一种随钻方位电磁波测井仪发射电路设计

发布时间：2021-04-15 02:59

　　随钻方位电磁波仪器常见为多频、多组天线设计,仪器通过分时发射不同频率的电磁波信号并接收回波,根据回波信号的幅值和相位信息来推算地层信息。在仪器工作过程中,电磁波发射电路是仪器关键的组成部分,直接影响仪器性能。基于数字频率直接合成技术设计了一种随钻方位电磁波仪器发射电路,发射出的正弦波信号频率、相位、幅度均可通过改变程序来控制调整,具有输出信号频率、相位分辨率高、幅度易调整、信号稳定、功耗低等特点。详细介绍了发射电路中DDS信号产生电路、滤波电路、数模调幅电路、功率驱动电路等重要组成部分,经试验结果证明该设计方案可行,能够满足随钻方位电磁波仪器功能需求。 

【文章来源】：电子测量技术. 2020,43(17)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

发射电路工作方案

直接数字频率合成DDS技术是从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率技术[11]。DDS基本组成结构[1,6]如图2所示,1个直接数字频率合成器由相位累加器、正弦查询表ROM、D/A转换器和低通滤波器LPF构成,其中相位累加器的功能主要是进行相位的累加,其输入控制字为频率控制字K,正弦ROM通过查表转换可以完成相位到幅度的转换,然后送入DAC转换可实现数模转换。DDS具体工作过程是以高稳定的时钟fs作为参考时钟源,用相位来描述正弦信号,然后对参考时钟进行采样,再次查询正弦ROM表,最终产生所需的特定频率的正弦波[1-2,4-9,12]。本文选用的DDS芯片是AD公司的AD9838,相位累加器是28 bit,具有2个28 bit的频率寄存器和2个12 bit的相位寄存器,可通过写入频率控制字和相位控制字来实现相应频率、相应相位的正弦波信号。AD9838输出频率与输入频率的关系,输出相位表达式如下所示:

本文设计正弦波产生电路如图3所示。引脚PRO_CLK为输入时钟16 MHz,引脚FSELECT和PSELECT接地,频率寄存器和相位寄存器分别采用FSEL和PSEL位选择,FSYNC、SCLK、SDATA为SPI通信接口,SLEEP为DAC掉电功能控制引脚,SYNC是外部同步输入引脚。其中SYNC外部同步是利用AD9838的RESET复位功能,在复位(RESET引脚由高电平变低电平)的8或9个MCLK周期后波形在输出引脚产生。在16 MHz参考时钟下,程序输出2 MHz、400 kHz、100 kHz,π/2相位的正弦波命令控制按表1所示顺序写入。

【参考文献】：
期刊论文
[1]无限增益多路反馈带通滤波器的研究[J]. 熊俊俏,戴璐平,刘海英.  电气电子教学学报. 2013(03)



本文编号：3138542