一、高速微处理器在核测井中的应用（论文文献综述）
宿凌超[1]（2021）在《基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器关键技术研究》文中指出在辐射探测领域,多道脉冲幅度分析技术是目前获取核能谱信息的主要方法之一。传统模拟多道脉冲幅度分析器主要依赖模拟电路对探测器所采集到的核脉冲信号进行处理。模拟多道整体上大多由硬件实现,系统稳定性较差且死时间过长,从而无法获取最优的能谱分析结果,性能指标低下。伴随近年来半导体制造工艺及数字信号处理技术的不断提升,数字化多道脉冲幅度分析器凭借其处理速度快、功能适应强、总体性能稳定以及便携性高等优点逐步取代模拟多道的地位。近年来,西方发达国家对基于数字多道脉冲分析技术实现的能谱测量仪器的研制已经达到相当的高度,我国对于此方面的研究与投入仍存在显着差距。因此,本课题展开对数字化多道脉冲幅度分析器的硬件组成电路及软件处理算法的研究具有积极的工程意义。本课题的主要研究工作分为三部分,首先分析了核探测器工作原理及核探测输出信号的特性,概述了多道系统的基本架构组成以及影响系统性能指标的主要因素;其次,针对模拟核信号数字化后的处理方法进行研究改进,通过对现有的滤波成形、基线估计以及幅值提取等数字信号处理算法的分析与Matlab仿真,选择了基于Z域变换的梯形成形算法,确定了基于插值拟合平均法的基线求解方式以及直接比较法的幅值提取方式。最后,开发了以FPGA为逻辑控制核心的数字化多道脉冲分析器硬件板卡,完成对硬件电路设计以及FPGA内部逻辑功能模块的软件设计工作。可以实现从信号调理采样到基线扣除、梯形成形、堆积判弃、峰值提取输出等一系列处理操作。为实现能谱图像的实时显示以及系统性能指标的有效测试,利用C#语言开发了能谱分析软件,能够实现谱图的呈现以及解谱分析功能。系统测试结果表明,该系统不仅具有较为良好的线性指标及成谱效果,对137Cs放射源的测量中系统能量分辨率达到7.04%,特征峰谱漂在3道以内,性能较为稳定。与传统模拟多道相比对,性能上有显着提升。
于博[2]（2021）在《随钻四极子声波测井仪井下主控电路关键技术研究与实现》文中研究说明石油能源是现代工业发展的支柱,目前石油勘探和开发的主要技术手段是测井技术,而随钻声波测井是测井技术的一个重要分支,其相关技术的自主研发对于保护我国能源安全至关重要。随钻四极子声波测井仪是目前声波测井领域中最为先进的仪器之一,主控电路是仪器的核心,需要对仪器作业流程进行控制。此外为了增加仪器的功能性和维护性,还需要在其基础上增添一些特殊的功能。随钻四极子声波测井仪井下主控电路关键技术研究与实现是电子科技大学与中海油服公司重大科研项目“随钻四极子电路关键技术研究”的子课题,目的是提高仪器的存储能力、数据处理能力和数据传输能力。根据课题提出的要求,本文主要完成三个功能模块的研究与设计。第一,根据主控电路外设接口特性选择合适的协议和存储芯片,设计合理的驱动功能,完成测井数据和各种辅助信息的读写功能,实现容量为9Gb的大规模存储模块设计,并对内存管理方式进行优化。第二,目前井下采集到的声波信号受各种噪声干扰严重,需要在主控电路中设计一种有效的数字滤波器进行滤波处理,通过MATLAB工具对声波测井信号进行时频分析,研究噪声的时频分布特性,选择合适的滤波处理方式,并对设计好的滤波器进行仿真测试,对代码进行优化处理,实现单通道波形滤波时间在1ms以内,满足作业周期中实时性的需要。第三,针对主控电路存储数据量大,普通串口传输缓慢的问题,需要在主控电路的基础上,完成对数据链路层和物理层电路的设计,选择合适的协议栈移植进主控电路之中,通过传输层协议完成对数据传输的控制和管理,协调管理核间通信和以太网传输功能,完成以太网功能的设计,实现数据的高速稳定传输。本文在每一节的最后,对各项功能的实现情况进行测试。在实验室环境下成功测试之后,对大规模存储功能和实时滤波功能做了现场测试,实验结果表明,仪器工作状况稳定,各功能实现正常,本文工作达到预期的设计要求。
李琼[3]（2020）在《脉冲中子氧活化测井仪数据采集处理系统设计》文中提出氧活化测井是一种在油田中广泛使用的水流速度测量方法,它能够同时测量油管和套管内的水流速度,从而应用于吸水剖面吸水量的测量以及井下漏失问题的检查。传统氧活化仪器的测量方法仅依赖于时间谱信息,流速测量结果易受地层环境变化的影响,在动态测量时测量误差较大。所设计的脉冲中子氧活化测井仪的数据采集与处理系统采集能量谱和时间谱信息,并运用能量谱校正时间谱,提高了流速测量精度,从而满足了当前脉冲中子氧活化测井仪动态测量的需求。设计了基于双微处理器的多路脉冲信号峰值采集和计数电路。电路的主要功能包括前置放大、基线恢复、脉冲展宽、峰值检测以及计数检测,其中峰值检测电路以恒比定时时刻鉴别法为基本原理,具备体积小,结构简单的优点。数据采集程序利用了中断的分时处理技术,基于脉冲间隔服从均匀分布的假设,将多路脉冲峰值采集和脉冲计数功能均衡分配到双微处理器,成谱后再将数据传输到测井地面系统。该电路功耗低且有较好的实时性,能适应脉冲中子氧活化测井仪器的高计数率条件下能量谱和时间谱采集需求。根据仪器采集数据的特点,在传统氧活化测井解释方法的基础上提出了一种联合能量谱和时间谱求取渡越时间的方法。该方法针对移动条件下探头受外界干扰或源距的影响导致无法准确地识别时间谱峰位的问题,利用能谱信息中氧峰能量范围附近的计数值来代替该时间范围内的所有计数值,使得时间谱上氧活化区的峰位明显,有利于仪器移动状态下渡越时间的求取。Cs137源测试和下井测试的结果表明,其采集的能谱数据是有效的并且能够提供更为精细的井下水流信息,可以判断含水地层,有利于复杂情况下对水流速度的计算,提高找水,测水效率。
张军彪[4]（2020）在《随钻多极子声波测井仪主控系统设计》文中研究指明随着科技发展,对油气资源的需求越来越多,国内外开始大量进行水平井、大斜度井的勘探和开发。在这种复杂地层,随钻测井比电缆测井更具有适应性优势。近年来,随钻测井在油气探测领域正发挥着越来越重要的作用,甚至有替代电缆测井的趋势。随钻多极子声波测井仪主控系统设计是我国大型油气田及煤层气开发专项“随钻多极子电路关键技术研究”的子课题,由中海油田服务有限公司-电子科技大学电法测井联合实验室自主研发,其目的是设计一套拥有自主知识产权、达到世界先进水平的随钻多极子声波测井仪主控系统。随钻多极子声波测井仪主控系统能够完成对声波信号的采集、处理、存储以及仪器的整体控制等基本功能,同时能够实现系统通信稳定,升级维护方便,数据运算高效等关键功能。本文根据课题提出的要求,主要完成了三方面的功能设计:第一,为控制声波发射、采集的同步协调进行,需要将各系统挂接在同一总线上保证实时性,虽然保证了整个系统的同步性和实时性,但是也带来了数据冲突的问题。针对通信系统共用总线上发生数据冲突的问题,采用了地址位多处理器通信方案,从设计原理上杜绝了数据冲突的可能性,保障了系统的通信稳定性;第二,考虑到仪器的工作环境,要能够实现通过主控系统与地面系统的通信接口完成井下仪器主控系统的远程在线升级更新功能,因此设计了一套硬件结构简单、文件传输稳定、升级更新安全的远程在线升级方法;第三,为获得精准的地层数据,要能够将大量的声波数据在DSP中根据时差提取算法进行高速运算,在极短时间内计算出高精度的时差数据,为此需要将PC端时差提取算法移植到井下仪器DSP平台上实现,并对整体代码进行了优化处理,以完成工作流程的高效运行。最后,本文通过系统联调实验验证了地址位多处理器通信设计的通信稳定性,测试了远程在线升级的实现过程,同时对比了PC和DSP端的时差计算结果,通过定时器获得了工作流程的优化结果,并对结果进行分析,证明各模块达到功能设计要求。
张缓缓[5]（2019）在《伽马能谱测井仪地面多路数据采集系统的研制》文中研究指明当前,国内外的测井仪器种类繁杂,每个种类的地面数据采集系统和井下摇传以及传感器各个模块的通信方式也各不相同。国外发达国家的测井设备发展更是日新月异,测井技术飞速发展,与此同时随着测井技术以及设备的不断更新,这就使得井下测井模块需要单独配备它们各自的地面数据采集系统,在测井设备适应性、兼容性方面存在很大问题。同时,传统的伽马能谱测井技术也存在信号传输速度低,体积大,功耗高的一系列问题。因此,开发出一种高性能、兼容性强的伽马能谱测井仪地面多路数据采集系统显得非常迫切。本项目针对传统测井仪性能低、功耗高、可移植性差等问题,研发并实现井下摇传以及传感器各个模块的高速通信模块及地面数据采集系统,系统具有可靠性高、灵活性强、数据传输速度快等优点,能够在一定程度上提升石油测井仪器数据采集模块的性能。本文从石油测井领域的背景及研究意义入手,分析了石油测井所面临的严峻局势。研究了伽马能谱测井设备的原理,以及当前国内外的发展现状和趋势,确定了使用STM32高性能控制器和多种并/串口总线接口技术,将其应用于伽马能谱测井仪地面多路数据采集系统中,确定了系统的设计方案。依据整个系统的设计方案,依次对STM32最小系统硬件电路,多总线接口硬件电路,外扩存储器硬件电路以及各种相关硬件技术方案进行了研究和介绍。把研究重心放在了主控制器STM32F415RGT6上。针对伽马能谱测井仪地面多路数据采集系统的总体设计方案,提出了系统设计的三个主要子模块:一个在多路复用器基础上实现的16路的模拟数据采集通道、测井深度信号处理模块和数据通讯模块。通过系统硬件和软件的制作调试,实现了地面数据采集系统和井下摇传传感器各个模块的数据通信,以及各个总线接口的数据发送和数据接收功能。
万勇,张晓彬,倪卫宁,孙伟峰,张卫,戴永寿[6]（2018）在《基于正交采样的随钻电阻率测量响应特性》文中认为地层电阻率参数的精确测定是随钻电磁波电阻率测井仪器测量的关键,其测量的核心在于感应电磁波信号幅度比和相位差的计算。针对幅度比和相位差准确计算需求,采用正交采样方法,对相邻接收线圈处的感应电磁波信号进行预处理及正交采样,计算得到相邻接收线圈处感应电磁波信号的幅度比和相位差,并通过仿真实验分析线圈系结构穿过不同电阻率参数层状地层模型时相邻接收线圈处感应电磁波信号幅度比和相位差的响应特性,验证正交采样方法在幅度比和相位差准确计算方面的优势。结果表明:在感应电磁波信号数字采样时对每路信号进行多周期采样后取平均,提高了感应电磁波信号幅度比和相位差的计算精度;另外,通过正交采样方法对每路信号间隔T/4后进行采样,提高了计算速度。采用该方法能够满足随钻电磁波电阻率测井仪器对实时性的要求。
严语鸣[7]（2018）在《基于LaBr3的集成化核能谱采集研究》文中研究指明核测井广泛地应用于石油、煤炭、金属矿物等各种地质矿物的勘探与开发,并随着当代核探测技术与电子技术的发展而迅速发展成为尖端测井技术之一。在石油探测中,核测井主要应用于岩性、孔隙度、油气水含量、沉积环境分析、生产测井等领域。核测井利用射线与物质的相互作用原理进行探测,仪器可以分为放射源、探测器、采集电路三大模块。本文主要针对探测器与采集电路进行改进研究,提出了一种基于LaBr3闪烁晶体探测器的集成化核能谱采集电路。对探测器而言,对LaBr3闪烁晶体的具体性能进行测试并研究其在核测井仪器中的运用;对采集电路而言,设计基于FPGA和高速ADC的全波形采集电路,主要工作包括芯片选型、硬件电路设计、FPGA编程、PCB设计。电路的硬件部分大致可以分为脉冲信号整形和数字化芯片及其外围电路两个模块。脉冲信号整形模块包括前置放大模块、极零相消模块、基线恢复模块和带通滤波模块。数字化芯片及其外围电路包括ADC及其前置差分放大器、时钟驱动模块、FPGA、编程插口和电源模块。FPGA内部的功能模块有:锁相环模块、接收分流模块、数据缓存模块、脉冲幅度分析模块和串行通信模块。在上述工作的基础上绘制PCB电路板,对电路进行实测调试分析。测试结果表明,该设计具有优秀的能量线性关系,钾峰处分辨率小于5%,死时间小于1μs,探测效率与BGO近似,较传统的采集系统有探测性能上的优势。
刘栋[8]（2018）在《大规模阵列式声系性能检测方法和技术研究》文中指出声波测井仪器一般都由声波发射声系、声波接收声系和信号处理系统组成并进行协调工作。为了采用多信息融合的方法,减少测井解释的不确定性,现代仪器开始向大规模复杂阵列化方向发展。仪器阵列化声系的有效性直接决定测井作业的成败,器件的一致性影响测量的精度和可信度,井下高温高压环境对仪器的稳定性和可靠性也提出了很高的要求。与此同时,仪器的阵列化也增加了组装调试和维修的难度与复杂度。针对此问题,本文主要研究和开发一套应用于大规模阵列式声波测井仪器声系的测试系统。本文设计研究的阵列式声系测试系统能够完成对声系的调试和维护。搭建了一个基于嵌入式ARM7+uclinux平台的调试框架,设计了相应的功能板来模拟声波发射和接收声系。设计中,ARM前端机与上位机通过网络互连,测试功能板通过仿PC104总线结构与前端机通信,功能板包括信号采集处理模块和模拟信号发射器模块。调试发射声系时,包含内置拾音器的采集处理模块模拟接收声系,并对声场信号进行采集、放大、滤波、模数转换等操作,然后上传供上位机处理。调试接收声系时,基于DDS技术的模拟信号发射器模块通过扬声器产生周期性的频率、幅度可调的模拟声场,为接收声系提供模拟工作环境。采用多线程技术、动态链接库技术和多文档窗口结构,设计了基于VC语言的PC软件。嵌入式核心板软件是基于u Clinux操作系统实现的,采用分层结构设计。分层设计思想和模块化编程技术使调试平台软件系统具有较高的可靠性和可扩展性。本文设计的声波测井仪器阵列式声系测试系统,具备检测声波测井仪器阵列式声系有效性和性能一致性的功能。利用测试系统对声波测井仪阵列式声系进行调试,测试了换能器、电路的有效性、一致性,验证了该装置的性能。实验结果表明:该测试系统能够对声波测井仪器阵列式声系进行快速、有效的检测,可显着提升组装和维修过程中的检测与诊断效率,对测井方法的研究和验证也具有一定的促进作用,同时对其他类型声波测井模拟信号发生器的研究具有重要的借鉴意义。
费鹏[9]（2018）在《基于Nios Ⅱ软核双口RAM的核信号采集系统设计》文中认为随着国家在核事业方面的研究投入越来越大,在核技术应用和核物理研究中趋于关键的核能普测量系统扮演者越来越重要的角色。进入21世纪,核事业的研究发展进入新阶段,传统核能谱测量系统,主要以模拟电路为基础,对核信号的数字分析往往采用的是模拟电路搭建分析平台的方法。信号通过硬件电路的电阻电容时容易产生噪声信号,对原始信号产生干扰,所以以前的模拟系统对核信号的测量分辨力不高,处理结果不够稳定。况且传统核信号测量系统设计复杂,逻辑电路多,设计成品往往比较庞大,不适用科学技术发展对测量仪器小型化、集成化的发展要求。现代核能谱测量系统中加入了数字信号处理技术,具有集成度高、稳定性强、数据处理快等特点。核能谱测量系统主要由核辐射探测器、核脉冲放大电路、数字多道脉冲幅度分析器、计算机能谱显示软件或嵌入式移动显示模块,外加供电系统构成。其中作为核能谱测量系统的核心,数字多道脉冲幅度分析器因为其数字可控、高精度、高分辨率等特点,被核信号能谱测量系统广泛采用,基于数字多道脉冲分析器开发出多种适应各种不同核能谱测量环境的测量仪器,满足了核事业大力发展的设计需求。作为数字多道脉冲分析器的核心,数字信号处理芯片是核信号处理的关键。各种集成度更高、线性度更好、数据传输更快、能耗更小的数字处理芯片促使核技术应用进入新阶段,核信号测量系统更是百花齐放。其中FPGA（现场可编程门阵列）往往被选作核信号数字处理电路的核心处理器,承担着滤波成形、数据缓存、波形甄别等任务。随着FPGA技术和嵌入式系统的高速发展,集成了嵌入式软核的FPGA是嵌入式发展的新方向,通过SOPC Builder技术,用户可以根据自己的需要定制自己的软核,即保留了FPGA运算速度快的优点,还可以把软核作为系统控制核心,实现了功能互补,在对有算法和逻辑控制需要的系统开发上体现了卓越的性能。结合以上分析,考虑到在核辐射测量环境中,对系统功耗、集成度、数据传输和成本的要求,设计基于Nios Ⅱ软核双口RAM的核信号采集系统,FPGA作为论文唯一核心处理器,充分发挥系统器件的特点:（1）选用的FPGA集成了Niso II嵌入式软核,FPGA外加Nios Ⅱ软核协同工作,实现了系统的高度集成,功耗和成本的控制。（2）数据经过处理后采用FPGA内置的双口RAM进行数据缓存,双口RAM具有两套独立的数据线、地址线和读写控制线,允许不同的设备对同一个存储单元在不同时间进行读写。采用双口RAM的数据缓存方式,可以避免数据传输堵塞与丢包,提高系统数据传输的速度,满足核能谱测量系统对能谱数据进行实时采集的要求。针对核能谱测量系统中对系统集成化和数据高速传输的要求,论文采用基于Nios Ⅱ软核的嵌入式控制核心,双口RAM的数据缓存方式,完成了高性能核信号采集系统的设计。Nios Ⅱ作为核心处理器协同FPGA一起工作,数据通过双口RAM缓存,实现了核信号的高速采集、实时处理、灵活存储。从元器件应用、接口设计、高速信号处理等多角度对系统可靠性进行测试,对系统实时性、集成度、功耗低方面进行了验证,并最终采用NaI探测器对实验室137Cs源和60Co源进行连续测试,实现了核信号的能谱显示,并且保证了测量结果的准确性。实验测试表明,系统能够实现核能谱的正常测量,满足系统高集成化、高实时性、高性能和低功耗的设计特点,符合核技术应用的开发和设计要求,符和核安全级产品的设计要求,对嵌入式系统在核技术应用方面做出了尝试,开拓了核能谱测量系统设计思路,对核仪器的发展有着积极的作用。
付磊[10]（2018）在《井筒震电测井模拟电路系统的研究》文中研究指明震电测井是指利用震电效应进行油气资源勘探的技术。利用人工声源作为激励源,产生声波并在含流体井筒内的不同介质中传播。当声波在井筒岩石中传播时,能够使含流体岩石介质内形成的双电层结构发生振动,进而产生伴随弹性波的电场,辐射出信号,即震电信号。在随钻测井中应用震电测井技术,不但能够有效避免钻铤波的影响,而且能够对地层中的裂缝和油水分界面进行有效识别。通过震电测井仪器对震电信号进行有效地采集、处理,可以进一步分析地层的渗透率、孔隙度等参数,为油气等资源的勘探提供指导。但是,目前市场上没有技术成熟或实用的井筒震电测井仪器,类似电路系统的研究也比较少。主要原因来自于两个方面:一方面,震电效应产生的震电信号极其微弱,仅为微伏级别,甚至更小;另一方面,类似的科学实验仪器的缺乏阻碍了对震电效应现象更深层次的研究,反过来进一步影响了电路系统或实验仪器的研制。因此,对震电测井电路系统或者样机的研制越来越重要,特别是对能够有效处理极微弱信号的电路系统的研究,已经成为了对该类测井仪器研究的重点和难点。本文在缺乏可参考研究的条件下,完成了井筒震电测井电路系统的设计。首先,根据震电测井的原理、采集系统的技术指标以及实际工程的需求,提出了井筒震电测井采集系统的方案设计。其次,考虑到测井环境的复杂性、电路板安装空间的有限、电路系统低功耗的需要、多路测量的要求以及震电信号极其微弱的特点,本文设计了能够满足相关要求的八块震电信号采集电路系统板和一块功能扩展电路板。最后,完成了电路系统的调试,并搭建了井筒震电测井电路系统的实验测试平台;考察了声源激励参数的最优选择,完成了系统在不同孔隙介质中的实验测试,以及对震电信号相关参数的考察。通过对实验数据的分析与总结,井筒震电测井电路系统的性能得到了验证,达到了相关技术指标。震电测井采集系统的研究成果,能够为后期震电测井样机的研制提供良好的技术支持。
二、高速微处理器在核测井中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高速微处理器在核测井中的应用（论文提纲范文）
（1）基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 论文研究目标 |
| 1.5 论文主要章节安排 |
| 2 数字式核能谱测量的理论基础 |
| 2.1 核能谱测量技术简介 |
| 2.2 常见核辐射探测器及其工作原理 |
| 2.2.1 闪烁体探测器 |
| 2.2.2 气体探测器 |
| 2.2.3 半导体探测器 |
| 2.3 多道分析系统组成及原理 |
| 2.3.1 多道脉冲幅度分析器概述 |
| 2.3.2 核探测器输出信号特性 |
| 2.3.3 多道脉冲幅度分析系统基本组成 |
| 2.3.4 数字多道脉冲幅度分析器工作原理 |
| 2.4 影响数字多道系统性能指标的主要因素 |
| 2.4.1 探测器固有分辨率 |
| 2.4.2 非线性放大与量化 |
| 2.4.3 弹道亏损 |
| 2.4.4 脉冲堆积 |
| 2.4.5 噪声 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 系统设计方案与硬件电路设计 |
| 3.1 数字多道系统总体方案设计 |
| 3.2 辐射探测器的选择及前置放大器设计 |
| 3.3 模拟信号调理电路设计 |
| 3.3.1 系统自检电路 |
| 3.3.2 程控放大电路 |
| 3.3.3 极-零相消电路 |
| 3.4 高速AD采集电路设计 |
| 3.4.1 低噪声基准电压电路 |
| 3.4.2 ADC差分驱动电路 |
| 3.4.3 A/D采样电路 |
| 3.5 FPGA分析处理电路设计 |
| 3.6 USB数据传输电路设计 |
| 3.6.1 USB芯片选型 |
| 3.6.2 USB芯片配置 |
| 3.7 电源电路设计 |
| 3.8 电路板制作 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 数字核信号处理算法与系统软件设计 |
| 4.1 数字核信号处理算法 |
| 4.1.1 数字核信号处理原理 |
| 4.1.2 数字脉冲成形理论 |
| 4.1.3 高斯成形算法 |
| 4.1.4 基于Z域变换的梯形成形算法 |
| 4.1.5 高斯与梯形成形算法对比分析 |
| 4.1.6 基线恢复与幅值提取算法 |
| 4.2 FPGA开发相关介绍 |
| 4.3 顶层模块 |
| 4.4 初始延迟模块 |
| 4.5 算法自复位模块 |
| 4.6 ADC控制模块 |
| 4.7 梯形成形逻辑模块 |
| 4.7.1 算法实现方案设计 |
| 4.7.2 梯形成形顶层模块 |
| 4.7.3 数据预处理模块 |
| 4.7.4 快(慢)梯形成形滤波模块 |
| 4.8 峰值提取模块 |
| 4.8.1 峰值提取顶层模块 |
| 4.8.2 梯形滤波器中的梯形脉冲检测模块 |
| 4.8.3 梯形脉冲上升沿计数模块 |
| 4.8.4 脉冲峰值计算模块 |
| 4.8.5 重峰检测模块 |
| 4.8.6 峰值输出模块 |
| 4.9 USB数据传输模块 |
| 4.10 上位机软件设计 |
| 4.10.1 能谱显示 |
| 4.10.2 谱线平滑 |
| 4.10.3 峰位确定 |
| 4.11 本章小结 |
| 5 系统性能测试 |
| 5.1 系统非线性指标测试 |
| 5.2 梯形脉冲成形效果 |
| 5.3 成谱效果测试 |
| 5.4 能量分辨率测试 |
| 5.5 系统稳定性测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（2）随钻四极子声波测井仪井下主控电路关键技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 声波测井技术国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3 本文的主要工作与结构安排 |
| 第二章 随钻四极子声波测井仪主控电路概述 |
| 2.1 随钻四极子声波测井仪介绍 |
| 2.1.1 仪器总体结构 |
| 2.1.2 仪器工作原理 |
| 2.1.3 仪器工作流程 |
| 2.2 随钻四极子声波测井仪主控电路设计关键技术简介 |
| 2.2.1 主控电路介绍 |
| 2.2.2 井下大规模存储模块设计的必要性 |
| 2.2.3 井下实时滤波模块设计的必要性 |
| 2.2.4 以太网通信模块设计的必要性 |
| 第三章 主控电路大规模存储模块研究与实现 |
| 3.1 大规模存储模块指标分析与硬件电路设计 |
| 3.2 存储模块功能设计 |
| 3.2.1 驱动功能设计 |
| 3.2.2 上电定位算法设计 |
| 3.3 数据读取和存储的实现 |
| 3.4 存储模块整体管理优化 |
| 3.4.1 辅助信息设计 |
| 3.4.2 大规模取数功能设计 |
| 3.5 实验结果及分析 |
| 第四章 实时数字滤波功能研究与实现 |
| 4.1 数字滤波器原理概述 |
| 4.2 MATLAB辅助滤波器设计方法 |
| 4.2.1 噪声分析和滤波器指标 |
| 4.2.2 FDAToo L辅助滤波器设计 |
| 4.3 数字滤波器在DSP中实现 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 第五章 随钻四极子声波测井仪以太网通信模块设计 |
| 5.1 以太网口设计 |
| 5.1.1 以太网接口概述 |
| 5.1.2 以太网接口电路设计 |
| 5.2 Lw IP移植 |
| 5.2.1 Lw IP介绍 |
| 5.2.2 Lw IP数据包描述 |
| 5.2.3 Lw IP移植 |
| 5.3 UDP协议原理与实现 |
| 5.3.1 UDP报文格式 |
| 5.3.2 UDP控制块描述 |
| 5.3.3 UDP数据报操作 |
| 5.4 以太网功能实现 |
| 5.5 实验结果及分析 |
| 第六章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）脉冲中子氧活化测井仪数据采集处理系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.3 论文主要内容和结构安排 |
| 2 氧活化技术原理与仪器系统结构 |
| 2.1 中子与地层的相互作用 |
| 2.2 脉冲中子氧活化测井仪工作原理 |
| 2.3 核信号的探测原理 |
| 2.4 脉冲中子氧活化测井仪系统结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多路脉冲信号峰值采集和计数电路设计 |
| 3.1 电路结构 |
| 3.2 前置放大器 |
| 3.3 基线恢复电路 |
| 3.4 基于恒比定时的峰值检测电路 |
| 3.5 脉冲计数输出电路 |
| 3.6 多路数据采集电路 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 程序设计 |
| 4.1 仪器工作时序 |
| 4.2 程序主要功能及其实现 |
| 4.3 采集程序漏检率分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 氧活化测井解释方法 |
| 5.1 氧活化测井解释模型 |
| 5.2 时间谱的组成 |
| 5.3 渡越时间的计算 |
| 5.4 能谱信息对时间谱的校正 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 数据采集系统的测试与测试结果分析 |
| 6.1 能谱标定 |
| 6.2 试验井测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）随钻多极子声波测井仪主控系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 声波测井技术国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3 本文的主要工作及研究内容 |
| 第二章 随钻多极子声波测井仪主控系统概述 |
| 2.1 随钻多极子声波测井原理 |
| 2.1.1 仪器总体结构介绍 |
| 2.1.2 仪器工作原理 |
| 2.1.3 仪器工作流程 |
| 2.2 随钻多极子声波测井仪主控系统设计关键技术简介 |
| 2.2.1 主控系统电路介绍 |
| 2.2.2 地址位多处理器通信设计 |
| 2.2.3 远程在线升级设计 |
| 2.2.4 时差算法移植及代码优化 |
| 第三章 主控系统地址位多处理器通信 |
| 3.1 异步串行通信理论介绍 |
| 3.2 仪器主控系统通信方法设计及存在的问题 |
| 3.2.1 主控系统通信协议及结构 |
| 3.2.2 总线上的数据冲突 |
| 3.3 标准通信帧判断程序减少数据冲突 |
| 3.4 多处理器通信设计解决数据冲突 |
| 3.4.1 地址位多处理器通信设计原理 |
| 3.4.2 通信帧地址位软件设计 |
| 3.5 实验结果及分析 |
| 第四章 主控系统远程在线升级 |
| 4.1 远程在线升级概述 |
| 4.1.1 常用升级方式介绍 |
| 4.1.2 远程在线升级设计重难点分析 |
| 4.1.3 远程在线升级设计总体结构 |
| 4.2 远程在线升级文件解析设计 |
| 4.2.1 DSP文件及存储结构分析 |
| 4.2.2 HEX2000 工具的应用 |
| 4.2.3 HEX转 BIN文件软件设计 |
| 4.3 远程在线升级软件设计与实现 |
| 4.3.1 引导程序功能介绍 |
| 4.3.2 BIN文件可靠性传输 |
| 4.3.3 DSP芯片内部FLASH烧写 |
| 4.3.4 用户程序跳转 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 第五章 主控系统时差算法移植及代码优化 |
| 5.1 算法移植原理 |
| 5.2 算法移植硬件设计 |
| 5.3 时差算法移植设计与实现 |
| 5.3.1 STC时差算法介绍 |
| 5.3.2 STC时差算法移植存储设计 |
| 5.3.3 STC时差算法移植 |
| 5.4 代码优化 |
| 5.4.1 代码优化需求及优化原理 |
| 5.4.2 代码软硬件优化 |
| 5.5 实验结果及分析 |
| 第六章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）伽马能谱测井仪地面多路数据采集系统的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 自然伽马能谱测井的发展现状和趋势 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 石油能谱测井的原理介绍 |
| 1.2.3 国内外发展现状和趋势 |
| 1.3 课题的研究工作和结构安排 |
| 第二章 硬件电路的设计 |
| 2.1 硬件电路的设计与研究 |
| 2.2 STM32最小系统硬件电路 |
| 2.2.1 电源电路 |
| 2.2.2 时钟电路 |
| 2.2.3 复位电路 |
| 2.2.4 调试电路 |
| 2.3 多总线接口电路硬件设计 |
| 2.3.1 USB总线 |
| 2.3.2 485 总线 |
| 2.3.3 CAN总线 |
| 2.4 外扩存储器硬件电路设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 深度模块的设计 |
| 3.1 深度模块的设计方案 |
| 3.2 硬件电路设计 |
| 3.3 前端处理电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 软件设计 |
| 4.1 STM32软件开发工具 |
| 4.2 数据处理模块的软件设计 |
| 4.3 数据通讯模块的软件设计 |
| 4.3.1 CAN接口的程序设计 |
| 4.3.2 SPI接口的程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统的调试与实现 |
| 5.1 硬件电路的制作 |
| 5.2 系统软件的下载 |
| 5.3 系统测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 数据采集板系统原理图 |
| 附录 B 深度信号模块程序设计 |
| 附录 C CAN接口程序设计 |
| 附录 D SPI接口程序设计 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于正交采样的随钻电阻率测量响应特性（论文提纲范文）
| 1 感应电磁波信号预处理 |
| 1.1 感应电磁波信号降频 |
| 1.2 中频信号采样 |
| 2 基于正交采样的信号幅度比和相位差计算方法 |
| 2.1 信号正交采样基本原理 |
| 2.2 采样信号幅度比和相位差计算方法 |
| 3 采集电路与算法实现程序设计 |
| 4 仿真实验验证 |
| 4.1 线圈系结构及地层模型建立 |
| 4.2 线圈系结构测量响应计算 |
| 5 结论 |
（7）基于LaBr3的集成化核能谱采集研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 核测井技术的发展与应用 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 LaBr_3(Ce)闪烁晶体研究 |
| 2.1 理论基础 |
| 2.2 LaBr_3(Ce)闪烁晶体简介 |
| 2.2.1 核测井常用闪烁晶体性能对比 |
| 2.2.2 LaBr_3(Ce)的自发本底 |
| 2.2.3 LaBr_3(Ce)探头测试 |
| 第三章 采集系统方案设计 |
| 3.1 采集系统方案选择 |
| 3.2 采集系统芯片选型 |
| 3.3 FPGA的选型 |
| 3.3.1 LFXP2-8E-5TN144I简介 |
| 3.3.2 FPGA的内部资源 |
| 第四章 采集系统电路设计 |
| 4.1 脉冲信号整形电路 |
| 4.1.1 前置放大电路 |
| 4.1.2 极零相消电路 |
| 4.1.3 主放大电路 |
| 4.1.4 基线恢复电路 |
| 4.1.5 带通滤波电路 |
| 4.2 数字芯片外围电路 |
| 4.2.1 电源模块 |
| 4.2.2 差分运放模块 |
| 4.2.3 时钟模块 |
| 4.2.4 接口模块 |
| 4.3 采集电路PCB设计 |
| 4.3.1 信号线的布局 |
| 4.3.2 电源线的布局 |
| 4.3.3 散热模块 |
| 4.3.4 电路板 |
| 第五章 高速数据采集系统软件设计 |
| 5.1 ADC控制与数据接收模块 |
| 5.1.1 锁相环模块 |
| 5.1.2 接收分流模块 |
| 5.2 数据缓存模块 |
| 5.3 脉冲幅度分析模块 |
| 5.4 串行通信模块 |
| 第六章 采集系统功能测试 |
| 6.1 能量线性测试 |
| 6.1.1 测试环境 |
| 6.1.2 测试结果 |
| 6.1.3 结果分析 |
| 6.2 整机测试 |
| 6.2.1 整机测试环境 |
| 6.2.2 采集系统测试及探头对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（8）大规模阵列式声系性能检测方法和技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.3 测井仪器调试装备研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第2章 阵列式声系测试系统的测试需求分析 |
| 2.1 阵列式声系测试系统的测试需求分析 |
| 2.1.1 方位远探测反射声波测井仪的结构 |
| 2.1.2 三维声波测井仪器的结构 |
| 2.1.3 仪器的测试需求分析 |
| 2.2 台架系统架构设计 |
| 第3章 测试系统硬件设计 |
| 3.1 嵌入式前端机设计 |
| 3.1.1 嵌入式处理器 |
| 3.1.2 核心板架构设计 |
| 3.1.3 板间通信接口设计 |
| 3.2 声波接收装置设计 |
| 3.2.1 前置采集电路设计 |
| 3.2.2 放大滤波电路设计 |
| 3.2.3 ADC采集电路设计 |
| 3.3 声波发射装置设计 |
| 3.3.1 基于FPGA的 DDS设计 |
| 3.3.2 DAC转换电路设计 |
| 3.3.3 程控增益电路设计 |
| 3.3.4 功率放大电路设计 |
| 第4章 测试系统软件设计 |
| 4.1 嵌入式软件设计 |
| 4.1.1 嵌入式操作系统介绍 |
| 4.1.2 系统引导程序 |
| 4.1.3 嵌入式操作系统移植 |
| 4.1.4 嵌入式软件驱动程序设计 |
| 4.1.5 嵌入式软件应用程序设计 |
| 4.2 上位机软件设计 |
| 4.2.1 上位机软件架构 |
| 4.2.2 上位机网络通信简介 |
| 4.2.3 上位机网络通讯实现 |
| 4.2.4 工作参数设置模块 |
| 4.2.5 波形显示模块 |
| 4.2.6 文件操作模块 |
| 4.2.7 文件回放模块 |
| 第5章 阵列式声系测试系统应用测试 |
| 5.1 接收声系测试 |
| 5.1.1 接收声系各采集通道频率响应测试 |
| 5.1.2 接收声系各采集通道程控增益测试 |
| 5.1.3 接收声系接收阵列峰峰值一致性测试 |
| 5.1.4 接收声系接收阵列时域和频域一致性测试 |
| 5.2 发射声系测试 |
| 5.2.1 发射声系单极发射换能器声场特性测试 |
| 5.2.2 发射声系偶极发射换能器声场特性测试 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 工作成果 |
| 6.2 不足之处与改进思路 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）基于Nios Ⅱ软核双口RAM的核信号采集系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 核信号测量系统的研究 |
| 1.2.2 Nios Ⅱ处理器与双口RAM研究 |
| 1.3 研究内容及特点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 核信号测量原理及系统方案设计 |
| 2.1 核信号测量原理 |
| 2.1.1 放射性核素介绍 |
| 2.1.2 放射性核素测量原理 |
| 2.2 基于Nios Ⅱ嵌入式软核的测量方案设计 |
| 2.3 测量系统各模块的选型实现 |
| 2.3.1 核辐射探测部分 |
| 2.3.2 信号放大部分 |
| 2.3.3 信号处理部分 |
| 2.3.4 信号传输部分 |
| 2.3.5 电源部分 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统核心电路设计 |
| 3.1 系统电源电路设计 |
| 3.1.1 DC-DC稳压模块设计 |
| 3.1.2 低压模拟/数字电源设计 |
| 3.1.3 高压电源模块设计 |
| 3.2 放大电路设计 |
| 3.3 DAC调理电路设计 |
| 3.4 ADC采样电路设计 |
| 3.5 FPGA处理器核心电路设计 |
| 3.6 数据传输通信电路设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 Nios Ⅱ及双口RAM数据缓存设计 |
| 4.1 Nios Ⅱ嵌入式处理器介绍 |
| 4.1.1 Nios Ⅱ分类 |
| 4.1.2 Nios Ⅱ特点 |
| 4.2 双口RAM介绍 |
| 4.2.1 常用存储格式介绍 |
| 4.2.2 双口RAM接口介绍 |
| 4.2.3 双口RAM读取时序 |
| 4.3 Nios Ⅱ开发环境 |
| 4.3.1 Quartusii介绍 |
| 4.3.2 Qsys系统介绍 |
| 4.3.3 Eclipse(集成开发环境)介绍 |
| 4.4 Nios Ⅱ嵌入式处理器设计 |
| 4.4.1 Nios Ⅱ处理器设计 |
| 4.4.2 系统时钟设计 |
| 4.4.3 JTAG调试模块设计 |
| 4.4.4 IO设计 |
| 4.4.5 UART设计 |
| 4.4.6 SPI设计 |
| 4.4.7 双口RAM设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 软件与相关算法设计 |
| 5.1 FPGAVerilog程序设计 |
| 5.1.1 Qsys硬件设计例化 |
| 5.1.2 滤波算法设计 |
| 5.1.3 双口RAM数据存储设计 |
| 5.2 EclipseC/C+程序设计 |
| 5.2.1 双口RAM数据读写设计 |
| 5.2.2 UART数据通信设计 |
| 5.2.3 SPI控制设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 系统测试和数据分析 |
| 6.1 系统设计成果 |
| 6.2 系统实验测试平台 |
| 6.3 样品测试分析 |
| 6.3.1 ~(137)Cs测试分析 |
| 6.3.2 ~(60)Co测试分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（10）井筒震电测井模拟电路系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外震电测井与相关技术研究现状 |
| 1.3 电路系统设计的难点 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 震电测井原理和采集系统方案设计 |
| 2.1 震电效应与井筒震电测井原理 |
| 2.2 采集系统设计思路 |
| 2.3 系统结构功能框图 |
| 2.4 采集系统设计要求与相关技术指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 震电信号调理电路设计 |
| 3.1 噪声分析 |
| 3.1.1 噪声分类与性质 |
| 3.1.2 运算放大电路噪声分析 |
| 3.2 信号调理电路方案设计 |
| 3.3 信号调理电路设计实现 |
| 3.3.1 预处理电路设计 |
| 3.3.2 前置放大电路设计 |
| 3.3.3 缓冲电路设计 |
| 3.3.4 带通滤波电路设计 |
| 3.3.5 同相放大电路设计 |
| 3.3.6 隔离电路设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 FPGA数据采集电路与功能扩展电路设计 |
| 4.1 电路总体方案设计 |
| 4.1.1 核心芯片对比 |
| 4.1.2 核心器件选择 |
| 4.1.3 电路总体方案 |
| 4.2 模数转换模块电路设计 |
| 4.2.1 模数转换电路设计 |
| 4.2.2 基准电压电路设计 |
| 4.2.3 驱动电路设计 |
| 4.3 FPGA电路设计 |
| 4.3.1 核心FPGA电路设计 |
| 4.3.2 程序配置电路设计 |
| 4.3.3 核心FPGA电路供电模块设计 |
| 4.4 功能扩展电路设计 |
| 4.4.1 同步触发信号隔离电路设计 |
| 4.4.2 采集系统电源管理电路设计 |
| 4.5 电路PCB设计 |
| 4.5.1 电路PCB设计规范 |
| 4.5.2 PCB绘制与制作 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 单板测试与系统实验测试 |
| 5.1 单板测试 |
| 5.1.1 单板电源电压测试 |
| 5.1.2 前置放大电路测试 |
| 5.1.3 带通滤波器幅频特性测试 |
| 5.1.4 同相放大电路增益测试 |
| 5.1.5 信号调理电路测试 |
| 5.2 声源激励相关参数的考察 |
| 5.2.1 声源激励脉宽 |
| 5.2.2 声源激励功率考察 |
| 5.2.3 声源位置考察 |
| 5.3 系统实验测试平台搭建 |
| 5.4 系统实验测试 |
| 5.5 震电信号特性考察 |
| 5.5.1 频谱分析 |
| 5.5.2 震电信号量级计算与分析 |
| 5.5.3 影响因素 |
| 5.6 指标验证与实验总结 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、高速微处理器在核测井中的应用（论文参考文献）
- [1]基于FPGA的数字化多道脉冲幅度分析器关键技术研究[D]. 宿凌超. 西南科技大学, 2021(08)
- [2]随钻四极子声波测井仪井下主控电路关键技术研究与实现[D]. 于博. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]脉冲中子氧活化测井仪数据采集处理系统设计[D]. 李琼. 华中科技大学, 2020(01)
- [4]随钻多极子声波测井仪主控系统设计[D]. 张军彪. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]伽马能谱测井仪地面多路数据采集系统的研制[D]. 张缓缓. 西京学院, 2019(02)
- [6]基于正交采样的随钻电阻率测量响应特性[J]. 万勇,张晓彬,倪卫宁,孙伟峰,张卫,戴永寿. 中国石油大学学报(自然科学版), 2018(04)
- [7]基于LaBr3的集成化核能谱采集研究[D]. 严语鸣. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [8]大规模阵列式声系性能检测方法和技术研究[D]. 刘栋. 中国石油大学(北京), 2018
- [9]基于Nios Ⅱ软核双口RAM的核信号采集系统设计[D]. 费鹏. 成都理工大学, 2018(01)
- [10]井筒震电测井模拟电路系统的研究[D]. 付磊. 电子科技大学, 2018(09)