一种用于单芯电缆的数据传输模块的制作方法

本实用新型涉及石油钻探设备数据传输技术领域，具体涉及一种用于单芯电缆的数据传输模块。

背景技术：

在石油钻探测井生产过程中，测井仪器通常采用单芯电缆进行下井，因为单芯电缆直径小，在防喷口处所受到的摩擦阻力小，所以便于测井仪器下井工作。在实际应用中，单芯电缆既要给井下仪器供电，又要提供数据传输通道。虽然单芯电缆的特性阻抗很低,但是单芯电缆的长度愈长,对信号的损耗及供电的能耗损失愈烈。井下仪器负载的变化、电流的变化、电缆上电压分布的变化以及空间的电磁干扰，都会给通讯信号叠加不同频率的干扰，影响井下仪器和地面控制仪器的数据传输。

所以，为了避免通讯信号的干扰，就需设计一种用于多参数电子测井仪器的单芯电缆的数据传输模块。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于单芯电缆的数据传输模块，该测井仪器单芯电缆的数据传输模块用于将单片机上行数据进行调制及功率放大以达到稳定数据传输的目的。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于单芯电缆的数据传输模块，包括高通滤波放大电路，所述的高通滤波放大电路用于过滤低于设定临界值的低频信号并对通过的高频信号进行放大处理；

低通滤波放大电路，所述的低通滤波放大电路用于过滤高于设定临界值的高频信号并对通过的低频信号进行放大处理；

信号调制电路，所述的信号调制电路用于将所述低通滤波放大电路处理的低频信号的模拟信号转变为用于数据采集控制显示的数字信号；

功率放大电路，所述的功率放大电路用于将数字信号进行放大处理；

可控输出级，所述的可控输出级用于控制数字信号的输出功率；

所述的高通滤波放大电路通过低通滤波放大电路连接信号调制电路，所述的信号调制电路通过功率放大电路连接可控输出级，所述的信号调制电路连接井下控制电子仪的单片机，所述的可控输出级和高通滤波放大电路连接电缆耦合器，所述的电缆耦合器连接地面控制器的单芯电缆，单芯电缆将地面控制器的模拟信号通过电缆耦合器传输至高通滤波放大电路，通过高通滤波放大电路和低通滤波放大电路的信号过滤后，符合设定临界值范围的模拟信号再经过信号调制电路的模数转换变为数字信号，输送至井下控制电子仪的单片机中，完成数据传输工作。

在本实用新型中，优选的，所述的电缆耦合器通过cmd端子连接所述的高通滤波放大电路，所述的可控输出级通过data端子连接所述的电缆耦合器。

在本实用新型中，优选的，所述的信号调制电路通过int0、pcm+和pcm-端子连接井下控制电子仪的单片机。

在本实用新型中，优选的，所述的可控输出级还连接有外部端子fb。

在本实用新型中，优选的，所述的数据传输模块的电源端子连接9v电源电压。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的数据传输模块在收到地面控制器沿单芯电缆下发的数据信号后，经过高通滤波、放大、低通滤波、放大、门限比较器比较整形后，解调成单片机可识别的ttl电平信号，并送往单片机，单片机采集到传感器数据后，经过编码打包处理，再发送回数据传输模块中，数据传输模块将单片机信号调制成双极性归零码后，经过功率放大驱动后，最终耦合到单芯电缆上，数据传输模块采用耐高温贴片电路，体积小，结构紧凑，信号交叉干扰弱，抗干扰能力强，可以在7000米的单芯电缆中稳定通讯，并且兼容性强，可应用到多种不同的通讯仪器中。

附图说明

图1为本实用新型的数据传输模块的内部电路结构示意图；

图2为本实用新型的数据传输模块的总体连接结构示意图；

图3为本实用新型的数据传输模块与地面控制器和井下控制电子仪之间的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图3，本实用新型一较佳实施方式提供一种用于单芯电缆的数据传输模块，包括高通滤波放大电路，所述的高通滤波放大电路通过低通滤波放大电路连接信号调制电路，所述的信号调制电路通过功率放大电路连接可控输出级，所述的信号调制电路连接井下控制电子仪的单片机，所述的可控输出级和高通滤波放大电路连接电缆耦合器，所述的电缆耦合器连接地面控制器的单芯电缆，单芯电缆将地面控制器的模拟信号通过电缆耦合器传输至高通滤波放大电路，通过高通滤波放大电路和低通滤波放大电路的信号过滤后，符合设定临界值范围的模拟信号再经过信号调制电路的模数转换变为数字信号，输送至井下控制电子仪的单片机中，完成数据传输工作。

进一步，在本实施方式中，所述的高通滤波放大电路用于过滤低于设定临界值的低频信号并对通过的高频信号进行放大处理，所述的低通滤波放大电路用于过滤高于设定临界值的高频信号并对通过的低频信号进行放大处理，所述的信号调制电路用于将所述低通滤波放大电路处理的低频信号的模拟信号转变为用于数据采集控制显示的数字信号，所述的功率放大电路用于将数字信号进行放大处理，所述的可控输出级用于控制数字信号的输出功率。

进一步，在本实施方式中，所述的电缆耦合器通过cmd端子连接所述的高通滤波放大电路，所述的可控输出级通过data端子连接所述的电缆耦合器。

进一步，在本实施方式中，所述的信号调制电路通过int0、pcm+和pcm-端子连接井下控制电子仪的单片机。

进一步，在本实施方式中，所述的可控输出级还连接有外部端子fb。

进一步，在本实施方式中，所述的数据传输模块的电源端子连接9v电源电压。

进一步，在本实施方式中，电缆耦合器、井下控制电子仪的单片机和地面控制器的单芯电缆均采用数据通信领域常用的设备型号即可。且其中ac-dc高压电源、ac-dc低压电源、高压供电控制电路、通信耦合电路等均为通信领域常用的电路结构。

本实用新型在工作时，高通滤波放大电路通过低通滤波放大电路连接信号调制电路，信号调制电路通过功率放大电路连接可控输出级，信号调制电路连接井下控制电子仪的单片机，可控输出级和高通滤波放大电路连接电缆耦合器，电缆耦合器连接地面控制器的单芯电缆，单芯电缆将地面控制器的模拟信号通过电缆耦合器传输至高通滤波放大电路，通过高通滤波放大电路和低通滤波放大电路的信号过滤后，符合设定临界值范围的模拟信号再经过信号调制电路的模数转换变为数字信号，输送至井下控制电子仪的单片机中，井下控制电子仪的单片机接收到信号后，再通过pcm+和pcm-引脚反馈回信号调制电路中，信号调制电路将数字信号再转变回模拟信号进行输出，输出的模拟信号经过功率放大电路功放后输出至可控输出级，可控输出级再通过data端子将模拟信号输送至电缆耦合器，通过单芯电缆传送到地面控制器中，实现数据信号的双向传输。

本实用新型的数据传输模块在收到地面控制器沿单芯电缆下发的数据信号后，经过高通滤波、放大、低通滤波、放大、门限比较器比较整形后，解调成单片机可识别的ttl电平信号，并送往单片机，单片机采集到传感器数据后，经过编码打包处理，再发送回数据传输模块中，数据传输模块将单片机信号调制成双极性归零码后，经过功率放大驱动后，最终耦合到单芯电缆上，数据传输模块采用耐高温贴片电路，体积小，结构紧凑，信号交叉干扰弱，抗干扰能力强，可以在7000米的单芯电缆中稳定通讯，并且兼容性强，可应用到多种不同的通讯仪器中。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。