数字相敏检波技术在微电成像测井仪中的应用

研究了数字相敏检波技术在微电阻率成像测井仪中的应用。介绍了数字相敏检波的基本原理,分析了该算法的频率特性,得出采样周期数与单周期采样次数对检波系统的影响规律。给出微电成像采集系统硬件电路设计框图和基于DSP的数字相敏检波算法程序流程图,给出实验结果。与传统的基于模拟相敏检波的采集系统进行比较,数字相敏检波具有明显的优越性。不仅提高了整个系统的可靠性并为该仪器的进一步改进提供了方便,同时提高了检测精度。

测井仪器中数字相敏检波算法的设计与实现

通过对目前现有的反向采样法、正交采样法、四等分累加法等数字相敏检波进行深入研究,提出了一种基于数字信号处理的数字相敏检波算法,并在所研制的井周,微电阻率成像测井仪通过DSP使用软件来实现。数字相敏检波的基本原理是对待测信号进行若干周期采样,并将采样值与存储于数组中相应参考值进行乘累加并取平均,求出其同相分量与正交分量,然后计算出其幅值与相位。现场测井试验结果表明,使用数字相敏检波可以更加有效地拟制噪声,改善信噪比,使测量数据更准确。

电阻抗成像中高速高精度数字相敏检波器设计

电阻抗成像对测量系统的精度和速度都有较高要求,为此研制了基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的数字相敏检波器(digital phase-sensitive detector,DPSD)用于电阻抗成像的数据测量。在分析DPSD原理的基础上,推导出信噪比与采样点数和采样分辨率的关系。给出了测量系统的实现方案,提出了基于直接数字频率合成(direct digitalsynthesis,DDS)技术的模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)时钟设计方法。采用高速多通道ADC芯片,辅以低抖动ADC时钟电路,最终由FPGA实现实时DPSD算法。实验测试结果显示,测量准确度可达0.03%,系统信噪比可达85dB。琼脂模型成像实验证明其性能可以较好地满足电阻抗成像的要求。

利用数字相敏检波器消除电容式传感器漏电产生的测量误差

在分析影响电容传感器测量精度各种因素的基础上,论述了由单片机构成的数字相敏检波器(DPSD)的工作原理以及采用这种DPSD实现的一种新型电容式传感器转换电路。在电路中运用了DPSD、高精度运算放大器和单片机,消除了传感器漏电所引起的测量误差,同时还有效地抑制了传感器引线电容及其他干扰信号对测量精度的影响。实验证明:这种转换电路具有很高的测量精度和可靠性,测量误差小于±1%,可以应用于航空航天等领域内的精密仪表中。

基于LabVIEW的数字相敏检波器实现

根据数字相敏检波的原理,在LabVIEW环境实现了数字相敏检波算法,并分析了算法性能。实验结果表明,整周期采样时,信噪比低至-20dB时的幅度误差小于0.2%,相位误差小于0.7%。为进一步验证,还利用NI公司的波形生成卡和数据采集卡模拟了数字相敏检波在实际中的应用效果。

数字相敏检波在DSP中的实现

为提高已知频率微弱信号的检测精度和实时性,对比了模拟和数字相敏检波的实现方法,研究了数字相敏检波在DSP中的实现方法.采用先进的DSP芯片ADSP21992设计了已知频率多路数据采集系统的硬件电路,采用平方和开方运算的双线性逼近方法实现了数字相敏检波,通过在微电阻率扫描测井仪中的应用表明,系统的精度有了一定的提高,实时性能够满足仪器的实际应用.

一种数字相敏检波器的研制

介绍了一种应用于电感传感器中的数字相敏检波器(DPSD)的硬件电路和软件设计,并分析了其实现原理。经过实验验证,这种检测方式具有很高的测量精度,可以应用于精密和超精密测量中。

精密电感测微仪中的数字相敏检波技术

根据反相采样的原理,将数字相敏检波技术应用于电感测微仪中,提出了具体的实现方法和算法,并给出了相应的软件设计。通过实验结果表明,采用数字反相采样相敏检波法提高了电感测微仪的精度,能在精密和超精密测量应用中使用。

基于数字相敏检波的三维感应测井信号处理方法研究

三维感应测井技术,既可以测得地层的水平电阻率也可测得垂直电阻率,还可得到各向异性地层模型的两种含水(油)饱和度、地层倾角和仪器方位角等信息,进而可以准确地进行地层评价。文章提出了一种基于数字相敏检波的三维感应测井数据处理方法。利用数字相敏检波对固定频率敏感的特性,使有用信号与无用信号分离的更加彻底,保留了与油、气储层有关的有用信号,具有检波精度高、性能可靠的特点。

数字相敏检波器在测井仪器中的应用研究

在测井仪器的信号采集设计中,需解决在恶劣工作环境中对微弱信号的精确测量的问题。常规的相关检测一般都采用模拟开关相敏检波来实现。然而硬件的相关检测方法,受到元器件温度性能的影响,表现为在高温情况下存在严重的测量误差。文章针对于目前测井仪器中的模拟相敏检波器的存在的稳定性低的缺点,提出了采用数字相敏检波器实现相关检测的的方法。该方法克服了温度变化所产生的影响,能够更精确的进行小信号的相关检测,最后使用MATLAB对文中的数字相敏检波算法进行了仿真验证。

精密电感测微仪中的数字相敏检波技术研究

本文根据反相采样的原理,将数字相敏检波技术应用于电感测微仪中,提出了具体的实现方法和算法,并给出了相应的流程设计。通过实验结果表明,采用数字反相采样相敏检波法提高了电感测微仪精度,能在精密和超精密测量中使用。

基于DSP的数字相敏检波器的实现

文章介绍了相敏检波原理,并由该原理推导出数字相敏检波原理。根据推导出的数字相敏原理,采用DSP技术与16位ADC实现了高精度的数字相敏检波器。该检波器应用于随钻电阻率测井及感应测井等多个测井系统中,取得了良好的应用效果。

正交式数字相敏检波在PED接收系统中的应用

鉴于井下复杂噪声对信号检测的不利影响,针对以无线应急通信系统PED(Personal Emergency Device)为代表的井上井下超低频通信接收设备,提出一种不需要外接同频参考信号的数字相敏检波优化算法,并在PED模拟实验系统中,验证了接收部分应用数字相敏检波算法的效果。数字相敏检波通过对待测信号进行若干周期采样,并将采样值与存储于数组中相应参考值进行乘累加并取平均,求其同相分量与正交分量的方式,完成对信号幅值的计算。实验数据表明,当假定PED井下接收机的辨别能力是信号的相关性大于0.6时,系统能接收的最小信噪比为-58 d B,在一定程度上提高了接收有用信号的准确度,有利于仪器小型化、便捷化的实现。

开放式电阻抗成像中数字相敏检波器设计

开放式电阻抗成像技术对测量系统的精度要求很高,为此研制了基于FPGA的数字相敏检波器(DPSD)以用于电阻抗成像的数据测量。通过分析DPSD的信号采集与计算原理,给出了关键参数的计算,基于DDS技术的ADC时钟设计方法。同时设计了高速多通道ADC转换电路,低抖动性能的ADC时钟电路、FPGA实现实时数字相敏检波的计算方法,提高了系统的信噪比。经实验测试表明,在1KHz^1MHz正弦信号注入频率的条件下,系统的信噪比最高可达104dB,精度高,稳定度好。

阻抗测量中数字相敏检波技术研究

为克服阻抗测量中模拟相敏检波低频响应差、受元器件精度影响等缺点,提出了一种用数字相敏检波技术代替模拟相敏检波技术的方法。根据自由轴法分离矢量电压的实部和虚部的基本原理,通过对采样值进行循环右移获得正交的基准信号并进行乘累加取平均,最终得到精确结果。在Matlab中建立仿真模型,并仿真验证了该方法的可行性。结果表明,该方法不仅能克服模拟相敏检波的缺点且简化了电路。

基于FPGA的数字相敏检波算法实现

数字相敏检波(DPSD)算法是一种有效的信号检测方法。针对某些高速采样系统采用现有DSP芯片控制模数转换和进行DPSD算法运算所出现的控制精度不高和运算速度慢等问题,详细分析了DPSD算法,设计了基于FPGA的数字相敏检波算法。该算法解决了控制信号精度不高等问题,满足高速采样系统对运算速度的要求。试验结果表明,基于FPGA的数字相敏检测算法在测试系统中能有较好的检测效果。

PCM系统中数字相敏检波器的设计与仿真

在PCM(埋地管道电流测绘)系统中,实际的信号采集需要解决在非常恶劣的环境中对ELF(甚低频)信号的精确测量的问题。传统的方法一般都采用APSD(模拟相敏检波器)来实现,然而在实际的电路中用模拟相敏检波器效果并不是很理想,结果存在严重的误差。针对目前模拟相敏检波器存在的问题,设计一种DPSD(数字相敏检波器)实现消除PCM系统中ELF信号中工频干扰的目的。该检波器能有效的克服模拟相敏检波器的缺点,更精确的进行微弱信号的检测,最后使用MATLAB仿真软件对模拟和数字相敏检波器进行了仿真比较。

微电成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及DSP实现

研究了微电阻率成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及其DSP实现。介绍了数字相敏检波的基本原理,给出了线性逼近开方算法的优缺点,针对线性逼近算法精度不高的缺点提出一种线性逼近和牛顿拉夫逊相结合的新算法,并给出新算法与线性逼近算法的相对误差图,展现了新算法在计算精度上的优越性,然后给出新算法DSP实现的程序流程图和实验结果。得出新开方算法不仅能够满足测井实时计算的要求,而且还能提高信号检测的线性度的结论。

远场涡流检测中的数字相敏检波器的研究

数字相敏检波作为一种微弱信号的检测方法,适用于信号微弱及信噪比低的远场涡流检测,介绍了运用远场涡流技术检测管道缺陷的原理和方法,并对数字相敏检波器进行了研究和研制,实验结果表明效果良好.

加权数字相敏检波算法在核磁共振测井数据采集中的应用

在核磁共振测井数据采集过程中,常采用数字相敏检波算法提取自旋回波的幅度和相位,但是该算法基于累加平均原理,使得包络状的自旋回波幅度采集结果偏低。创新性提出加权数字相敏检波算法,通过引入加权系数,提高包络峰值数据的权重,可有效提高核磁共振回波信号的测量精度,从而提高核磁共振测量的准确性。数值模拟和实验结果表明,在相同采集参数条件下,加权数字相敏检波算法与数字相敏检波算法的信噪比一致,前者比后者幅值计算准确性提高12%。该技术已应用于多频核磁共振测井仪,取得了良好的应用效果。