一种感应测井仪发射功率自适应调整方法与流程

本发明属于发射功率自动控制
技术领域：
，具体涉及一种感应测井仪发射功率自适应调整方法的设计。
背景技术：
：随着感应测井技术日新月异的发展，目前大部分测井领域仪器系统都是事先通过上位机界面人为的配置好发射功率，或者在测量过程中通过多次人为地计算好设置参数来实现发射功率的配置。设置好发射功率后，仪器始终都是按照固定的发射功率进行测量，这就必然存在一些弊端，如果发射功率事先设置过大的话，势必存在发射功率的浪费，功耗提高，效率低下，同时也可能使得接收电路信号过大而饱和，进而影响测量结果。如果发射功率设置的过小，或者传播途径衰减过大，也会影响到最终结果的测量，使得接收到的信号也会变小，信噪比以及最终系统的测量精度都会受影响。当随着地层深度的加大及区域的改变，温度也会发生比较大改变，温度越高发射信号会变小，那么接收到的信号幅度也越小，那么事先人为设置好的参数并不能适应所有深度的测量，这样势必会存在一定误差，导致设置好的参数与实际测量的并不完全匹配，同时需要人为地多次设置参数，显得非常繁琐且设置参数并不能达到完美的测量效果。因此正确地设置发射功率大小是非常关键的一个步骤，传统的一些仪器与设备包括其他相关测量领域都存在这样一个问题，即如何实时的调整发射功率，使其在测量过程中始终保持一个最佳的发射状态。某些相关测量领域的仪器通过内部集成软件判断来实现发射功率自适应的调整，根据实时测量到的信号大小，实时对发射功率进行调整，调整到一个比较合适的范围。但是程序软件的控制也有一定的弊端，那就是软件一旦有修改就需要再次烧录，对于某些仪器内部电路一旦封胶或者装配好后，就没法进行烧录了；其次，在某些测量仪器系统中，发射单元可能并没有配置相关mcu控制器，人为的增加控制器与程序软件有点得不偿失，能用简单的硬件电路完成的功能尽量不去设计软件；再次是软件的可靠性问题，无论是单片机还是其他的控制处理器必然会存在可靠性问题，譬如程序跑飞，死机，电子干扰等，与完全的硬件电路相比还是有所差距。技术实现要素：本发明的目的是针对目前传统测井仪发射功率自适应设置的不足，提出了一种感应测井仪发射功率自适应调整方法。本发明的技术方案为：一种感应测井仪发射功率自适应调整方法，包括以下步骤：s1、对感应测井仪接收线圈输出的信号进行调理放大滤波，通过8位并口ad模数转换器采集调理放大滤波后的测量信号，并将其转换为8位测量值信号后输入第一减法器。s2、在第一减法器中将设定的8位理想值信号作为被减数，将8位测量信号值作为减数并按位取反后，进行减法运算得到8位差值。s3、根据8位差值判断理想值是否等于测量值，若是则完成对感应测井仪发射功率的自适应调整，否则进入步骤s4。s4、根据8位差值判断理想值是否大于测量值，若是则进入步骤s5，否则进入步骤s6。s5、将8位差值移位操作后输入第二加减法器，并在第二加减法器中采用8位旧控制字加上低7位的差值，得到8位新控制字，进入步骤s7。s6、将8位差值移位操作后输入第二加减法器，并在第二加减法器中采用8位旧控制字减去低7位的差值，得到8位新控制字，进入步骤s7。s7、判断新控制字是否小于或等于255，若是则进入步骤s8，否则将感应测井仪发射功率设置为满功率发射，并结束对感应测井仪发射功率的自适应调整。s8、通过时钟控制输入信号对控制字状态锁存器输出的控制字进行调整。s9、根据控制字状态锁存器输出的控制字对模拟开关电阻网络的大小进行调整。s10、将模拟开关电阻网络作为dds数字频率合成器输出引脚iout的负载电阻，通过dds数字频率合成器的输出结果对感应测井仪发射电路的发射功率进行调整，返回步骤s1。进一步地，步骤s2中8位理想值信号设定为二进制11001100。进一步地，步骤s2中在第一减法器做减法运算前，对减数即8位测量信号值做按位取反操作，利用异或门电路将其每位与1进行异或运算后再进行减法运算。进一步地，第一减法器包括两个型号均为74ls283的全加器u1和u2，第二加减法器包括两个型号均为74ls283的全加器u5和u6，控制字状态锁存器包括两个型号均为74ls573的锁存器u10和u11；模拟开关电阻网络包括一个模拟开关以及8个串联的电阻，模拟开关包括8个通道开关，每个通道开关对应并联于一个电阻，同时与其它7个电阻串联，模拟开关和8个电阻共同构成一个可调的电阻网络rload，且8个电阻的大小呈二进制递进关系，即后一级电阻是前一级电阻大小的两倍。进一步地，步骤s4中，将第一减法器中全加器u1的高位进位标志引脚c4电平取反后作为第二加减法器u6的进位输入，若理想值大于测量值，则控制第一减法器中全加器u1的高位进位标志引脚c4的输出为1，进入步骤s5；若理想值小于测量值，则控制第一减法器中全加器u1的高位进位标志引脚c4的输出为0，进入步骤s6。进一步地，步骤s8具体为：当输入锁存器u10的le引脚的时钟控制输入信号为高电平时，控制字状态锁存器输出的控制字为上次状态锁存的控制字，当输入锁存器u10的le引脚的时钟控制输入信号为低电平时，控制字状态锁存器输出的控制字为步骤s5或步骤s6得到的新控制字。进一步地，步骤s9具体为：通过控制字状态锁存器输出的8位控制字的电平状态对应控制8个通道开关的通断，当控制字中某一位为1时，其对应的通道开关控制端为高电平，该通道开关断开，当控制字中某一位为0时，其对应的通道开关控制端为低电平，该通道开关闭合，以此实现电阻网络rload的阻值在0～255ω的范围内变化。本发明的有益效果是：(1)本发明通过4个四位二进制超前进位全加器组合成8位的第一减法器和第二加减法器，将测量信号的模拟量转换成数字量，通过第一减法器求出与理想值之间的差值，然后根据差值的大小，通过第二加减法器算出合适的控制字，控制模拟开关电阻网络rload的大小，以此来调节发射功率的大小。(2)本发明对第一减法器的输出做调整，利用了全加器u1进位输出c4端取反后作为第二加减法器的进位输入，根据加法减法原理的差异与联系，使得第二加减法器既能做加法又能做减法，非常巧妙地省略了4片异或门芯片(u7、u8、u13、u14)，使得电路设计更为简单，大大地优化了电路结构。(3)本发明中由于第二加减法器输出后的值既当输出又当输入，因此通过设置控制字状态锁存器以及一个时钟控制输入信号，巧妙地实现了第二加减法器输出状态的锁存，使得输入与输出互不影响。(4)本发明将全加器u5的c4引脚输出的进位控制信号c4_cnt作为对控制字255的锁存控制，硬件上的设计将进位控制信号c4_cnt当做模拟开关电阻网络控制端k6～k0的上拉下拉控制端的同时也被用来作为2个锁存器u10、u11的oe控制端，当第二加减法器执行加法操作后得出的值大于255时，c4_cnt为高电平，两个锁存器输出高阻，模拟开关电阻网络控制端k7～k0输出全部高电平为255，表示满功率发射，避免了因为控制字大于255时控制参数不匹配从而使得模拟开关乱动作的问题。(5)本发明根据二进制原理，运用8位二进制控制字控制一个由8个模拟开关y0～y7组成的电阻网络，实现在0-255范围内的可调，通过控制该电阻的大小改变dds数字频率合成器的输出，最终实现发射功率自适应的调整。(6)本发明利用合理的参数匹配，不需要其他软件控制，根据差值大小自动调整发射功率，利用第一减法器差值移位操作及逐次逼近调整原理，逐渐接近理想值，使得调整次数更少，速度更快。(7)本发明提供的自适应调整方法建立在纯硬件电路设计的基础上，所有的运算操作都是按照二进制运算原理来执行，执行效率高，可靠性强。附图说明图1所示为本发明实施例一提供的一种感应测井仪发射功率自适应调整装置结构框图。图2所示为本发明实施例一提供的adc0804芯片示意图。图3所示为本发明实施例一提供的第一减法器电路图。图4所示为本发明实施例一提供的第一减法器和第二加减法器连接关系电路图。图5所示为本发明实施例一提供的第一减法器和第二加减法器连接关系简化后的电路图。图6所示为本发明实施例一提供的控制字状态锁存器电路图。图7所示为本发明实施例一提供的模拟开关电阻网络电路图。图8所示为本发明实施例一提供的dds数字频率合成器电路图。图9所示为本发明实施例二提供的一种感应测井仪发射功率自适应调整方法流程图。附图标记说明：1-8位并口ad模数转换器、2-第一减法器、3-第二加减法器、4-控制字状态锁存器、5-模拟开关电阻网络、6-dds数字频率合成器、7-发射电路。具体实施方式现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。为使本发明的技术方案更加清楚、完整，在介绍本发明提供的感应测井仪发射功率自适应调整方法之前，首先以实施例一对感应测井仪发射功率自适应调整方法对应自适应调整装置做详细介绍：实施例一：本发明实施例提供了一种感应测井仪发射功率自适应调整装置，如图1所示，包括8位并口ad模数转换器1、第一减法器2、第二加减法器3、控制字状态锁存器4、模拟开关电阻网络5以及dds数字频率合成器6。第一减法器2的输入端分别输入8位理想值信号以及由8位并口ad模数转换器1产生的8位测量值信号，其输出端与第二加减法器3的输入端连接；第二加减法器3的输出端与控制字状态锁存器4的输入端连接；控制字状态锁存器4的输出端分别与第二加减法器3以及模拟开关电阻网络5连接，且其控制端口连接时钟控制输入信号；模拟开关电阻网络5作为dds数字频率合成器6输出引脚iout的负载电阻；dds数字频率合成器6的输出端与发射电路7连接。本发明通过数字逻辑门电路的形式，完成两次加减法操作，并通过锁存器将状态锁存，保持当前的控制字，通过一个8位的模拟开关电阻网络5，作为dds数字频率合成器6输出脚iout的负载电阻，该电阻大小与其输出的发射波形电压大小成正比，以此来达到控制发射信号幅度的目的。本发明将理想值、测量值、控制字等都转换成8位二进制，由于本发明是全硬件的设计，电路只能进行二进制的算法，就像机器语言最终都是以二进制的代码执行操作，通过进行二进制加减法后，运用合理的匹配将最终的二进制控制字来控制模拟开关电阻网络5，改变发射信号输出的幅度值，从而最终改变发射功率。其中理想值表示实际测量过程中需要达到的测量值，需要事先人为设定好，一般为满幅度0xff的80％为宜，即255*80％＝204(11001100)，实际应用过程中可以根据需求进行适当调整。测量值表示感应测井仪接收线圈输出的微弱信号经过一系列的信号调理、放大与滤波，送至8位并口ad模数转换器1后输出的值，范围为0～255。本发明实施例中，8位并口ad模数转换器1只是用来计算控制字，并不需要很高的精度，感应测井仪实际的信号接收处理模块需要用到高精度串行ad至少是16位以上，与其并不冲突，也不会改变感应测井仪本身实际的测量效果。控制字为8位模拟开关电阻网络5的开关电平控制字，是经过两次加减运算后最终得到的，在每次换算后的控制字都会被控制字状态锁存器4进行状态锁存，用于保存当前模拟开关的控制字，以备下一次的运算。因此，本发明的总体思想即是当发现测量值大于理想值时，说明发射功率大了，这时就需要降低发射功率；当测量值小于理想值时，说明发射功率小了，那么就需要加大发射功率。本发明实施例中，如图2所示，8位并口ad模数转换器1的型号为adc0804，其中引脚db0～db7对应输出8位测量值信号b0～b7。8位并口ad模数转换器1的输入就是来自感应测井仪接收线圈的输出经过信号调理、放大与滤波后的信号。本发明实施例中，如图3所示，第一减法器2包括两个型号均为74ls283的全加器u1和u2，全加器u1的a1～a4引脚分别对应输入8位理想值信号的高四位信号a4～a7，全加器u2的a1～a4引脚分别对应输入8位理想值信号的低四位信号a0～a3。第一减法器2还包括8个异或门电路u3a、u3b、u3c、u3d、u4a、u4b、u4c和u4d(本发明实时例中，8个异或门电路构成了两个型号均为sn74ls86ad的异或门芯片u3、u4)，8位并口ad模数转换器1产生的8位测量值信号b0～b7分别对应输入至异或门电路u4b的第一输入端、异或门电路u4d的第一输入端、异或门电路u4c的第一输入端、异或门电路u4a的第一输入端、异或门电路u3b的第一输入端、异或门电路u3d的第一输入端、异或门电路u3c的第一输入端和异或门电路u3a的第一输入端，每个异或门电路的第二输入端均与全加器u2的c0引脚连接。全加器u1的b1～b4引脚分别对应连接异或门电路u3b的输出端、异或门电路u3d的输出端、异或门电路u3c的输出端和异或门电路u3a的输出端，全加器u2的b1～b4引脚分别对应连接异或门电路u4b的输出端、异或门电路u4d的输出端、异或门电路u4c的输出端和异或门电路u4a的输出端。全加器u1的进位输入端c0引脚与全加器u2的进位输入端c4引脚连接，全加器u2的c0引脚还分别与接地电阻r1以及电源vdd3连接，全加器u1的vcc引脚和全加器u2的vcc引脚均与电源vdd3连接，全加器u1的gnd引脚和全加器u2的gnd引脚均接地。74ls283是一个四位二进制超前进位全加器，可用来做加法运算也可用来做减法运算，它的实现原理为：做加法运算时第7引脚c0进位输入端需要为0，要实现10+7＝17，如a(1010)+b(0111)＝s(10001)，最高位为1表示第9引脚c4进位输出端为1，该位十进制表示为16，io输出端s4～s1输出0001。做减法运算时，根据二进制运算特性，减法公式可以变成a-b＝a+(b反)+1-(2^n)，n为4，要实现10-7＝3，需要把减数7进行二进制取反，即0111换成1000，同时第7引脚c0进位输入端需要为1，那么公式a+(b反)+1变成：1010+1000+1＝10011，最高位位1表示c4进位输出端为1，最后还需要减去(2^4)＝16。由于进位输出端的值为1，二进制大小与16等同，故舍去，那么s4～s1输出0011，最终结果为3。当被减数比减数还要小时，即b-a＝7-10＝-3为负数，根据换算公式b-a＝b+(a反)+1-(2^n)，同理0111+0101+1＝01101，最高位为0表示c4进位输出端为0，最后还需要减去(2^4)＝16，由于最高位为0，此时没办法通过舍去c4进位标志来实现减去(2^4)，因此可以通过将s4～s1＝1101取反后加1来求得，1101取反后变成0010，加1变成0011，十进制为3，c4进位输出端为0表示为负数，那么最终结果为-3。通过2个74ls283全加器u1、u2即可以构成一个8位二进制减法器即第一减法器2，其中u1负责高4位减法运算，u2负责低4位减法运算，u2第9引脚进位输出端c4接至u1的第7引脚进位输入端c0，如图3所示；u2的第7引脚进位输入端c0经过vdd3拉高为高电平表示做减法运算。又由于减数在输入前需要做取反操作，而8个异或门电路u3a、u3b、u3c、u3d、u4a、u4b、u4c和u4d就是对8位测量值进行取反操作的，这样全加器u1、u2与异或门芯片u3、u4便组合成了一个8位二进制减法器。理想值高4位减测量值高4位，理想值低4位减去测量值低4位，合并起来就变成了它们的差值。此时，u1第9引脚进位输出端c4的电平高低被用来表示第一减法器2输出值的正负，为高电平时表示为正数即理想值大于测量值，反之为负数即理想值小于测量值。本发明实施例中，如图5所示，第二加减法器3包括两个型号均为74ls283的全加器u5和u6，全加器u5的b1～b3引脚分别对应连接全加器u1的s2～s4引脚，全加器u5的b4引脚接地；全加器u6的b1～b3引脚分别对应连接全加器u2的s2～s4引脚，全加器u6的b4引脚与全加器u1的s1引脚连接。全加器u1的c4引脚与反向器u9a的输入端连接，反向器u9a的输出端与全加器u6的c0引脚连接，全加器u5的c0引脚与全加器u6的c4引脚连接，全加器u5的vcc引脚和全加器u6的vcc引脚均与电源vdd3连接，全加器u5的gnd引脚和全加器u6的gnd引脚均接地，全加器u5的c4引脚输出进位控制信号c4_cnt。本发明实施例中，反相器u9a的型号为sn74hct04d。全加器u1的进位输出端c4作为第一减法器2输出差值的正负号，当其输出为1时，表示差值为正数，反之为负数，通过图4可以看到，全加器u1的c4引脚输出接一个型号为sn74hct04d的反向器u9a，目的是为了让c4的输出反向，然后给异或门电路(u7a、u7b、u7c、u7d、u8a、u8b、u8c、u8d、u13a、u13b、u13c、u13d、u14a、u14b、u14c和u14d)构成的4片sn74ls86ad芯片做输入。根据异或原理axor0＝a，axor1＝(a取反)，因此任何数与0异或都保持不变，与1异或则代表取反。第一减法器2经过减法运算后，当全加器u1的进位输出端c4输出为1时，经过u9a反向后变成0，作为异或门芯片u7、u8输入的一端，另一端为全加器u1、u2的s4～s1，由于任何数与0异或都保持不变，那么第一减法器2减法运算后差值为正的情况下异或操作后并不会改变全加器u1、u2的s4～s1的输出。同理当全加器u1的进位输出端c4输出为0时，表示第一减法器2输出的差值为负数，那么第一减法器2的输出需要经过取反后再加1才能得到真实的差值。因此u1的进位输出端c4电平经过反向后变成1，作为异或门器件u7、u8输入的一端，另一端为全加器u1、u2的s4～s1，由于任何数与1异或都表示取反，那么第一减法器2输出的差值为负数的情况下通过异或门器件u7、u8对其进行取反加1后，便可得到真实的差值的绝对值。本发明为了优化结构，不增加额为的电路，当第一减法器2输出的差值为负数的情况下，对其取反后并未加1，实际上对最终的结果并不影响，或者说影响可以忽略不计，误差也就是1/255。因此通过对全加器u1的进位输出端c4引脚电平取反后与全加器u1、u2的输出s4～s1进行异或运算，很巧妙的实现了理想值与测量值的8位二进制减法的操作，异或门器件u7、u8的输出便是理想值与测量值的真实差值的绝对值，正负号可以通过c4进位输出端的高低电平状态来判断。当理想值与测量值之间的差值计算出来后，接下来便需要对其做进一步的换算，最终换算成合适的控制字来控制模拟开关电阻网络5实现发射功率的调整。仪器上电开启工作时，会产生起始发射功率，本发明实施例中设置为50％的起始发射功率，即初始控制字设置为128(10000000)，通过图7可以看出，k7～k0控制管脚，只有k7电平上拉，其他7个管脚下拉接地，表示最高位k7为高电平，其他为低电平。由图4所示，原始控制字的值k7～k0与理想值与测量值之间的差值进行加减法操作，当全加器u1进位输出端c4为低电平时，对其反向后的signal信号为1，表示测量值比理想值大，那么初始控制字128需要调小才能使测量值接近理想值。本发明将u1进位输出端c4反向后的signal信号用来作为第二加减法器3中全加器u6的进位输入，由于signal信号电平为1，则第二加减法器3执行减法操作，但是在执行减法操作前需要将减数取反，又由于第一减法器2的输出已经经过了一次异或门芯片u7、u8的异或取反操作，再次对其进行取反，那么第一减法器2输出的差值则经历了两次取反操作，即异或门电路u7a、u7b、u7c、u7d、u8a、u8b、u8c、u8d、u13a、u13b、u13c、u13d、u14a、u14b、u14c和u14d均是取反操作，其输入端signal信号为1，任何数与1异或都表示取反，任何数经过两次取反后最终的值仍然保持不变。因此第一减法器2输出的差值在经过两次取反运算后，值仍然保变。接下来第二加减法器3对第一减法器2输出的差值执行减法操作。反之，当全加器u1进位输出端c4为高电平时，对其取反后signal信号为0，表示第一减法器2差值为正，即理想值大于测量值，要想实现测量值接近理想值，那么控制字得增大才行。将signal信号被用作为全加器u6的进位输入，由于该signal信号为0，那么第二加减法器3执行加法操作。又由于异或门电路u7a、u7b、u7c、u7d、u8a、u8b、u8c和u8d的输入端signal为0，任何数与0异或都保持不变，同理异或门电路u13a、u13b、u13c、u13d、u14a、u14b、u14c和u14d也是如此。因此第一减法器2输出的差值在经过两次与0异或运算后也不改变值的大小，接下来第二加减法器3对第一减法器2输出的差值执行加法操作，加法运算两数直接相加即可。因此不管第二加减法器3执行加法运算还是减法运算，u7a、u7b、u7c、u7d、u8a、u8b、u8c、u8d、u13a、u13b、u13c、u13d、u14a、u14b、u14c和u14d构成的4片异或门芯片都不影响第一减法器2结果输出，那么最终这些异或门电路都可以省略，经过电路简化后如图5所示。第二加减法器3在执行操作前，还需要对第一减法器2的差值(s7～s0)做模糊算法处理，即移位操作，因为第一减法器2的差值并不能与控制字的差值直接对等，如果不进行移位很有可能会出现控制混乱。例如，原始控制字为128的情况下，实际测量值为180，理想测量值为204，那么第一减法器2输出的差值为24，如果直接把24与128相加得到新的控制字152输出后，那么实际测量值可能会变成180*(128+24)/128＝213。实际测量值比理想值大了，于是控制字又得做减法操作，生成新的控制字为152-(213-204)＝143；反复经过4次运算最终能够实现测量值与理想值一致(差值小于1)。再例如，当实际测量值为250，理想测量值为204，那么第一减法器2输出的差值为45，如果直接把45与128相加得到新的控制字输出为83；那么实际测量值可能会变成250*83/128＝162，这时测量值相对于理想值来说又偏小了，因此又得将控制字加大，得出新的控制字83+(204-162)＝125；当控制字为125时，测量值则变成了244。这样下去反反复复需要进行了十几次甚至更多次运算后才能使得测量值与理想值接近，相对来说非常繁复。为了减少运算的次数，将第一减法器2输出的差值进行右移位操作即该差值除以2后再输入给第二加减法器3执行加减法操作。例如，初始控制字为128，测量值为250，理想测量值为204，将第一减法器2输出的差值45减半变成22，初始控制字128减去22后得到新的控制字为106，最后算出测量值应该为207左右，因此只需要调整一次或2次就能实现测量值接近理想值，相比于以前有很大的提升。第一减法器2输出差值减半的操作在硬件电路上的具体做法就是舍去全加器u2中的最低位s1，然后s2取代s1，s3取代s2，以此类推进行移位操作后作为第二加加法器3的输入。如图5所示，u5的输入端最高位b4端接地，b3、b2、b1分别接u1的s4、s3、s2；u6的b4、b3、b2、b1分别接u1的s1，u2的s4、s3、s2。本发明实施例中，第二加减法器3执行运算操作后的输出控制字既当输出又要当输入，因此需要将其状态锁存，使得输入与输出互不影响。如图6所示，控制字状态锁存器4包括两个型号均为74ls573的锁存器u10和u11，锁存器u10的d0～d3引脚分别对应连接全加器u6的s1～s4引脚，锁存器u10的d4～d7引脚分别对应连接全加器u5的s1～s4引脚，锁存器u10的q0～q7引脚分别对应连接锁存器u11的d0～d7引脚。锁存器u11的q0引脚分别与电阻r26的一端以及全加器u6的a1引脚连接，锁存器u11的q1引脚分别与电阻r25的一端以及全加器u6的a2引脚连接，锁存器u11的q2引脚分别与电阻r24的一端以及全加器u6的a3引脚连接，锁存器u11的q3引脚分别与电阻r23的一端以及全加器u6的a4引脚连接，锁存器u11的q4引脚分别与电阻r22的一端以及全加器u5的a1引脚连接，锁存器u11的q5引脚分别与电阻r21的一端以及全加器u5的a2引脚连接，锁存器u11的q6引脚分别与电阻r20的一端以及全加器u5的a3引脚连接，锁存器u11的q7引脚分别与电阻r19的一端以及全加器u5的a4引脚连接；电阻r19的另一端与电源vdd3连接，电阻r20～r26的另一端均与接地电阻r29以及进位控制信号c4_cnt连接。锁存器u10的oe引脚和锁存器u11的oe引脚均与u5的进位控制信号c4_cnt连接，锁存器u10的vcc引脚和锁存器u11的vcc引脚均与电源vdd3连接，锁存器u10的gnd引脚和锁存器u11的gnd引脚均接地，锁存器u10的le引脚分别与接地电阻r27、时钟控制输入信号以及反向器u12a的输入端连接，反向器u12a的输出端与锁存器u11的le引脚连接，因此u10的le端与u11的le端两者电平互为相反。本发明实施例中，反相器u12a的型号为sn74hct04d。如图6所示，系统初始上电时，锁存器u10的第2引脚le由于有电源vdd3上拉，因此为高电平，锁存器u10工作在正常模式，输入与输出等同，又由于锁存器u11的le端为低电平，则它的输出处于锁存状态，初始状态控制字x0为最初的(k7～k0＝10000000)，即状态由上拉下拉电阻r19～r26决定，被连接到全加器u5、u6的a4～a1输入端以及8位模拟开关电阻网络5的开关控制端y7～y0。之后当锁存器u10的第2引脚le为低电平时，其引脚q7～q1输出的状态锁存并保持不变，此时，该状态输出至锁存器u11的输入端，由于锁存器u11的le引脚的电平被取反后变成高电平，锁存器u11工作在正常模式即输入与输出等电平，于是锁存器u10锁存的状态控制字x1被当成控制字k7～k0连接到全加器u5、u6的a4～a1输入端以及8位模拟开关电阻网络5的开关控制端y7～y0，当c4_cnt为低电平时的详细控制与锁存状态关系可参见表1所示。表1锁存器u10的le端可以用单独的io口来控制，也可以用时钟输入，本发明实施例中采用时钟控制输入信号进行控制。锁存器u10的le端电平取反后输入至锁存器u11的第2引脚le*，而当锁存器u10的le为高电平时，k7～k0则保持不变，当锁存器u10的le为低电平时，第二加减法器3的输出状态被正确的输出至k7～k0，le的一个高电平加一个低电平状态即完成一次调整。le变换频率可以选择1hz-10hz之间，表示一秒钟整个系统调整运算的次数，本发明的最大调整次数不会超过10次，如果初次测量值与理想值越接近，调整的次数越少；当初次测量值远小于理想值的一半时，调整的次数反而也不多。如图5及图6所示，第二加减法器3中全加器u5的进位输出c4端输出进位控制信号c4_cnt，其被作为k6～k0的上拉下拉控制端的同时也被用来作为2个锁存器u10、u11的oe控制端，当第二加减法器3输出值小于等于255时，c4_cnt为低电平，锁存器u10、u11正常工作运行；当第二加减法器输出值大于255时，c4_cnt为高电平，此时锁存器u10、u11的输出为高阻状态，相当于锁存器u10、u11输出断路即k7～k0状态与锁存器输出无关。发射功率最开始的大小为50％，即控制字为128，那么k7～k0最开始的状态应该为10000000，硬件电路上通过电阻r19～r26上拉下拉来完成此功能。c4_cnt作为k6～k0的上拉下拉控制端，由于第二加减法器3的第一次运算无论何种情况输出的结果总是小于255的，那么进位控制信号c4_cnt肯定是低电平，k6～k0为低电平，从而确保了起始发射功率控制字k7～k0处于10000000状态。只有当初始测量值比理想值的一半还少时，要想达到理想值或者说更接近理想值，经过几次运算后控制字会等于或大于256，第二加减法器3的进位输出端c4输出高电平，那么c4_cnt也为高电平，两个锁存器输出高阻，k6～k0上拉为高电平，因此k7～k0全部变高电平11111111，功率控制字十进制为255，此后发射功率一直处于满负荷发射状态。如果没有c4_cnt这个设计，系统的控制很可能出现混乱。例如，当原始控制字为128的情况下，理想值为204，实际测量值为80，测量值比理想值的一半还小，那么经过几次换算后，最终的计算出来的控制字可以达到二进制101000110，十进制为326，最高位为1表示u5进位输出端c4电平为高电平，该值远大于最大8位控制字11111111的十进制255的大小，如果仍然用101000110(十进制为326)的低8位作为新控制字的话，那么新的8位控制字为01000110，十进制为70，比初始的128还小，显然不符合要求，正确的做法是直接满功率发射。因为有时候在某些极端的条件下，测量信号确实是非常微弱的，就算满负荷的发射功率情况下，依然也难以保证达到理想的测量值，这时仅需将发射功率设成最大即可。因此当第二加减法器3输出的功率控制字大于255时，通过第二加减法器3的进位输出端c4的高电平状态很巧妙的禁止了2个锁存器的输出，同时又拉高了k6～k0的电平，使得最终的k7～k0输出全为高电平，系统满功率发射，保证接收到的信号处于最佳状态。与此同时，在测量过程中当第二加减法器3输出的功率控制字小于或等于255时，那么进位输出端c4为低电平，k7～k0的具体状态又变成由2个锁存器的输出控制，电平状态等同于第二加减法器3输出的值。详细的操作真值表参见表2～表5：表2功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字12820450154128+77＝205205功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字20520480124205+62＝267255功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字255204100104255+52＝307255表3表4功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字12820418024128+12＝140140功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字1402041968140+4＝144144功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字1442042022144+1＝145145功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字1452042031145+0＝145145表5功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字128204250-45128-22＝106106功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字106204207-2106-1＝105105功率控制字理想值测量值第一减法器输出第二加减法输出锁存器输出控制字1052042050105-0＝105105本发明实施例中，如图7所示，模拟开关电阻网络5包括一个模拟开关以及8个串联的电阻r4～r11，模拟开关包括8个通道开关y0～y7，每个通道开关对应并联于一个电阻，同时与其它7个电阻串联；8个通道开关y0～y7的控制端k0～k7分别与锁存器u11的q0～q7引脚对应连接，模拟开关和8个电阻r4～r11共同构成一个可调的电阻网络rload，并作为dds数字频率合成器6输出引脚iout的负载电阻。电阻r4～r11的大小呈二进制递进关系，即后一级电阻是前一级电阻大小的两倍。本发明实施例中，dds数字频率合成器6的主控芯片型号为ad9831，其外围电路及其与可调的电阻网络rload的连接关系如图8所示，由于其外围电路的连接关系属于现有技术，在此不再赘述。实施例二：本发明实施例提供了一种感应测井仪发射功率自适应调整方法，如图9所示，包括以下步骤s1～s10：s1、对感应测井仪接收线圈输出的信号进行调理放大滤波，通过8位并口ad模数转换器采集调理放大滤波后的测量信号，并将其转换为8位测量值信号后输入第一减法器。对接收线圈输出信号进行调理放大滤波的调理放大滤波电路为感应测井仪器本身自带，本发明实施例中只需引入该测量信号即可。s2、在第一减法器中将设定的8位理想值信号作为被减数，将8位测量信号值作为减数并按位取反后，进行减法运算得到8位差值。在第一减法器做减法运算前，对减数即8位测量信号值做按位取反操作，利用异或门电路将其每位与1进行异或运算后再进行减法运算。本发明实施例中，8位理想值信号可以事先设定成总功率255的80％即204，其二进制为11001100。在第一减法器中运算得到的8位差值可正可负，正负符号可以通过全加器u1的第9引脚进位输出端c4来判别。s3、根据8位差值判断理想值是否等于测量值，若是则完成对感应测井仪发射功率的自适应调整，否则进入步骤s4。s4、根据8位差值判断理想值是否大于测量值，若是则进入步骤s5，否则进入步骤s6。全加器u1的第9引脚进位输出端c4电平取反后还作为第二加减法器的进位输入，即做加减运算的判别，当c4端取反后为高电平时，执行减法操作；反之则执行加法操作。因此在步骤s4中，若理想值大于测量值，则控制第一减法器中全加器u1的高位进位标志引脚c4的输出为1，进入步骤s5；若理想值小于测量值，则控制第一减法器中全加器u1的高位进位标志引脚c4的输出为0，进入步骤s6。s5、将8位差值移位操作后输入第二加减法器，并在第二加减法器中采用8位旧控制字加上低7位的差值，得到8位新控制字，进入步骤s7。s6、将8位差值移位操作后输入第二加减法器，并在第二加减法器中采用8位旧控制字减去低7位的差值，得到8位新控制字，进入步骤s7。步骤s5和s6中，对第一减法器输出的差值做模糊算法处理，即移位操作，舍去最低位，然后高位向低位移动，表示在数值上除以2，其有益效果是可以减少调整的次数，缩短整个调整时间，使得测量值逐次逼近理想值，而不是在理想值间上下波动。本发明实施例中，若理想值小于测量值，全加器u1的高位进位标志引脚c4的输出为0，第一减法器输出值需要取反后再加1，得到差值的绝对值，符号为负。本发明为了不增加额外电路，差值取反后不再加1，对调整影响很小。由于差值为负数，第二加减法器需要做减法操作，那么减数也需要取反。因此在第一减法器的输出值取反后需要再进行一次取反，即输出值经历两次与1异或取反运算。同理，若理想值大于测量值，u1的高位进位标志引脚c4的输出为1，第一减法器输出值便是真实的差值，第二加减法器需要做加法操作，第一减法器输出值经过两次与0异或运算。根据异或运算的原理，任何数与0异或都会保持不变，与1异或相当于取反，两次与1异或则相当于两次取反，任何数两次取反也就相当于该数仍然保持不变。最终，通过对全加器进位输入输出的合理控制，第二加减法无论做加法运算还是做减法运算，第一减法器的输出都可以直接作为第二加减法器的输入，因此可以省略掉4片异或门芯片共计16个异或门电路。s7、判断新控制字是否小于或等于255，若是则进入步骤s8，否则将感应测井仪发射功率设置为满功率发射，并结束对感应测井仪发射功率的自适应调整。通过将第二加减法器中全加器u5的进位输出端c4_cnt作为锁存器u10、u11的oe输入端，与此同时又作为模拟开关电阻网络控制端k6～k0电平上拉下拉的输入。当c4_cnt为1时，表示新控制字大于255，锁存器u10、u11则被禁止输出，k6～k0电平被拉高，感应测井仪发射功率被设置为满功率发射，避免了因为控制字大于255时控制参数不匹配从而使得模拟开关乱动作的问题。反之，当c4_cnt为0时，表示新控制字小于或等于255，锁存器u10、u11使能输出，k6～k0电平使能拉低，模拟开关电阻网络控制端k7～k0电平由锁存器输出决定，进入步骤s8。当出现特殊情况，即测量值远小于理想值时，第二加减法器输出控制的字大于256，由于c4_cnt的设计与控制会直接将发射功率设置为最大，从而自动结束该次的调整过程。当改变测试环境或者改变探测深度后，测量值逐渐加大直到测量值比理想值还大的时，即第一减法器的输出为负值时，c4_cnt电平状态变为低电平，此时又恢复到正常的调整周期，直到测量值与理想值接近。s8、通过时钟控制输入信号对控制字状态锁存器输出的控制字进行调整。当输入锁存器u10的le引脚的时钟控制输入信号为高电平时，控制字状态锁存器输出的控制字为上次状态锁存的控制字，当输入锁存器u10的le引脚的时钟控制输入信号为低电平时，控制字状态锁存器输出的控制字为步骤s5或步骤s6得到的新控制字。例如，当第一次发射功率调整时，初始控制字128(初始发射功率按照总功率的50％开启发射)作为第二加减法器的初始被减数x0，第一减法器输出的差值作为第二加减法器的减数或加数，执行加减法运算后输出新的控制字x1。由于第一减法器输出的差值经过一次移位操作后，该值始终少于128，因此第二加减法器执行减法操作时，输出的值x1始终是正的，同理当执行加法操作时，第二加减法器初次输出的值x1始终小于256的，因此不管第二加减法器执行的是加法还是减法操作，输出的值x1都是真实有效，可直接作为模拟电阻网络的新控制字x1。新控制字x1经过由锁存器u10、u11锁存输出，当锁存器u10的第2引脚le端为高电平时，u10工作在正常模式，锁存器u10的输出与输入等电平，输出至锁存器u11输入端，又由于锁存器u11的第2引脚le端电平状态为低电平，因此k7～k0端电平状态不变。当锁存器u10的第2引脚le端为低电平时，其引脚q7～q0输出锁存当前状态，又由锁存器u11的第2引脚le*端电平状态为高电平，u11工作在正常模式，输出与输入等电平，新的控制字x1最终输出至模拟开关电阻网络控制端k7～k0以及全加器u5、u6的输入端，进入步骤s9。又例如，当经过一次或多次发射功率改变后，8位并口ad模数转换器采集到新的数据并转换输出后再次与理想值进行减法运算，求出差值，再进行发射功率的调整。该差值再次跟第二加减法器进行运算输出当前控制字xn+1至锁存器u10的输入端。由于此刻锁存器u10的第二引脚le端为低电平，处于锁存状态并输出旧的控制字xn，xn+1被限制在锁存器u10的输入侧；当锁存器u10的le端为高电平时，锁存器u10输出与输入等电平，输出xn+1；锁存器u11处于锁存状态，输出功率控制字还是xn，新的控制字xn+1被限制在锁存器u11的输入侧。当锁存器u10的le端再次为低电平时，锁存器u10锁存状态xn+1，锁存器u11输入与输出等电平，锁存器u11输出xn+1，最终将新的控制字xn+1输出至电阻网络控制端k7～k0以及全加器u5、u6的输入端，进入步骤s9。s9、根据控制字状态锁存器输出的控制字对模拟开关电阻网络的大小进行调整，具体调整方式为：通过控制字状态锁存器输出的8位控制字的电平状态对应控制8个通道开关y0～y7的通断，当控制字中某一位为1时，其对应的通道开关控制端为高电平，该通道开关断开，当控制字中某一位为0时，其对应的通道开关控制端为低电平，该通道开关闭合，以此实现电阻网络rload的阻值在0～255ω的范围内变化。rload作为dds数字频率合成器的输出电阻，该电阻大小与其输出的电压波形成正比。s10、将模拟开关电阻网络作为dds数字频率合成器输出引脚iout的负载电阻，通过dds数字频率合成器的输出结果对感应测井仪发射电路的发射功率进行调整，返回步骤s1。如此反复，经过几次运算后，测量值与理想值十分的接近，差值小于1时，即完成了发射功率自适应调整的过程。本发明方法的总体设计思想是：将接收线圈输出的微弱模拟信号转换成8位数字信号，算出其与理想值的差值，经过移位操作后与当前功率控制字进行相应的换算，得出新的功率控制字，再通过锁存器输出锁存，最后输出至模拟开关电阻网络中改变电阻rload大小，从而改变发射功率的大小。经过几次换算与调整后测量值逐次逼近理想值，最终实现发射功率的自适应调整的过程。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。当前第1页12