一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置，通过MLVDS甲乙交换电路来实现控制电路和采集电路之间的通信。控制电路通过MLVDS甲电路下发采样的参数命令给采集电路，采集电路通过MLVDS乙电路接收采样命令，并把采样得到的数据通过MLVDS乙电路上传给控制电路，控制电路通过MLVDS乙电路接收采样得到的数据，最终把数据上传给地面系统。整个装置的核心在于MLVDS交换电路，MLVDS交换电路基于盲过采样技术实现采样命令和数据在控制电路和采集电路之间稳定可靠的传输，满足了三维声波测井仪对数据稳定性的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于三维声波测井
，更为具体地讲，涉及一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置。
技术介绍
三维声波测井是在交叉偶极声波测井技术基础上发展起来的新一代声波测井技术，其测量原理是利用目前所有的声波测量模式即单极、偶极及斯通利波，对各种频带的波形进行综合测量以获取地层的三维声波特性即纵波时差、横波及斯通利波在井筒轴向、径向和周向的变化，对地层特性的方位性提供完整的描述。传统的声波测井只是测量特定频带的声波信号，测量的数据量较小，因此低速的传输方式就能满足对数据传输速度的要求。而三维声波测井测量数据量十分庞大，对于数据传输的可靠性要求很高。当前，三维声波测井仪器的几何尺寸有特殊要求，圆柱状的仪器内部空间十分有限，而需要布线的数量又较多，包括了电源总线、LVDS命令线、LVDS数据线、LVDS时钟线、复位信号线、启动采集命令线，而近探头采集电路与控制电路之间电路连线数量受到限制。若采用基于盲过采样数据恢复技术的三维声波高速串行传输技术，既可以解决总线位置，又很好的解决了仪器空间有限的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置，利用盲过采样串行数据恢复技术，使三维声波测井数据能够自同步高速传输。为实现上述专利技术目的，本专利技术一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置，其特征在于，包括：一控制电路，使用TCP/IP协议实现控制电路与地面系统的以太网进行通信，接收地面系统下发的命令，并将该命令通过基于Modbus协议的RS-485接口下发至MLVDS交换器；同时，控制电路使用带有DMA功能的SPI控制器从MLVDS交换电路获取三维声波测井数据，并发送至地面系统；一MLVDS交换电路，分为甲、乙两部分，二部分间使用高速总线进行连接；甲部分负责将控制电路下发的命令发送给乙部分，进而配置采集电路；乙部分负责将采集电路得到的三维声波测井数据发送给甲部分，进而上传到控制电路和地面系统；测井数据在传输过程中，MLVDS交换电路根据MLVDS电气标准对测井数据进行串转并规范化和BPRZ解码，并使用盲过采样器取得测井数据收发需要的时钟信息；一采集电路，用来接收MLVDS电路的甲部分下发的命令，再利用FPGA解析命令，得到相应的采样参数；控制分辨率为24位的高精度模数转换器按照该采样参数对信号采样，得到三维声波测井数据，再把三维声波测井数据存储于FPGA的双端RAM中，并上传给MLVDS交换电路的乙部分。进一步的，所述的MLVDS交换电路的甲、乙两部分电路均含有：一过采样电路，使用多相时钟D触发器采样控制电路下发的命令或采集电路上传的三维声波测井数据，并发送给数据初步恢复电路；一初步数据恢复电路，用于接收过采样电路输出的数据后，并产生1位的初步恢复数据和add、drop两位信号；其中，add、drop的取值为1或0，当add取值为1时表示发生数据丢失，当drop取值为1时表示发生数据复用，当add、drop的取值均为0时表示初步恢复的数据正确；一数据修正电路，用于将初步恢复的数据移入位宽为2N+1的移位寄存器中，移位寄存器根据add和drop的值进行移位；设移位寄存器的第i位为恢复数据，第N位为默认的恢复数据；那么当add为1时，移位寄存器右移两位，移位寄存器有效位置右移一位，此时第i+1位为恢复出的数据；当drop为1时，移位寄存器未进行移位，移位寄存器有效位置左移一位，此时第i-1位为恢复出的数据；当add和drop都为0时，移位寄存器右移一位，移位寄存器的有效位置保持不变；最终把移位寄存器有效位置的数据作为盲过采样的输出。本专利技术的专利技术目的是这样实现的：本专利技术基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置，通过MLVDS甲乙交换电路来实现控制电路和采集电路之间的通信。控制电路通过MLVDS甲电路下发采样的参数命令给采集电路，采集电路通过MLVDS乙电路接收采样命令，并把采样得到的数据通过MLVDS乙电路上传给控制电路，控制电路通过MLVDS乙电路接收采样得到的数据，最终把数据上传给地面系统。整个装置的核心在于MLVDS交换电路，MLVDS交换电路基于盲过采样技术实现采样命令和数据在控制电路和采集电路之间稳定可靠的传输，满足了三维声波测井仪对数据稳定性的要求。同时，本专利技术基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置还具有以下有益效果：(1)、基于过采样技术的三维声波测井数据恢复装置，是一种自同步的数据传输模型，即在MLVDS电路的发送端只发送数据或命令，但是数据或命令中包含发送时钟的信息，在MLVDS电路的接收端进行过采样来恢复数据或命令；因此本装置只设计了MLVDS数据线和命令线，去掉了MLVDS时钟线，以最大可能减少电路连线。(2)、三维声波测井仪在实际工作中采集电路采集的测井数据量非常大，需要数据接收模块确保接收数据的准确性；过采样技术很好解决了这一问题，其技术核心是MLVDS电路的发送端不需要下发时钟给MLVDS电路的接收端，因此，接收端在接收并恢复数据时，不需要考虑时钟经长距离的时钟线下发后而导致的发送端和接收端时钟不同步的问题，从而很好的解决了因时钟不同步造成的恢复数据出错的问题，确保了数据的可靠性。附图说明图1是本专利技术基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置原理图；图2是过采样时序图及过采样同步电路图；图3是初步数据恢复电路原理图；图4是数据丢失、复用、错误时的时序图；图5是数据修正模块的原理图；图6是移位寄存器根据add_drop的值进行移位示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例为了方便描述，先对具体实施方式中出现的相关专业术语进行说明：MLVDS(Multipoint low Voltage Differential Signaling)：多点低电压差分信号；TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)：网络通讯协议；Modbus：一种工业现场总线协议；RS-485：一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准；DMA(Direct Memory Access)：直接内存存取；BPRZ(Bipolar Return-to-Zero)：双极性归零制；FPGA(Field－Programmable Gate Array)：现场可编程门阵列；RAM(Random-Access Memory)：随机存取存储器；图1是本专利技术基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置原理图。在本实施例中，如图1所示，本专利技术一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置，主要包括控制电路、MLVDS交换电路和采集电路。控制电路，使用TCP/IP协议实现控制电路与地面系统的以太网进行通信，接收地面系统下发的命令，并将该命令通过基于Modbus协议的RS-485接口下发至MLVDS交换电路，其中，地面系统下发的命令主要包括：三维声波的采样点数和采样周期等；同时，控制电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置，其特征在于，包括：一控制电路，使用TCP/IP协议实现控制电路与地面系统的以太网进行通信，接收地面系统下发的命令，并将该命令通过基于Modbus协议的RS‑485接口下发至MLVDS交换器；同时，控制电路使用带有DMA功能的SPI控制器从MLVDS交换电路获取三维声波测井数据，并发送至地面系统；一MLVDS交换电路，分为甲、乙两部分，二部分间使用高速总线进行连接；甲部分负责将控制电路下发的命令发送给乙部分，进而配置采集电路；乙部分负责将采集电路得到的三维声波测井数据发送给甲部分，进而上传到控制电路和地面系统；测井数据在传输过程中，MLVDS交换电路根据MLVDS电气标准对测井数据进行串转并规范化和BPRZ解码，并使用盲过采样器取得测井数据收发需要的时钟信息；一采集电路，用来接收MLVDS电路的甲部分下发的命令，再利用FPGA解析命令，得到相应的采样参数；控制分辨率率为24位的高精度模数转换器按照该采样参数对信号采样，得到三维声波测井数据，再把三维声波测井数据存储于FPGA的双端RAM中，并上传给MLVDS交换电路的乙部分。

【技术特征摘要】
1.一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置，其特征在于，包括：一控制电路，使用TCP/IP协议实现控制电路与地面系统的以太网进行通信，接收地面系统下发的命令，并将该命令通过基于Modbus协议的RS-485接口下发至MLVDS交换器；同时，控制电路使用带有DMA功能的SPI控制器从MLVDS交换电路获取三维声波测井数据，并发送至地面系统；一MLVDS交换电路，分为甲、乙两部分，二部分间使用高速总线进行连接；甲部分负责将控制电路下发的命令发送给乙部分，进而配置采集电路；乙部分负责将采集电路得到的三维声波测井数据发送给甲部分，进而上传到控制电路和地面系统；测井数据在传输过程中，MLVDS交换电路根据MLVDS电气标准对测井数据进行串转并规范化和BPRZ解码，并使用盲过采样器取得测井数据收发需要的时钟信息；一采集电路，用来接收MLVDS电路的甲部分下发的命令，再利用FPGA解析命令，得到相应的采样参数；控制分辨率率为24位的高精度模数转换器按照该采样参数对信号采样，得到三维声波测井数据，再把三维声波测井数据存储于FPGA的双端RAM中，并上传给MLVDS交换电路的乙部分。2.根据权利要求1所述的一种基于盲过采样的三维声波测井数据自同步传输装置，其特征在于，所述的MLVDS交换电路的甲、乙两部分均含一盲过采样模块：一过采样电路，使用多相时钟D触发器采样控制电路下发的命令或采集电路上传的三维声波测井...

【专利技术属性】
技术研发人员：师奕兵，张伟，李焱骏，邓伟，石晓伟，刘苏浪，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51