[實用新型]用于井下工程參數(shù)測量的混合濾波電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720487327.5
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN207099041U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李紹輝;陳世春;馮強;張建榮;劉學(xué)松;王維良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: H03H7/01
• 分類號: H03H7/01;H03H11/38;H03F3/68
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

1.一種用于井下工程參數(shù)測量的混合濾波電路，所述用于井下工程參數(shù)測量的混合濾波電路包括：井下測量單元(100)、混合濾波單元(200)、后期處理單元(300)、電源管理單元(400)，其中：井下測量單元(100)通過混合濾波單元(200)與后期處理單元(300)連接，電源管理單元(400)分別與井下測量單元(100)、混合濾波單元(200)、后期處理單元(300)連接；

其特征在于：所述混合濾波單元(200)包括，無源濾波電路(2001)、信號放大電路(2002)、有源濾波電路(2003)，其中：無源濾波電路(2001)通過信號放大電路(2002)與有源濾波電路(2003)連接，井下測量單元(100)與無源濾波電路(2001)連接，有源濾波電路(2003)與后期處理單元(300)連接；所述無源濾波電路(2001)對所述井下測量單元(100)輸出的測量信號進(jìn)行處理，粗略濾除其中存在的高頻、大噪聲信號，所述信號放大電路(2002)用于對無源濾波電路(2001)輸出的濾波信號進(jìn)行一定倍數(shù)的放大操作，便于對信號的進(jìn)一步濾波處理，所述有源濾波電路(2003)用于對所述信號放大電路(2002)輸出的放大信號進(jìn)行精確濾波，保留有用頻段信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下工程參數(shù)測量的混合濾波電路，其特征在于：所述無源濾波電路(2001)包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一二極管D1、第二二極管D2、第一電容C1、第二電容C2，第二電阻R2與第一電容C1組成第一低通無源濾波網(wǎng)絡(luò)，第三電阻R3與第二電容C2組成第二低通無源濾波網(wǎng)絡(luò)，第一電阻R1一端連接所述井下測量單元(100)輸出信號的正信號端VIN+，另一端連接第一二極管D1的正極，第一二極管D1的負(fù)極連接所述井下測量單元(100)輸出信號的負(fù)信號端VIN-，第二二極管D2與第一二極管D1反向并聯(lián)，第一二極管D1的正極連接第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端同時連接第一電容C1的一端和第三電阻的一端，第一電容C1的另一端連接所述井下測量單元(100)輸出信號的負(fù)信號端VIN-，第三電阻R3的另一端為無源濾波電路(2001)的正信號輸出端，與第三電容C3的一端連接，第三電容C3的另一端為無源濾波電路2001的負(fù)信號輸出端，與所述井下測量單元(100)輸出信號的負(fù)信號端VIN-連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下工程參數(shù)測量的混合濾波電路，其特征在于：所述信號放大電路(2002)包括第一運算放大器U1及其外圍電路、第二運算放大器U2及其外圍電路，其中，所述第一運算放大器U1選用儀表放大器芯片INA333，所述第一運算放大器U1的正信號輸入引腳+IN連接所述無源濾波電路(2001)的正信號輸出端，所述第一運算放大器U1的負(fù)信號輸入引腳-IN連接無源濾波電路2001的負(fù)信號輸出端，第三電容C3的一端連接所述第一運算放大器U1的負(fù)信號輸入引腳-IN，另一端接地，所述第一運算放大器U1的電源正引腳V+連接直流3.3V電源VDD3.3，所述第一運算放大器U1的電源負(fù)引腳V-接地，第四電容C4一端連接直流3.3V電源VDD3.3，另一端接地，第四電阻R4一端連接直流3.3V電源VDD3.3，另一端連接第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端接地，所述第一運算放大器U1的引腳R1和引腳R2用于通過外接電阻設(shè)定放大倍數(shù)，其分別與第一可調(diào)電阻Rw的兩端連接，所述第一運算放大器U1的REF端為參考電壓輸入引腳，所述第一運算放大器U1的OUT引腳為輸出引腳，所述第二運算放大器U2選用TI公司的運算放大器芯片OPA333，設(shè)計為跟隨器結(jié)構(gòu)，用于隔離電源端干擾，所述第二運算放大器U2的電源正引腳V+連接直流3.3V電源VDD3.3，所述第二運算放大器U2的電源負(fù)引腳V-接地，所述第二運算放大器U2的輸入信號正極引腳+IN連接第四電阻R4與第五電阻R5的連接端，所述第二運算放大器U2的輸入信號負(fù)極引腳-IN連接所述第二運算放大器U2的輸出引腳OUT，所述第二運算放大器U2的OUT引腳為輸出引腳，連接所述第一運算放大器U1的參考電壓輸入引腳REF。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于井下工程參數(shù)測量的混合濾波電路，其特征在于：所述有源濾波電路(2003)包括第三運算放大器U3及其外圍電路和第四運算放大器U4及其外圍電路，其中，第三運算放大器U3和第四運算放大器U4均選用ADA4896運算放大器，均設(shè)計為二階有源濾波網(wǎng)絡(luò)，兩運算放大器輸入端口均設(shè)計為差分信號輸入，用于提高輸入端的抗干擾性，利于小信號的后期提取與處理，所述第三運算放大器U3的電源正引腳+VS連接直流3.3V電源VDD3.3，所述第三運算放大器U3的電源負(fù)引腳-VS接地，第五電容C5一端連接所述第三運算放大器U3的電源正引腳+VS，另一端接地，所述第三運算放大器U3的信號正極輸入引腳+IN1連接第六電容C6的一端，第六電容C6的另一端連接第六電阻R6的一端，第六電阻R6的另一端連接所述第一運算放大器U1的輸出引腳OUT，第七電容C7的一端連接第六電阻R6的一端，另一端連接第七電阻R7的一端，第七電阻R7的一端連接所述第二運算放大器U2的輸出引腳OUT，另一端連接所述第三運算放大器U3的信號負(fù)極輸入引腳-IN1，第八電阻R8的一端連接所述第二運算放大器U2的輸出引腳OUT，另一端連接所述第三運算放大器U3的輸出引腳OUT1，第九電阻R9的一端連接所述第三運算放大器U3的信號正極輸入引腳+IN1，另一端連接所述第三運算放大器U3的輸出引腳OUT1，所述第四運算放大器U4的電源正引腳+VS連接直流3.3V電源VDD3.3，所述第四運算放大器U4的電源負(fù)引腳-VS接地，第十電容C10一端連接所述第四運算放大器U4的電源正引腳+VS，另一端接地，所述第四運算放大器U4的信號正極輸入引腳+IN1連接第八電容C8的一端，第八電容C8的另一端連接第十電阻R10的一端，第十電阻R10的另一端連接所述第三運算放大器U3的輸出引腳OUT1，第十一電阻R11的一端連接所述第二運算放大器U2的輸出引腳OUT，另一端連接所述第四運算放大器U4的信號負(fù)極輸入引腳-IN1，第十二電阻R12的一端連接所述第二運算放大器U2的輸出引腳OUT，另一端連接所述第四運算放大器U4的信號正極輸入引腳+IN1，所述第九電容C9的一端連接所述第二運算放大器U2的輸出引腳OUT，另一端連接第八電容C8和第十電阻R10的連接端，第十三電阻R13的一端連接所述第四運算放大器U4的信號負(fù)極輸入引腳-IN1，另一端連接所述第四運算放大器U4的輸出引腳OUT1，第十四電阻R14的一端連接所述第四運算放大器U4的信號正極輸入引腳+IN1，另一端連接所述第四運算放大器U4的輸出引腳OUT1，所述第四運算放大器U4的OUT1引腳為所述混合濾波單元(200)的輸出引腳，輸出信號VOUT。