為改善核磁共振測(cè)井儀泥質(zhì)束縛水測(cè)量效果,基于軟硬脈沖原理,建立軟硬脈沖型調(diào)幅信號(hào)模型,設(shè)計(jì)一種軟硬脈沖時(shí)序�；贛icrosemi Libero SoC v11.8軟件開發(fā)平臺(tái),采用Verilog語言實(shí)現(xiàn)儀器軟硬脈沖型調(diào)幅數(shù)據(jù)模塊和載波數(shù)據(jù)模塊;借助軟件開發(fā)平臺(tái)上的Modelsim仿真模塊進(jìn)行功能仿真。軟硬脈沖時(shí)序設(shè)計(jì)程序,功能仿真滿足核磁共振測(cè)井儀工作要求。經(jīng)測(cè)井對(duì)比分析,軟硬脈沖時(shí)序測(cè)量的泥質(zhì)束縛水孔隙度重復(fù)性優(yōu)于硬脈沖型時(shí)序。軟硬脈沖時(shí)序能夠有效改善泥質(zhì)束縛水孔隙度測(cè)量效果。 

【文章來源】：測(cè)井技術(shù). 2020,44(02)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

軟硬脈沖時(shí)序?qū)嶋H測(cè)井效果圖

軟硬脈沖時(shí)序設(shè)計(jì)框圖如圖2所示,主要采用DSP+FPGA的框架,DSP完成相關(guān)測(cè)井命令參數(shù)存儲(chǔ)和計(jì)算,FPGA根據(jù)DSP下發(fā)命令參數(shù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算與處理,生成軟硬脈沖調(diào)幅信號(hào)數(shù)據(jù)和載波信號(hào)數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)采用2片數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA1和DA2,在邏輯控制時(shí)序嚴(yán)格控制下,根據(jù)FPGA產(chǎn)生的調(diào)幅數(shù)據(jù)和載波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換生產(chǎn)模擬的調(diào)幅信號(hào)和載波信號(hào),調(diào)幅信號(hào)和載波信號(hào)通過乘法器相乘即可產(chǎn)生最終的脈沖調(diào)制信號(hào)。在Microsemi Libero SoC v11.8軟件開發(fā)平臺(tái)上采用Verilog語言,根據(jù)DSP下發(fā)的測(cè)井命令相關(guān)參數(shù),基于狀態(tài)機(jī)原理進(jìn)行程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)儀器高壓發(fā)射控制信號(hào)(XGATE)、高壓泄放控制信號(hào)(DUMP_18)和回波信號(hào)接收控制信號(hào)(RCV1_OUT)邏輯控制關(guān)系,再專門設(shè)計(jì)軟硬脈沖型調(diào)幅數(shù)據(jù)模塊和載波數(shù)據(jù)模塊[10-11];軟硬脈沖時(shí)序程序設(shè)計(jì)完成后,借助軟件開發(fā)平臺(tái)上的Modelsim仿真模塊進(jìn)行功能仿真,設(shè)時(shí)鐘信號(hào)CLK為45 MHz,結(jié)果見圖3。整個(gè)軟硬脈沖調(diào)制信號(hào)實(shí)現(xiàn)過程都在時(shí)鐘信號(hào)CLK控制下進(jìn)行,當(dāng)高壓發(fā)射控制信號(hào)(XGATE)為高電平、高壓泄放控制信號(hào)(DUMP_18)為低電平、回波信號(hào)接收控制信號(hào)(RCV1_OUT)為低電平時(shí),經(jīng)數(shù)據(jù)寫控制信號(hào)(AM_WR_BUF_IN)控制數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)信號(hào)(NCO_AM_DATA),輸出調(diào)幅數(shù)據(jù)和載波數(shù)據(jù),啟動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)和載波信號(hào),滿足軟硬脈沖型時(shí)序設(shè)計(jì)功能要求。

在Microsemi Libero SoC v11.8軟件開發(fā)平臺(tái)上采用Verilog語言,根據(jù)DSP下發(fā)的測(cè)井命令相關(guān)參數(shù),基于狀態(tài)機(jī)原理進(jìn)行程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)儀器高壓發(fā)射控制信號(hào)(XGATE)、高壓泄放控制信號(hào)(DUMP_18)和回波信號(hào)接收控制信號(hào)(RCV1_OUT)邏輯控制關(guān)系,再專門設(shè)計(jì)軟硬脈沖型調(diào)幅數(shù)據(jù)模塊和載波數(shù)據(jù)模塊[10-11];軟硬脈沖時(shí)序程序設(shè)計(jì)完成后,借助軟件開發(fā)平臺(tái)上的Modelsim仿真模塊進(jìn)行功能仿真,設(shè)時(shí)鐘信號(hào)CLK為45 MHz,結(jié)果見圖3。整個(gè)軟硬脈沖調(diào)制信號(hào)實(shí)現(xiàn)過程都在時(shí)鐘信號(hào)CLK控制下進(jìn)行,當(dāng)高壓發(fā)射控制信號(hào)(XGATE)為高電平、高壓泄放控制信號(hào)(DUMP_18)為低電平、回波信號(hào)接收控制信號(hào)(RCV1_OUT)為低電平時(shí),經(jīng)數(shù)據(jù)寫控制信號(hào)(AM_WR_BUF_IN)控制數(shù)據(jù)總線上數(shù)據(jù)信號(hào)(NCO_AM_DATA),輸出調(diào)幅數(shù)據(jù)和載波數(shù)據(jù),啟動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)和載波信號(hào),滿足軟硬脈沖型時(shí)序設(shè)計(jì)功能要求。軟硬脈沖控制時(shí)序程序功能仿真完成后,經(jīng)綜合、布局、布線,生成下載程序,再通過Actel燒寫器燒寫在主控板上,用示波器在核磁共振測(cè)井儀器上測(cè)試軟硬脈沖控制時(shí)序信號(hào)。測(cè)試結(jié)果見圖3,1通道表示高壓發(fā)射控制信號(hào)(XGATE),幅值為0～5 V;2通道表示高壓泄放控制信號(hào)(DUMP),幅值為-15～15 V;3通道表示核磁共振回波信號(hào)接收控制信號(hào)(RCV1_OUT),因儀器硬件電路工作需求,該實(shí)測(cè)點(diǎn)RCV1_OUT信號(hào)作取反處理,幅值為-15～15 V;4通道表示軟硬脈沖時(shí)序最終產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào),幅值為0～2.8 V,該調(diào)制信號(hào)幅值反映儀器實(shí)際工作高壓瞬時(shí)發(fā)射功率大小,調(diào)制信號(hào)幅值根據(jù)儀器實(shí)際工作需求不斷變化。在一個(gè)高壓發(fā)射脈沖發(fā)射過程中,實(shí)測(cè)調(diào)制信號(hào)前面部分信號(hào)從0 V逐漸上升至固定電平值2.8 V,中間部分信號(hào)電平值保持不變,為固定電平值2.8 V,最后部分信號(hào)從固定電平值2.8 V下降至0 V。調(diào)制信號(hào)變化和軟硬脈沖時(shí)序控制調(diào)幅數(shù)據(jù)、載波數(shù)據(jù)變化一致,整體實(shí)測(cè)軟硬脈沖時(shí)序波形邏輯控制關(guān)系與軟件功能仿真結(jié)果吻合。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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