【摘要】：通過分析相控聲波測井技術(shù)對高壓激勵信號源的需求,提出了一種基于NIOS的雙極性相控高壓脈沖信號源設(shè)計方案。選用具備NIOS處理器的FPGA芯片作為控制器,提高了系統(tǒng)邏輯處理的靈活性,降低了外圍電路的復雜程度。利用高壓儲能電容作為儲能元件,結(jié)合電阻分壓電路和AD采樣芯片構(gòu)成閉環(huán)幅度控制回路,保證了脈沖幅度的準確性。利用浮地驅(qū)動芯片和高速MOSFET構(gòu)成脈沖驅(qū)動及轉(zhuǎn)換電路,實現(xiàn)了脈沖信號的雙極性轉(zhuǎn)換及功率放大。利用最小二乘法對輸出脈沖進行幅度和脈寬修正,提高了脈沖幅度和寬度的精度。實驗結(jié)果表明:該脈沖信號源可產(chǎn)生幅度范圍在-300~300 V,脈沖寬度范圍在200 ns~10 ms的雙極性高壓方波脈沖,且脈沖幅度、脈沖寬度、發(fā)射頻率、通道延時等參數(shù)均可靈活調(diào)節(jié),為聲波相控測井技術(shù)的應(yīng)用提供了必要的硬件支持。
[Abstract]:By analyzing the demand of phase controlled acoustic logging technology for high pressure excitation signal source, a design scheme of bipolar phase controlled high voltage pulse signal source based on NIOS is proposed. FPGA chip with NIOS processor is selected as controller, which improves the flexibility of system logic processing and reduces the complexity of peripheral circuits. The high voltage energy storage capacitor is used as the energy storage element, and the closed loop amplitude control loop is formed by combining the resistor voltage divider circuit and the AD sampling chip, which ensures the accuracy of the pulse amplitude. A pulse drive and conversion circuit is constructed by using floating ground drive chip and high speed MOSFET to realize the bipolar conversion and power amplification of the pulse signal. The amplitude and pulse width of the output pulse are corrected by the least square method, and the accuracy of the pulse amplitude and width is improved. The experimental results show that the pulse source can produce bipolarity high-voltage square wave pulse with amplitude range of -300V and pulse width of 200ns~10 ms. The parameters of pulse amplitude, pulse width, transmission frequency and channel delay can be adjusted flexibly. It provides necessary hardware support for the application of acoustic phase control logging technology.
【作者單位】： 中國石油大學信息與控制工程學院;中國石油大學非常規(guī)油氣與新能源研究院;中國石油大學機電工程學院;
【基金】：國家自然科學基金青年基金項目(51404289)
【分類號】：TN782

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本文編號：2341042