一种信号滤波模块制造技术

本实用新型专利技术涉及信号滤波模块技术领域，具体为一种信号滤波模块，包括数字声波测井仪，所述数字声波测井仪主要有上部电子线路、声系和下部电子线路组成，所述声系内部包括发射换能器、温度传感器、接收换能器和信号滤波模块，所述信号滤波模块内部设有高温振荡电路、CAN控制器、高温微控制器、电源稳压滤波、高速ADC、差分放大器、前置滤波器、程控放大电路组、相位补偿电路、宽带滤波器、电压基准和信号平移电路，本实用新型专利技术一种信号滤波模块，解决了目前设备没有衰减噪声的问题。设备没有衰减噪声的问题。设备没有衰减噪声的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种信号滤波模块


[0001]本技术涉及信号滤波模块
，具体为一种信号滤波模块。

技术介绍

[0002]众所周知，在数字阵列声波测中，我们所要得到的是声波在地层里传播后的全波列信息，通过地面软件数字信号处理，可获得纵波、横波和斯通利波等波形信息，由此开展地层弹性特性、破裂压力、地层渗透性、裂缝及油气识别等研究，目前的声波测井方法是将声波全波列传输到地面，由地面测井系统计算首波时差。这种测井方法在声波信号的传输过程中需要经过缆芯，幅度衰减较大，信噪比低，测得的声波幅度误差较大，声波信号失真严重，在DAS1545数字声波测井仪中我们采用了在井下将声波模拟信号数字化，以数字信号的方式传输到地面系统的方法。完全避免了信号在传输过程中的失真与干扰问题。并且采用自动控制增益方式，使得仪器在各种地层中都能达到最理想的波形和最高的信噪，以前传统的数字声波测井仪采用了大量的中小规模集成元器件，器件使用数量多而体积大，导致仪器较长，影响了数字声波测井仪整体的耐温性能及使用效果；且信号采集及数据传输由同一MCU 完成，工作负荷较大，限制了信号采集及数据传输的速率。
[0003]因此，我们在DAS1545数字声波测井仪中实现声波信号的采集、处理与换换能器的驱动采用分立模块化设计。这种设计能减小仪器体积且极大的缩短仪器长度，这种设计方案使DAS1545数字声波测井仪全长仅为2.6米。同时模块化设计还能降低功耗，提高温度性能，使仪器在200℃严酷的井况环境下实现声波测井。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本技术提供了一种信号滤波模块。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种信号滤波模块，包括数字声波测井仪，所述数字声波测井仪主要有上部电子线路、声系和下部电子线路组成，所述声系内部包括发射换能器、温度传感器、接收换能器和信号滤波模块，所述信号滤波模块内部设有高温振荡电路、CAN控制器、高温微控制器、电源稳压滤波、高速ADC、差分放大器、前置滤波器、程控放大电路组、相位补偿电路、宽带滤波器、电压基准和信号平移电路，所述高温振荡电路、所述CAN控制器、所述高温微控制器、所述电源稳压滤波、所述高速ADC、所述差分放大器、所述前置滤波器、所述程控放大电路组、所述相位补偿电路、所述宽带滤波器、所述电压基准和所述信号平移电路电性连接。
[0008]为了提高使用效果，本技术改进有，所述接收换能器设有五个，所述信号滤波模块设有五个。
[0009]为了提高使用效果，本技术改进有，所述前置滤波器带宽为 5Khz
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20Khz的高Q值带通滤波器，在声波信号源头提高信噪比。
[0010]为了提高使用效果，本技术改进有，所述程控放大电路组由两级放大电路组成，可设置16档，最大放大倍数可达75dB。
[0011]为了提高使用效果，本技术改进有，所述高速ADC带宽为16bit，采样速率最高为1Msps，所述电压基准由高精度低温漂基准芯片与分压电阻组成，所述电压基准电路温度漂为1ppm/℃。
[0012](三)有益效果
[0013]与现有技术相比，本技术提供了一种信号滤波模块，具备以下有益效果：
[0014]该信号滤波模块，信号滤波模块是一款针对DAS1545数字阵列声波测井仪设计的专用混合集成电路模块，它被安装在相应接收换能器旁边，负责声波信号的采集，在发射换能器被激发后声波信号通过地层传播到声系的接收换能器R1
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R5，相对应接收换能器会产生微弱的电信号，信号经过信号滤波模块的SB_IN+和SB_IN+引脚接入模块内部的差分放大器，初步放大处理的信号经过滤、放大、平移后进入高速ADC进行模数转换，转换后的数字信号通过局部总线送入高温微控制器进行数字压缩与打包处理，然后高温微控制器在接收到SYNC同步命令后通过内部CAN总线把数据发送给主控制模块，至此信号滤波模块一个工作流程结束，等待下一次声波信号的到来，信号滤波模块的前置滤波器带宽为5Khz
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20Khz的高Q值带通滤波器，在声波信号源头提高信噪比，程控放大电路组由两级放大电路组成，可设置16档，最大放大倍数可达75dB，程控放大电路与前置滤波器之间设置有相位补偿电路，用来避免程控放大电路在高频段的自激干扰，宽带滤波器滤波频率为500hz
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35Khz，传输增益为1倍，主要用来衰减电路自身产生的噪声，高速ADC带宽为16bit，采样速率最高为1Msps.电压基准由高精度低温漂基准芯片与分压电阻组成，此电压基准电路温度漂只有1ppm/℃，电压基准除了供高速ADC使用以外，还为信号平移电路提供偏置电压，高温微控制器使用厚模电路 SM320F2812HFGS150高温DSP作为处理器，配置18K
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16SARAM，内置RAM 与128K
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16闪存、150M主频和32bit数据处理能力，高温微控制器强大的计算能力和存储能力完全可以实现信号滤波模块的模数转换、数字滤波与数据传输等功能，另外配置多路IO端口来实现外设的多种设置与数据传输，信号滤波模块的通讯电路采用SN65HVD233SHKJ高温CAN控制器来实现与主控制模块的数据交互，信号滤波模块采用模块化设计，具有体积小，结构紧凑，使用方便，可靠性高，性能优良等特点，可长期稳定工作在
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40℃～200℃恶劣环境中。
附图说明
[0015]图1为本技术结构示意图；
[0016]图2为本技术结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0018]实施例
[0019]请参阅图1
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2，一种信号滤波模块，包括数字声波测井仪，所述数字声波测井仪主要有上部电子线路、声系和下部电子线路组成，所述声系内部包括发射换能器、温度传感器、接收换能器和信号滤波模块，所述信号滤波模块内部设有高温振荡电路、CAN控制器、高温微控制器、电源稳压滤波、高速 ADC、差分放大器、前置滤波器、程控放大电路组、相位补偿电路、宽带滤波器、电压基准和信号平移电路，所述高温振荡电路、所述CAN控制器、所述高温微控制器、所述电源稳压滤波、所述高速ADC、所述差分放大器、所述前置滤波器、所述程控放大电路组、所述相位补偿电路、所述宽带滤波器、所述电压基准和所述信号平移电路电性连接。
[0020]进一步的，所述接收换能器设有五个，所述信号滤波模块设有五个，能够提高使用效果。
[0021]进一步的，所述前置滤波器带宽为5Khz
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号滤波模块，包括数字声波测井仪，其特征在于：所述数字声波测井仪主要有上部电子线路、声系和下部电子线路组成，所述声系内部包括发射换能器、温度传感器、接收换能器和信号滤波模块，所述信号滤波模块内部设有高温振荡电路、CAN控制器、高温微控制器、电源稳压滤波、高速ADC、差分放大器、前置滤波器、程控放大电路组、相位补偿电路、宽带滤波器、电压基准和信号平移电路，所述高温振荡电路、所述CAN控制器、所述高温微控制器、所述电源稳压滤波、所述高速ADC、所述差分放大器、所述前置滤波器、所述程控放大电路组、所述相位补偿电路、所述宽带滤波器、所述电压基准和所述信号平移电路电性连接。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永斌，索鼎，
申请(专利权)人：天津市朝华电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：