控制字運算模塊的輸出信號輸入至相位累加器模塊，相位累加器模塊的輸出信號輸入至地址調(diào)整模塊，地址調(diào)整模塊的輸出輸入給波形存儲器模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述的信號隔離單元為三繞組磁環(huán)；該三繞組磁環(huán)為射頻鐵粉磁環(huán)，由三根帶絕緣漆的銅絲并列繞制而成；射頻鐵粉磁環(huán)材料為Carbonyl E，磁導率為10，電感系數(shù)為5～25nH/N²，應用頻率范圍為0.1～20MHz，繞制匝數(shù)為4～20匝。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述的高頻驅(qū)動單元中，高頻驅(qū)動15V供電電源連接信號隔離單元，通過信號隔離單元連接高頻驅(qū)動單元的VCCIN作為電源，信號放大單元的輸出信號通過信號隔離單元送至高頻驅(qū)動單元的驅(qū)動信號輸入端IN；15V電源的輸出連接信號隔離單元的信號隔離三繞組磁環(huán)的電源輸入端(1)，信號隔離三繞組磁環(huán)的電源輸出端(2)連接至高頻驅(qū)動單元的電源輸入端VCCIN，信號放大單元的輸出端連接信號隔離三繞組的信號輸入端(3)，信號隔離三繞組的信號輸出端(4)的輸出信號輸至高頻驅(qū)動單元；信號隔離三繞組的接地輸入端(5)接地，信號隔離三繞組的接地輸出端(6)連接高頻驅(qū)動的地端；公共地端連接信號隔離三繞組磁環(huán)的接地輸入端(5)，通過信號隔離三繞組磁環(huán)的接地輸出端(6)與多級放大器地端相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述的高頻驅(qū)動單元由二極管，多級放大器單元、MOSFET半橋和電容器組成；隔離三繞組磁環(huán)的電源輸出端(2)連接多級放大器的電源VCCIN輸入端，隔離三繞組磁環(huán)的信號輸出端(4)連接多級放大器的信號輸入端IN，隔離三繞組磁環(huán)的接地輸出端(6)連接多級放大器的接地端，隔離三繞組磁環(huán)的信號輸出端(4)也同時連接二極管的正端，二極管的負端連接隔離三繞組磁環(huán)的電源輸出端(2)，多級放大器連接MOSFET半橋的輸入端，MOSFET半橋的電源端直接連接15V電源，MOSFET半橋電源端與MOSFET半橋地端連接電容器；MOSFET半橋的輸出端輸出驅(qū)動信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述的信號發(fā)生單元輸出頻率為62.5kHz～10MHz的任意波形信號；信號放大單元實現(xiàn)62.5kHz～10MHz信號的放大；信號隔離單元隔離瞬變大電流信號，避免誤觸發(fā)，高頻驅(qū)動實現(xiàn)最高頻率10MHz、最大輸出電流峰值15A，有效輸出驅(qū)動電流5A的驅(qū)動能力，最終實現(xiàn)MOSFET器件的驅(qū)動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多頻陣列電測井信號發(fā)生及驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：所述信號發(fā)生單元輸出輸出信號的頻率由下述公式計算得到：

f₀＝(f_clk2^N)×A₀×K₀

式中，f_o為輸出信號頻率，f_clk為系統(tǒng)基準時鐘頻率，N為相位累加器位數(shù)，A₀為頻率整數(shù)控制數(shù)，K₀為頻率小數(shù)控制數(shù)。