[发明专利]一种基于LVDS技术的三维声波测井数据高速传输装置

说明书

技术领域

本发明属于测井信号高速传输技术领域，更为具体地讲，涉及一种适合在井下高温恶劣环境中工作的基于LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）技术的三维声波测井数据高速传输装置，用于三维声波测井过程中控制板与采集板之间数据的高速传输。

背景技术

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，采用低速传输难于满足测量实时性的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服三维声波测井数据量大，在井下传输受到严重的外界干扰的缺陷，提供一种基于LVDS技术的三维声波测井数据高速传输装置，以实现在采集数据量大和外界干扰严重的情况下，实时准确地完成控制板和采集板之间数据的高速传输。

为实现以上目的，本发明基于LVDS技术的三维声波测井数据高速传输装置，其特征在于，包括转接板、控制板、LVDS数据收发器、LVDS时钟发送器、13块采集板以及每个采集板对应的LVDS时钟接收器和LVDS数据收发器；

地面控制系统通过测井电缆下发控制命令到转接板，转接板通过LAN接口接收命令，并通过Mcbsp接口即多通道缓冲串行口下传给控制板；

控制板中包含有井下主控模块，命令发送模块、数据接收模块；井下主控模块用于接收地面控制系统发送的命令，并做出解析，从而控制井下测井系统有序无误地进行，同时把从采集板接收的三维声波测井数据通过Mcbsp接口即多通道缓冲串行口上传给转接板，然后通过LAN接口、测井电缆再上传到地面控制系统；命令发送模块将井下主控模块解析得到的命令通过LVDS数据收发器发送到LVDS串行传输总线上，再通过LVDS串行传输总线发送给采集板，以控制采集板的采样率、采样点数、采样精度、工作时序以及信号调理电路的增益倍数等参数，同时命令发送模块产生基准通信时钟发送给数据接收模块，并同时通过LVDS时钟发送器发送给采集板，使控制板与采集板通信同步；数据接收模块对13块采集板通过LVDS串行传输总线发送过来的三维声波测井数据进行准确无误的接收，并存储到相应的存储器中，然后，井下主控模块通过Mcbsp接口将存储器中存储的三维声波测井数据发送到地面控制系统；

13块采集板，每块采集板中包括有命令接收模块、ADC控制模块、ADC转换器、8路信号调理电路以及数据发送模块；命令接收模块通过LVDS时钟接收器对来自控制板的基准通信时钟进行接收，依据基准通信时钟对LVDS串行传输总线上控制板发送的命令进行接收，并将命令发送给ADC控制模块；ADC控制模块根据接收到的命令，对信号调理电路的增益倍数进行配置，并控制ADC转换器的采样率、采样点数、采样精度以及工作时序；8路信号调理电路对接收换能器获取的三维声波测井信号进行调理后送入ADC转换器，ADC转换器依据ADC控制模块确定的工作时序，对8路三维声波测井信号进行采样得到三维声波测井数据；

数据发送模块将ADC转换器得到的三维声波测井数据进行处理并通过LVDS数据收发器发送到LVDS串行传输总线上，再发送给控制板。

本发明的目的是这样实现的：

三维声波测井仪在实际工作中每块采集板需要采集8通道的声波信号，13块采集板一共需要采集104通道的信号，因此测井数据量非常大，需要实时高速传输，这是以往声波测井未碰到的难题。本发明基于LVDS技术的三维声波测井数据高速传输装置，首先地面控制系统下发控制命令，转接板通过LAN口接收命令，并通过Mcbsp接口下传给控制板，然后使用LVDS接口技术来实现控制命令以及三维声波测井数据的高速串行传输。LVDS通信接口技术是用极低的电压摆幅以高速差分的方式进行数据传输，具有低噪声，很好的共模抑制能力，低功耗并且电路能够集成到系统级IC里面，从而克服了三维声波测井数据传输距离远，井下电路工作环境复杂，三维声波测井信号容易受到外界干扰的问题，可实时准确地完成控制板和采集板之间数据的高速传输。

附图说明

图1是三维声波测井仪结构示意图；

图2是本发明基于LVDS技术的三维声波测井数据高速传输装置一种具体实施方式的原理框图；