信號(hào)的帶外噪聲，再輸入至線性驅(qū)動(dòng)模塊130。示例性的，該井下低通濾波模塊可使用由ADI公司生產(chǎn)的ADA4841-1構(gòu)成的二階低通濾波器來濾除信號(hào)的帶外噪聲。ADA4841-1是一款單位增益穩(wěn)定、低噪聲和低失真、軌到軌輸出放大器，最大靜態(tài)電流為1.5 mAo ADA4841-1的輸出擺幅可以達(dá)到任一供電軌的50 mV以下，輸入共模電壓范圍可以低至負(fù)電源電壓。該器件可以驅(qū)動(dòng)最高10PF的容性負(fù)載，峰化極小。
[0025]本實(shí)施例，可大幅度提高測(cè)井電纜遙傳的井下裝置中的數(shù)據(jù)傳輸速率，有效提升數(shù)據(jù)傳輸效率，減小信號(hào)失真，降低電路的復(fù)雜度。
[0026]圖4，是本發(fā)明的測(cè)井電纜遙傳的地面裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]該地面裝置200包括地面變壓器模塊210、線性接收模塊220、數(shù)字下變頻模塊230和基帶信號(hào)處理模塊240 ;
地面變壓器模塊210用于將地面裝置的輸入信號(hào)進(jìn)行隔離和縮小?？墒褂米孕欣@制的方式變壓器進(jìn)行信號(hào)隔離，其匝數(shù)比為1:1。
[0028]線性接收模塊220，用于降低地面變壓器模塊210的輸出信號(hào)的電壓幅值和電流幅值；信號(hào)在經(jīng)過地面變壓器模塊210后，仍可能有較大的電流或較高的電壓，不能直接送到下一級(jí)的儀器或主編碼芯片。優(yōu)選的，可使用高共模電壓輸入的差動(dòng)線路接收器DS78C20J，降低信號(hào)的電流與電壓，使之適合作為低通濾波器的輸入。
[0029]數(shù)字下變頻模塊230，用于將線性接收模塊220的輸出信號(hào)進(jìn)行下變頻，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；優(yōu)選的，數(shù)字下變頻模塊230可包括依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)231、第二直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)232和抽選濾波器233，如圖5所示。抽選濾波器233包括具有固定系數(shù)的第一抽選濾波器和具有程控系數(shù)的第二抽選濾波器。數(shù)字下變頻模塊230可將線性接收模塊220的輸出信號(hào)與載波混合，將其中心頻率搬移到更低的頻率上，并且直接將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
[0030]示例性的，數(shù)字下變頻模塊230可采用ADI公司的數(shù)字下變頻芯片AD6620，將接收的模擬信號(hào)首先轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，解調(diào)還原出I路與Q路信號(hào)，再分別經(jīng)過其內(nèi)部的抽取濾波器，而后按一定的格式輸出IQ數(shù)據(jù)。
[0031]與模擬的變頻處理方式不同，數(shù)字下變頻模塊230是在數(shù)字域?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理時(shí)，不需再要將誤差反饋到混頻器進(jìn)行調(diào)整，這樣就可以通過某些數(shù)字算法來精確消除傳輸中的失真，簡(jiǎn)化了下變頻的過程。
[0032]基帶信號(hào)處理模塊240，用于從數(shù)字下變頻模塊230的輸出信號(hào)中恢復(fù)出原始測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。如圖6所示，基帶信號(hào)處理模塊240可包括依次連接的匹配濾波單元241、均衡單元242和信道解碼單元243。
[0033]匹配濾波單元241可采用升余弦濾波器，滾降系數(shù)與基帶成形濾波器相同，使輸出端的信號(hào)瞬時(shí)功率與噪聲平均功率的比值最大。
[0034]均衡單元242可采用自適應(yīng)均衡器，自適應(yīng)均衡器采用Godard算法，基于歸一化最小均方算法進(jìn)行幅度均衡，可采用128抽頭。Godard算法可以較好的利用QAM信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性，同時(shí)可以解決盲均衡算法的收斂性和收斂速度問題。
[0035]示例性的，基帶信號(hào)處理模塊240可采用TI公司生產(chǎn)的數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812對(duì)IQ數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡處理，對(duì)電纜的信道不平坦特性進(jìn)行補(bǔ)償，而后進(jìn)行信道解碼，去除冗余的編碼并且獲取定時(shí)信息，從而恢復(fù)出原始信號(hào)，再送入后續(xù)的數(shù)據(jù)處理環(huán)
-K-T。
[0036]優(yōu)選的，地面裝置200還包括地面低通濾波模塊，地面低通濾波模塊設(shè)置于線性接收模塊220和數(shù)字下變頻模塊230之間，用于濾除線性接收模塊220的輸出信號(hào)中的帶外噪聲，再輸入至數(shù)字下變頻模塊230中。示例性的，地面低通濾波模塊可使用由ADI公司生產(chǎn)的ADA4841-1芯片構(gòu)成的二階低通濾波器來濾除信號(hào)的帶外噪聲。
[0037]本實(shí)施例，可大幅度提高測(cè)井電纜遙傳的地面裝置中的數(shù)據(jù)傳輸速率，有效提升數(shù)據(jù)傳輸效率，減小信號(hào)失真，降低電路的復(fù)雜度。
[0038]圖7，是本發(fā)明的測(cè)井電纜遙傳系統(tǒng)的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]測(cè)井電纜遙傳系統(tǒng)包括測(cè)井電纜、井下裝置以及地面裝置；
測(cè)井電纜，用于將井下裝置的輸出信號(hào)傳輸?shù)降孛嫜b置中。
[0040]其中，該井下裝置可為上述實(shí)施例中的井下裝置，該地面裝置可為上述實(shí)施例中的地面裝置，在此不再贅述。
[0041]本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，可以提升測(cè)井電纜遙傳系統(tǒng)中窄帶不平坦信道的傳輸速率與穩(wěn)定性以及電纜傳輸容量，修正信號(hào)失真，極大的降低電路復(fù)雜度，使得從井下儀器向地面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸具有高速率、可靠性強(qiáng)、時(shí)延低的特性。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)井電纜遙傳的井下裝置，其特征在于，所述井下裝置包括依次相連的基帶信號(hào)產(chǎn)生模塊、數(shù)字上變頻模塊、線性驅(qū)動(dòng)模塊和井下變壓器模塊； 所述基帶信號(hào)產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)原始測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)產(chǎn)生I路和Q路數(shù)字基帶信號(hào)； 所述數(shù)字上變頻模塊，用于將所述I路和Q路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻，并轉(zhuǎn)化成模擬中頻信號(hào)； 所述線性驅(qū)動(dòng)模塊，用于提高所述模擬中頻信號(hào)的電壓幅值和電流幅值； 所述井下變壓器模塊，用于將所述線性驅(qū)動(dòng)模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行隔離和放大，再輸入到測(cè)井電纜中。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基帶信號(hào)產(chǎn)生模塊包括依次連接的編碼單元、IQ映射單元、脈沖成形濾波單元和插值濾波單元；所述脈沖成形濾波單元包括平方根升余弦滾降濾波器，所述插值濾波單元包括四級(jí)32倍抽取的級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)字上變頻模塊包括依次連接的第一直接數(shù)字式頻率合成器、反SINC濾波器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述井下裝置還包括井下低通濾波模塊，所述井下低通濾波模塊設(shè)置于所述數(shù)字上變頻模塊和所述線性驅(qū)動(dòng)模塊之間，用于濾除所述模擬中頻信號(hào)的帶外噪聲，再輸入至所述線性驅(qū)動(dòng)模塊。
5.—種測(cè)井電纜遙傳的地面裝置，其特征在于，所述地面裝置包括依次相連的地面變壓器模塊、線性接收模塊、數(shù)字下變頻模塊和基帶信號(hào)處理模塊； 所述地面變壓器模塊用于將所述地面裝置的輸入信號(hào)進(jìn)行隔離和縮小； 所述線性接收模塊，用于降低所述地面變壓器模塊的輸出信號(hào)的電壓幅值和電流幅值； 所述數(shù)字下變頻模塊，用于將所述線性接收模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行下變頻，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 所述基帶信號(hào)處理模塊，用于從所述數(shù)字下變頻模塊的輸出信號(hào)中恢復(fù)出原始測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)字下變頻模塊包括依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二直接數(shù)字式頻率合成器和抽選濾波器；所述抽選濾波器包括具有固定系數(shù)的第一抽選濾波器和具有程控系數(shù)的第二抽選濾波器。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述線性接收模塊包括具有共模電壓輸入的差動(dòng)線性接收器。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述基帶信號(hào)處理模塊包括依次連接的匹配濾波單元、均衡單元和信道解碼單元；所述匹配濾波單元包括升余弦濾波器；所述均衡單元包括自適應(yīng)均衡器，所述自適應(yīng)均衡器采用Godard算法，基于歸一化最小均方算法進(jìn)行幅度均衡。
9.如權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述地面裝置還包括地面低通濾波模塊，所述地面低通濾波模塊設(shè)置于所述線性接收模塊和所述數(shù)字下變頻模塊之間，用于濾除所述線性接收模塊的輸出信號(hào)中的帶外噪聲，再輸入至所述數(shù)字下變頻模塊中。
10.—種測(cè)井電纜遙傳系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)井電纜遙傳系統(tǒng)包括測(cè)井電纜、如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的井下裝置以及如權(quán)利要求5-9任一項(xiàng)所述的地面裝置；所述測(cè)井電纜，用于將所述井下裝置的輸出信號(hào)傳輸?shù)降孛嫜b置中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及測(cè)井技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用于測(cè)井電纜遙傳的井下裝置、地面裝置和測(cè)井電纜遙傳系統(tǒng)，可以提升測(cè)井電纜遙傳系統(tǒng)中窄帶不平坦信道的傳輸速率與穩(wěn)定性以及電纜傳輸容量，修正信號(hào)失真，極大的降低電路復(fù)雜度，使得從井下儀器向地面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸具有高速率、可靠性強(qiáng)、時(shí)延低的特性。
【IPC分類】E21B47-12
【公開號(hào)】CN104695948
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510123363
【發(fā)明人】何宗彬
【申請(qǐng)人】成都彬鴻科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日