本文關(guān)鍵詞：電磁隨鉆無(wú)線傳輸控制及數(shù)據(jù)處理電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：目前,隨著油田和煤井生產(chǎn)開(kāi)采的需要,傳統(tǒng)的運(yùn)用泥漿脈沖作為傳輸信號(hào)媒介的測(cè)井儀的不足之處變得很?chē)?yán)重。并且隨著欠平衡井技術(shù)的進(jìn)步,在可壓縮鉆井介質(zhì)中的應(yīng)用普遍產(chǎn)生,可因泥漿脈沖經(jīng)常無(wú)法傳輸井下鉆井參數(shù)信息,束縛了欠平衡鉆井技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用。電磁波對(duì)鉆井介質(zhì)的要求比較低,傳輸數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定性和速率僅與信道特性有關(guān),對(duì)欠平衡井技術(shù)的推廣奠定了基礎(chǔ)。我國(guó)的電磁波隨鉆無(wú)線測(cè)井系統(tǒng)研究起步較晚,進(jìn)步空間比較大,對(duì)彌補(bǔ)我國(guó)的測(cè)井技術(shù)起到重要作用,但是遭受?chē)?guó)外測(cè)井公司的壟斷和技術(shù)封鎖。打破對(duì)外國(guó)技術(shù)的依賴,掌握核心的測(cè)井技術(shù),研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電磁隨鉆無(wú)線測(cè)井系統(tǒng),將是一項(xiàng)刻不容緩的核心任務(wù)。本文討論的電磁波隨鉆無(wú)線測(cè)井系統(tǒng)中,由于受到井下環(huán)境的限制和電磁波作為傳輸?shù)貙有畔⒌拿浇閷?duì)測(cè)井儀器提出了更高的要求。并且為了保證傳輸穩(wěn)定性、傳輸距離長(zhǎng)、傳輸高速率和低誤碼率等長(zhǎng)時(shí)間工作性能要求,對(duì)無(wú)線信道編解碼、信道調(diào)制和解調(diào)等技術(shù)提出了更高了要求。本文采用了新型的FSK數(shù)字調(diào)制技術(shù)完成數(shù)據(jù)的傳輸,并且設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的DSTFT算法實(shí)現(xiàn)FSK信號(hào)的解調(diào)新方法,提高了算法效率、實(shí)現(xiàn)了低誤碼率的解調(diào)要求。由于在遠(yuǎn)端的接收機(jī)接收的調(diào)制信號(hào)強(qiáng)度常常比較微弱,并且還夾雜著噪聲、工頻信號(hào)等干擾,需要對(duì)其進(jìn)行模擬濾波、放大等一系列的處理。在接收機(jī)的采集板中,由于A/D采樣調(diào)制信號(hào)過(guò)程中會(huì)受到電源紋波、電路雜散噪聲等影響,設(shè)計(jì)了基于FPGA的橫向FIR數(shù)字濾波器去除外界的影響,能夠?yàn)楹罄m(xù)的信號(hào)解調(diào)操作提供幫助。最終通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證了電磁波隨鉆測(cè)井系統(tǒng)總體軟硬件設(shè)計(jì)的合理性和可靠性,并且滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：電磁波測(cè)井 信道調(diào)制 FPGA DSTFT FSK
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH763
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及當(dāng)前問(wèn)題11-12
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容12
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 電磁隨鉆無(wú)線測(cè)井的理論和系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)14-20
• 2.1 基本理論14-16
• 2.1.1 電磁隨鉆測(cè)井系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)14-15
• 2.1.2 電磁隨鉆測(cè)井系統(tǒng)的測(cè)量方式15-16
• 2.2 系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo)16-17
• 2.2.1 系統(tǒng)電路的功能要求16
• 2.2.2 系統(tǒng)電路的技術(shù)指標(biāo)16-17
• 2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)17-19
• 2.3.1 核心控制芯片的選擇17
• 2.3.2 發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3.3 接收機(jī)電路設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第三章 電磁隨鉆無(wú)線傳輸?shù)男诺勒{(diào)制和解調(diào)20-39
• 3.1 電磁隨鉆無(wú)線傳輸?shù)男诺勒{(diào)制20-25
• 3.1.1 信道調(diào)制分析20-21
• 3.1.2 調(diào)制信號(hào)控制器設(shè)計(jì)21-22
• 3.1.3 調(diào)制信號(hào)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)22-25
• 3.2 電磁隨鉆無(wú)線傳輸?shù)男诺澜庹{(diào)25-34
• 3.2.1 信道解調(diào)分析25
• 3.2.2 解調(diào)信號(hào)控制器設(shè)計(jì)25-26
• 3.2.3 ADC驅(qū)動(dòng)與采樣26-30
• 3.2.4 改進(jìn)的DSTFT算法解調(diào)FSK信號(hào)30-34
• 3.3 其他電路設(shè)計(jì)34-36
• 3.3.1 電源電路34-35
• 3.3.2 通訊接口電路35-36
• 3.4 硬件電路PCB板的電磁兼容性設(shè)計(jì)36-38
• 3.4.1 串?dāng)_36-37
• 3.4.2 接地37-38
• 3.4.3 PCB板多層設(shè)計(jì)38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 軟件開(kāi)發(fā)與功能實(shí)現(xiàn)39-51
• 4.1 發(fā)射機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)39-40
• 4.1.1 系統(tǒng)初始化設(shè)計(jì)39
• 4.1.2 控制功能軟件設(shè)計(jì)39-40
• 4.2 接收機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)40-49
• 4.2.1 系統(tǒng)初始化設(shè)計(jì)40-41
• 4.2.2 數(shù)字濾波器具體實(shí)現(xiàn)41-46
• 4.2.3 基于FPGA的DSTFT算法具體實(shí)現(xiàn)46-49
• 4.3 通信協(xié)議設(shè)計(jì)49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試和試驗(yàn)結(jié)果分析51-64
• 5.1 硬件電路調(diào)試51-54
• 5.1.1 電路靜態(tài)參數(shù)測(cè)試52
• 5.1.2 電路動(dòng)態(tài)行為及功能測(cè)試52-54
• 5.2 軟件調(diào)試54-57
• 5.2.1 控制軟件的調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果54-55
• 5.2.2 DSTFT算法的調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果55-57
• 5.3 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)57-62
• 5.4 調(diào)試結(jié)果分析和性能評(píng)估62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果69-70

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