专利名称：一种用于核磁共振测井的控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油勘探领域，是一种应用于核磁共振测井的控制电路。
背景技术：
从20世纪40年代开始，氢核的核磁信号被用于表征矿物。核磁共振测井是一种 在20世纪50年代提出、80年代发展起来的井下石油地球物理勘探方法，是涉及物理学、电 子学、地质学和计算机学等多种学科的新技术。由该技术派生出各种核磁共振测井的仪器 和控制电路。目前，核磁共振测井的控制电路主控电路中的CPU(FPGA)仅集成3000个门电路， 所以只能做简单逻辑，大多数运算由外部设备完成，正是由于大量运算由外设完成，导致外 围芯片数量巨大，电路体积比较大。主控电路的DSP芯片只有8位，运算速度和运算单元都 比较少，仅能做运算量小的基础运算；它的16位的外置DDS，速度慢，精度低，可靠性差并且 模/数和数/模转换芯片只有8位，转换精度较低，极大的限制了采样率和运算精度。
发明内容本实用新型的目是提供一种不仅转换精度高，而且运算速度也大大提高的核磁共 振测井的控制电路。本实用新型由以下技术方案实现核磁共振测井的控制电路由PC机、RS232总线、ICl, IC2、运算处理器IC3、存储芯 片IC4、数字/模拟转换器Ul，U2、模拟/数字转换芯片IC5组成，PC机通过RS232总线连接 数字信号处理器ICl和IC2，数字信号处理器ICl和IC2通过AO A15，2A0 2A15，D0 D15，2D0 2D15管脚连接运算处理器IC3运算处理，运算处理器IC3通过AO A12-1，DO D15和2A0 2A12-1，2D0 2D15管脚连接存储芯片IC4，读取存储的数据进行运算，经过运 算处理器IC3运算处理生成SIN，COS，DUDACB，XMIT，RCVR，数字信号，分别由SINO Smil 管脚传送至数字/模拟转换器Ul，生成模拟信号，数字/模拟转换器Ul通过管脚COSO COSll送至数字/模拟转换器U2生成COSOUT模拟信号，再通过数字/模拟转换器U2DUDAC BO DUDAC Bll管脚送至数据收集与控制系统芯片U3生成AM模拟信号，通过数据收集与 控制系统芯片XMITO XMIT3管脚送至四通道查分驱动芯片U4生成XMIT士0 XMIT士 3差 分信号，通过四通道查分驱动芯片U4RCVR0 RCVR7管脚送至其他四通道查分驱动芯片U5 和U6生成RCVR士0 RCVR士7差分信号；接收信号VIN+，VIN-经过模拟/数字转换芯片 IC5进行AD转换后通过ADCO ADC9管脚送至运算处理器IC3中进行运算通过AO A15， 2A0 2A15，D0 D15，2D0 2D15管脚送至数字信号处理器ICl和IC2中再通过RS232总 线传回PC机。本实用新型还有以下技术方案实现信号处理器ICl，IC2 为 DSP 芯片 TMS320LC2407A。运算处理器IC3为FPGA芯片QUARTUS。[0010]存储芯片IC4为FIFO存储缓冲芯片IDT7203芯片。模拟/数字转换芯片IC5为10位的模拟/数字转换芯片TLC876MDW 芯片。数字/模拟转换器Ul，U2为高速高精度12位数字/模拟转换器芯片MAX7541芯 片。数据收集与控制系统芯片U3为双12位电流输出的DACS芯片AD7547。四通道查分驱动芯片U4，U5，U6为四通道查分驱动芯片DS26C31。本实用新型构建的低场脉冲核磁共振数字控制发射接收主控电路平台，准确有效 地提取和处理信号，使得仪器体体积大大缩小，整体运算精度，运算速度，采样率都得到大 幅度提升。
图1为本实用新型的整体电路流程图；图2为运算处理器IC3电路图；图3为信号处理器IC2电路图；图4为信号处理器ICl电路图；图5为数字/模拟转换器信号处理器IC2和数字/模拟转换器Ul，U2电路图；图6为存储芯片IC4和四通道查分驱动芯片U4，U5，U6电路图；图7为模拟/数字转换芯片IC5电路图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型。图1为本实用新型的整体电路流程图。首先由PC机通过RS232总线将控制命令数 据送至ICl和IC2中，然后通过AO A15，2A0 2A15, DO D15，2D0 2D15管脚把控制 命令数据送至IC3中进行运算处理，IC3接收到控制命令后再通过AO A12-1，DO D15和 2A0 2A12-1，2D0 2D15管脚从存储芯片IC4芯片读取已经存储的数据进行运算。这些 数据经过IC3的运算处理生成SIN，COS，DUDACB，XMIT，RCVR，数字信号，并分别经由SINO SINll管脚传送至Ul，生成SINOUT和CALOUT模拟信号；通过管脚COSO COSll送至U2 生成COSOUT模拟信号；通过DUDAC BO DUDAC Bll管脚送至U3生成AM模拟信号；通过 XMITO XMIT3管脚送至U4生成XMIT士0 XMIT士 3差分信号，通过RCVRO RCVR7管脚 送至U5和U6生成RCVR士0 RCVR士 7差分信号。接收信号VIN+，VIN-经过IC5进行AD 转换后通过ADCO ADC9管脚送至IC3中进行运算通过AO A15，2A0 2A15，D0 D15， 2D0 2D15管脚送至ICl和IC2中再通过RS232总线传回PC机。图2为运算处理器IC3电路图。IC3接收到控制命令后再通过AO A12_1，D0 D15和2A0 2A12-1，2D0 2D15管脚从存储芯片IC4芯片读取已经存储的数据进行运 算。这些数据经过IC3的运算处理生成SIN，COS, DUDACB, XMIT，RCVR数字信号，并分别经 由SINO smil管脚传送至Ul ；通过管脚COSO COSll送至U2 ；通过DUDAC BO DUDAC Bll管脚送至U3 ；通过XMITO XMIT3管脚送至U4 ；通过RCVRO RCVR7管脚送至U5和 U6。接收信号通过ADCO ADC9管脚送至IC3中进行运算，并通过AO A15，2A0 2A15， DO D15, 2D0 2D15管脚送至ICl和IC2。[0026]由PC机通过RS232总线将控制命令数据通过TX，RX, DGND管脚送至ICl，ICl通 过AO A15，D0 D15管脚把控制命令数据送至IC3中进行运算处理。ICl通过RS232总 线管脚TX，RX, DGND把IC3处理好的接收信号回传给PC机。 I C3B是芯片IC3的供电管脚定义。IC3经由SINO Simi管脚传送至U1，生 成SINOUT和CALOUT模拟信号；IC3通过管脚COSO COSll送至U2生成COSOUT模拟信号； IC3通过DUDAC BO DUDAC Bll管脚送至U3生成AM模拟信号。IC3接收到控制命令后再通过AO A12-1，DO D15和2A0 2A12-1，2D0 2D15 管脚从存储芯片IC4芯片读取已经存储的数据进行运算；IC3通过XMITO XMIT3管脚送 至U4生成XMIT士0 XMIT士 3差分信号；IC3通过RCVRO RCVR7管脚送至U5和U6生成 RCVR士 0 RCVR士 7差分信号。接收信号VIN+，VIN-经过IC5进行AD转换后通过ADCO ADC9管脚送至IC3中
进行运算。
权利要求一种核磁共振测井的控制电路，由PC机、RS232总线、运算处理器(IC3，IC1，IC2)、存储芯片(IC4)、数字/模拟转换器(U1，U2)、模拟/数字转换芯片(IC5)组成，其特点是PC机通过RS232总线连接数字信号处理器(IC1和IC2)，数字信号处理器(IC1和IC2)通过A0~A15，2A0~2A15，D0~D15，2D0~2D15管脚连接运算处理器(IC3)运算处理，运算处理器(IC3)通过A0~A12 1，D0~D15和2A0~2A12 1，2D0~2D15管脚连接存储芯片(IC4)，经过运算处理器(IC3)运算处理生成SIN，COS，DUDACB，XMIT，RCVR，数字信号，分别由SIN0~SIN11管脚传送至数字/模拟转换器(U1)生成模拟信号，数字/模拟转换器(U1)通过管脚COS0~COS11送至数字/模拟转换器(U2)生成COSOUT模拟信号，再通过数字/模拟转换器(U2)DUDAC B0~DUDAC B11管脚送至数据收集与控制系统芯片(U3)生成AM模拟信号，通过数据收集与控制系统芯片XMIT0~XMIT3管脚送至四通道查分驱动芯片(U4)生成XMIT±0~XMIT±3差分信号，通过四通道查分驱动芯片U4RCVR0~RCVR7管脚送至其他四通道查分驱动芯片(U5和U6)生成RCVR±0~RCVR±7差分信号；接收信号VIN+，VIN 经过模拟/数字转换芯片(IC5)进行AD转换后通过ADC0~ADC9管脚送至运算处理器(IC3)中进行运算通过A0~A15，2A0~2A15，D0~D15，2D0~2D15管脚送至数字信号处理器(IC1和IC2)中再通过RS232总线传回PC机。
2.根据权利要求1所述的核磁共振测井的控制电路，其特点是信号处理器(IC1，IC2) 为 DSP 芯片 TMS320LC2407A。
3.根据权利要求1所述的核磁共振测井的控制电路，其特点是运算处理器(IC3)为 FPGA 芯片 QUARTUS。
4.根据权利要求1所述的核磁共振测井的控制电路，其特点是存储芯片(IC4)为FIFO 存储缓冲芯片IDT7203芯片。
5.根据权利要求1所述的核磁共振测井的控制电路，其特点是模拟/数字转换芯片 (IC5)为10位的模拟/数字转换芯片TLC876MDW芯片。
6.根据权利要求1所述的核磁共振测井的控制电路，其特点是数字/模拟转换器(U1， U2)为高速高精度12位数字/模拟转换器芯片MAX7541芯片。
7.根据权利要求1所述的核磁共振测井的控制电路，其特点是数据收集与控制系统芯 片(U3)为双12位电流输出的DACS芯片AD7547。
8.根据权利要求1所述的核磁共振测井的控制电路，其特点是四通道查分驱动芯片 (U4，U5，U6)为四通道查分驱动芯片DS26C31。
专利摘要本实用新型涉及石油勘探领域，是一种应用于核磁共振测井的控制电路，由PC机、运算处理器、存储芯片、数字/模拟转换器等组成，PC机通过RS232总线连接数字信号处理器，数字信号处理器连接运算处理器和接存储芯片，再数字/模拟转换送至数据收集与控制系统芯片生成AM模拟信号，通过数据收集与控制系统芯片管脚送至四通道查分驱动芯片生成差分信号，传至四通道查分驱动芯片后通过运算处理器传回PC机。本实用新型能准确有效地提取和处理信号，使得仪器体体积大大缩小，整体运算精度，运算速度，采样率都得到大幅度提升。
文档编号E21B47/00GK201738913SQ201020231068
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者刘卫, 孙佃庆, 孙威, 杨松荣 申请人:中国石油天然气股份有限公司