用于低场核磁共振仪器的隔离电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及石油勘探领域，尤其涉及一种用于低场核磁共振仪器的隔离电路。
【背景技术】
[0002]核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是目前唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体渗流体积特性的测井方法，有明显的优越性。核磁共振技术是利用原子核的顺磁性以及原子核之间相互作用的外加磁场进行测井的技术。低场核磁共振仪器采用同一天线发射射频脉冲信号、接收回波信号，该天线分别连接发射电路和接收电路，发射电路发射射频脉冲信号时天线两端的电压很高，造成射频脉冲信号进入接收电路中；接收电路在接收回波信号时，由于回波信号的幅度较小，发射电路的噪声容易干扰回波信号，影响回波信号的接收，因此，需要隔离电路对发射电路和接收电路进行隔离，使发射电路和接收电路不相互影响。
[0003]现有技术中的隔离电路有两种形式:第一种为四分之一波长传输线与交叉二极管结合的方式实现隔离，即天线与接收电路通过传输线连接，同时传输线的长度等于四分之一波长；第二种采用等效四分之一 η网络实现隔离，即天线与接收电路通过等效四分之一传输线连接。
[0004]第一种隔离电路由于传输线较长，导致隔离电路不适用于低场核磁共振仪器；第二种隔离电路中的等效四分之一传输线会对多个频带的接收信号造成幅度衰减，导致等效四分之一 η网络的频带较窄。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种用于低场核磁共振仪器的隔离电路，以实现适用于低场核磁共振仪器的隔离电路，且隔离电路频带宽。
[0006]本发明实施例的一个方面是提供一种用于低场核磁共振仪器的隔离电路，包括:第一隔离电路、第二隔离电路和控制电路；其中:
[0007]所述第一隔离电路连接在发射电路与天线之间，所述第一隔离电路包括第一二级管和第二二级管，所述第一二级管和所述第二二级管反向并联；
[0008]所述第二隔离电路连接在所述天线与接收电路之间，所述第二隔离电路包括逻辑转换电路、驱动电路、变压器耦合电路、开关电路、第一 M0SFET、第二 MOSFET和电容，其中，所述逻辑转换电路、所述驱动电路、所述变压器耦合电路和所述开关电路依次连接，所述第一 MOSFET的栅极与所述第二 MOSFET的栅极相连，所述第一 MOSFET的源极与所述第二MOSFET的源极相连，所述电容连接在所述第一 MOSFET的源极与所述第一 MOSFET的栅极之间，所述开关电路并联在所述电容的两端，所述第一 MOSFET的漏极与所述天线连接，所述第二 MOSFET的漏极与所述接收电路连接；
[0009]所述控制电路与所述逻辑转换电路相连，用于控制所述第一 MOSFET和所述第二MOSFET导通或截止。
[0010]本发明实施例的另一个方面是提供一种低场核磁共振仪器，包括所述的隔离电路，以及发射电路、接收电路和天线。
[0011]本发明实施例提供的用于低场核磁共振仪器的隔离电路，通过第一隔离电路和第二隔离电路对发射电路和接收电路进行了隔离，并通过第二隔离电路连接天线和接收电路，相对于四分之一波长传输线或等效四分之一传输线连接天线与接收电路，缩短了天线与接收电路之间的连接距离，且第二隔离电路对多个频带的接收信号的幅度没有影响，实现了适用于低场核磁共振仪器的隔离电路，且隔离电路频带宽。
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例提供的用于低场核磁共振仪器的隔离电路；
[0013]图2为本发明另一实施例提供的控制信号经过逻辑转换电路的波形图；
[0014]图3为本发明另一实施例提供的驱动电路的结构图；
[0015]图4为本发明另一实施例提供的变压器耦合电路的结构图；
[0016]图5为本发明另一实施例提供的发射信号与控制信号的波形图。
【具体实施方式】
[0017]图1为本发明实施例提供的用于低场核磁共振仪器的隔离电路。本发明实施例针对四分之一波长传输线与交叉二极管结合的方式不适用于低场核磁共振仪器，以及等效四分之一网络的频带较窄，提供了用于低场核磁共振仪器的隔离电路，如图1所示，用于低场核磁共振仪器的隔离电路包括第一隔离电路2、第二隔离电路3和控制电路6，其中，第一隔离电路2连接在发射电路I与天线4之间，第一隔离电路2包括第一二级管21和第二二级管22，第一二级管21和第二二级管22反向并联；第二隔离电路3连接在天线4与接收电路5之间，第二隔离电路3包括逻辑转换电路31、驱动电路32、变压器耦合电路33、开关电路34、第一 MOSFET 36、第二 MOSFET 37和电容35，其中，辑转换电路31、驱动电路32、变压器耦合电路33和开关电路34依次连接，第一 MOSFET 36的栅极与第二 MOSFET 37的栅极相连，第一 MOSFET 36的源极与第二 MOSFET 37的源极相连，电容35连接在第一 MOSFET36的源极与第一 MOSFET 36的栅极之间，开关电路34并联在电容35的两端，第一 MOSFET36的漏极与天线4连接，第二 MOSFET 37的漏极与接收电路5连接；控制电路6与逻辑转换电路31相连，用于控制第一 MOSFET 36与第二 MOSFET 37导通或截止。
[0018]在本发明实施例中，发射电路I发射CPMG脉冲信号，CPMG脉冲信号经过第一隔离电路2后加在第一二级管21的电压大于二极管的开启电压，第一二级管21导通即第一隔离电路2导通，此时第一隔离电路2的内阻很小，CPMG脉冲信号完全施加在天线4上，同时，控制电路6产生控制信号，控制信号依次通过辑转换电路31、驱动电路32、变压器耦合电路33控制开关电路34断开，以使电容35两端的电压为0，此时，第一 MOSFET 36与第二MOSFET 37截止，即天线4与接收电路5不导通，防止CPMG脉冲信号进入接收电路5并损坏接收电路5。
[0019]当接收电路5从天线4接收回波信号时，由于回波信号的幅度较小，回波信号经过第一隔离电路2后加在第二二级管22的电压小于二极管的开启电压，第二二级管22截止即第一隔离电路2无法导通，同时，控制电路6产生控制信号，控制信号依次通过辑转换电路31、驱动电路32、变压器耦合电路33控制开关电路34闭合，以使电容35两端的电压不为O，此时，第一 MOSFET 36与第二 MOSFET 37导通，即天线4与接收电路5导通，接收电路5从天线4接收回波信号，避免了发射电路I产生的噪声信号影响回波信号的接收，并阻止回波信号进入发射电路I。
[0020]另外，本发明实施例提供的用于低场核磁共振仪器的隔离电路可工作在500kHz-30MHz的频带范围内，实现了宽频。
[0021]本发明实施例通过第一隔离电路和第二隔离电路对发射电路和接收电路进行了隔离，并通过第二隔离电路连接天线和接收电路，相对于四分之一波长传输线或等效四分之一传输线连接天线与接收电路，缩短了天线与接收电路之间的连接距离，且第二隔离电路对多个频带的接收信号的幅度没有影响，实现了适用于低场核磁共振仪器的隔离电路，且隔离电路频带宽。
[0022]图2为本发明另一实施例提供的控制信号经过逻辑转换电路的波形图；图3为本发明另一实施例提供的驱动电路的结构图；图4为本发明另一实施例提供的变压器耦合电路的结构图；图5为本发明另一实施例提供的发射信号与控制信号的波形图。在上述实施例的基础上，第一隔离电路2包括两个二极管组件，每个二极管组件包括一个第一二级管21和一个第二二级管22。
[0023]如图2所示，控制电路6输出控制信号，逻辑转换电路31将控制信号311的上升沿转换为第一负脉冲信号313，并将控制信号311的下降沿转换为第二负脉冲信号314。本发明实施例中逻辑转换电路31具体由门电路和耦合电容组成，门电路和耦合电容的组合方式可以是现有技术中的任意一种方式。
[0024]如图3所示，驱动电路32用于对所述第一负脉冲信号和所述第二负脉冲信号进行功率放大。驱动电路32包括稳压电路322和驱动芯片323，稳压电路322和驱动芯片323串联，稳压电路322包括反向二极管和电阻，反向二极管和电阻并联。
[0025]如图4所示，变压器耦合电路33包括第一变压器Tl和第二变压器T2，第一变压器Tl的初级332为一路输入，第一变压器Tl的次级333为两路异名端，第二变压器T2的初级337为一路输入，第二变压器T2的次级338为一路异名端，第一变压器Tl和第二变压器T2相互独立。
[0026]驱动电路32将第一负脉冲信号313输入第一变压器Tl的初级332，两路异名端分别输出第一正脉冲信号334和第二正脉冲信号335 ;驱动电路32将第二负脉冲信号314输入到第二变压器T2的初级337，一路异名端输出第三正脉冲信号339。
[0027]在本发明实施例中，第二隔离电路3包括两个相同的驱动电路32，由于逻辑转换电路31将控制信号311的上升沿转换为第一负脉冲信号313，并将控制信号311的下降沿转换为第二负脉冲信号314，第一负脉冲信号313和第二负脉冲信号314分别输入到两个相同的驱动电路32中，经过驱动电路32的放大后，第一负脉冲信号313输入到第一变压器Tl，第一变压器Tl输出第一正脉冲信号334和第二正脉冲信号335，第二负脉冲信号314输入到第二变压器T2。第二变压器T2输出第三正脉冲信号339。
[0028]开关电路34接收到第一正脉冲信号334和第二正脉冲信号335时断开，开关电路34接收到第三正脉冲信号339时闭合。
[0029]开关电路34接收到第一正脉冲信号334和第二正脉冲信