正交多極子陣列聲波測井儀SL6678遙測上傳的數(shù)據(jù)量極其龐大,但其電纜傳輸速率還不到100 kb/s。對陣列聲波數(shù)據(jù)在井下采集后進行無損壓縮傳輸,是增加傳輸帶寬的主流解決方案。目前針對聲波測井?dāng)?shù)據(jù)的無損壓縮方法主要有字典壓縮（LZW）及其改進算法、無損DCT,預(yù)測編碼以及流行的音頻無損編碼方法,但這些方法壓縮率較低,或算法復(fù)雜程度高。通過研究采樣點高低字節(jié)值在波列上的分布規(guī)律,提出了一種高位字節(jié)進行部分匹配預(yù)測編碼（PPM）和低位字節(jié)預(yù)處理后再進行PPM編碼相結(jié)合的無損壓縮方法,并在SL6678上實現(xiàn)了硬件設(shè)計和嵌入式軟件開發(fā)。通過與其他編碼方式的實驗比較,所提方法的數(shù)據(jù)壓縮率達到約51%,遠優(yōu)于大部分的壓縮算法,且較低的算法復(fù)雜度易于編程實現(xiàn)。實際測試表明,聲波數(shù)據(jù)的傳輸速率提高到約200 kb/s。所提方法提高了SL6678井下儀的數(shù)據(jù)采集質(zhì)量和傳輸速率,使其更好地服務(wù)于油田的勘探開發(fā)工作。 

【文章來源】：電子測量技術(shù). 2020,43(13)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

SL6678井下信號處理電路結(jié)構(gòu)

地面系統(tǒng)向SL6678井下儀發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令,FPGA通過同步串口接收后,將指令送入DSP進行譯碼,并設(shè)置儀器相應(yīng)的工作狀態(tài)。同時FPGA向儀器的發(fā)射換能器發(fā)送點火脈沖,在儀器軟件設(shè)定的數(shù)據(jù)采集延遲時間后,儀器接收探頭連接的前置模擬電路送入模擬信號,進行信號調(diào)理。這一工作是由模擬信號調(diào)理電路完成的,其目的是使模擬信號滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作條件。FPGA采用時序控制方法,協(xié)調(diào)8路A/D轉(zhuǎn)換器的采集操作。FPGA將A/D轉(zhuǎn)換后采集的數(shù)字信號,通過FIFO進行緩存,并通知DSP進行首波到時提取,波形疊加,自動增益控制,數(shù)字濾波等數(shù)字處理工作[16]。同時,通過軟硬件的協(xié)同工作,在FPGA和DSP的硬件架構(gòu)上,由軟件編程實現(xiàn)8個并行計算結(jié)構(gòu),完成對8路聲波數(shù)據(jù)的無損壓縮編碼,如圖2所示。在編碼的同時,DSP處理器可以并行化完成首波到時提取等其他主要用于現(xiàn)場采集控制的信號處理任務(wù),并且由于本文的壓縮方法中高位和低位字節(jié)數(shù)據(jù)是分開處理的,完全可以實現(xiàn)并行化,大大節(jié)省了處理時間。最后,壓縮后的聲波數(shù)據(jù)和解壓參數(shù)在FPGA的緩存器中進行匯聚,由FPGA的采集數(shù)據(jù)上傳通道,以測井電纜為傳輸介質(zhì),上傳給地面系統(tǒng)。3 實驗結(jié)果與分析

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3417245