数字相敏检波技术在微电成像测井仪中的应用 被引量：9

1

作者 孔力 石军 +1 位作者 徐方友 刘家玮 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第2期34-36,41,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 数字相敏检波 频率响应 成像测井

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测井仪器中数字相敏检波算法的设计与实现 被引量：8

2

作者 苏日建 孔力 石军 《石油机械》 北大核心 2009年第11期60-62,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 测井仪器 模拟相敏检波 数字相敏检波 检测信号 参考信号 乘累加

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电阻抗成像中高速高精度数字相敏检波器设计 被引量：5

3

作者 何为 何传红 刘斌 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1274-1279,1290,共7页

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,... 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。 展开更多

关键词 电阻抗成像 数字相敏检波器 信噪比 现场可编程门阵列

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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 被引量：2

4

作者 张述杰 韩华超 +1 位作者 张芝贤 刘东波 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第8期69-71,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 电容式传感器 数字相敏检波器 转换电路 单片机

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基于LabVIEW的数字相敏检波器实现 被引量：3

5

作者 张家田 周超 严正国 《现代电子技术》 2012年第16期143-145,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 数字相敏检波 LABVIEW 算法性能 整周期采样

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数字相敏检波在DSP中的实现 被引量：9

6

作者 石军 曹卫锋 +1 位作者 徐方友 李向峰 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2010年第2期85-87,共3页

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... 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. 展开更多

关键词 数据采集 数字相敏检波 开方运算

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一种数字相敏检波器的研制 被引量：2

7

作者 周志平 洪小丽 陈勇 《机床与液压》 北大核心 2009年第6期138-141,共4页

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。

关键词 电感式传感器 数字相敏检波器 电路设计 软件设计

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精密电感测微仪中的数字相敏检波技术 被引量：1

8

作者 洪小丽 黄登红 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2007年第7期104-106,共3页

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。

关键词 数字相敏检波 电感测微仪 测量精度

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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 被引量：6

9

作者 徐方友 肖宏 +1 位作者 曹启刚 马雪青 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2011年第4期17-19,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 数字相敏检波 开方算法 成像测井

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近红外光谱仪中的数字锁相技术研究 被引量：9

10

作者 朱虹 林君 +2 位作者 吴忠杰 王智宏 占细雄 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1258-1261,共4页

本文分析了光栅扫描型近红外光谱仪中光谱信号频率波动引起的测量误差问题,提出了一种同步整周期采样的正交DPSD方法,讨论了实现这种方法的几点注意事项。最后,给出了这种方法与原模拟锁相放大器的信噪比对比测试实验结果。理论分析和... 本文分析了光栅扫描型近红外光谱仪中光谱信号频率波动引起的测量误差问题,提出了一种同步整周期采样的正交DPSD方法,讨论了实现这种方法的几点注意事项。最后,给出了这种方法与原模拟锁相放大器的信噪比对比测试实验结果。理论分析和实验结果表明:此方法与模拟锁相方法相比输出信噪比提高了一倍多,可以应用于近红外光谱仪的微弱信号检测,能够精确地从噪声中提取出光谱信号,达到了良好效果。 展开更多

关键词 近红外 数字锁相放大器 数字相敏检波 整周期采样

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混频信号数字检波方法在阵列侧向测井中的应用 被引量：1

11

作者 高怡 李东航 +2 位作者 曹景致 张翔宇 罗旋 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期98-103,91,共7页

阵列侧向测井已经成为目前电法测井领域研究的热点。准确、快速地提取出混频信号中每个频率点处的信号幅值是最终准确计算地层视电阻率的关键。数字相敏检波(DPSD)与快速傅里叶变换(FFT)是侧向仪器常用的两种数字检波方法。传统基-2 FF... 阵列侧向测井已经成为目前电法测井领域研究的热点。准确、快速地提取出混频信号中每个频率点处的信号幅值是最终准确计算地层视电阻率的关键。数字相敏检波(DPSD)与快速傅里叶变换(FFT)是侧向仪器常用的两种数字检波方法。传统基-2 FFT采用雷德算法进行倒位序使得整体运行速度较慢,本文针对此问题进行了优化。测试结果表明:DPSD运算速度为传统基-2 FFT的7倍左右,改进算法的运算速度较原来提高了近1倍;精度方面,当待测信号与标准信号无相位差时,DPSD计算精度略高于FFT,但当相移增大时,DPSD误差显著增加,而FFT的计算误差则不受相位差影响。两种方法在阵列侧向仪器的应用实例表明:与DPSD相比,使用FFT所测得的电阻率曲线一致性更好,并且可测出视电阻率值高达45000Ω·m的高阻地层,仪器测量精度更高,为准确识别油气层提供了更加可靠的资料。 展开更多

关键词 阵列侧向测井 混频信号 数字相敏检波 FFT 信号采集与处理

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核磁共振测井微弱信号DPSD提取算法研究 被引量：1

12

作者 张嘉伟 薛志波 +1 位作者 王光伟 宋公仆 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第1期78-81,共4页

针对核磁共振测井中采集到的核磁回波信号十分微弱的特点,提出一种微弱信号的提取处理算法(DPSD,相敏检波算法),详细分析了DPSD算法的特点以及数字DPSD算法的实现方法,并对DPSD算法的频谱进行详细分析,提出一种通过FPGA并行执行DPSD算... 针对核磁共振测井中采集到的核磁回波信号十分微弱的特点,提出一种微弱信号的提取处理算法(DPSD,相敏检波算法),详细分析了DPSD算法的特点以及数字DPSD算法的实现方法,并对DPSD算法的频谱进行详细分析,提出一种通过FPGA并行执行DPSD算法提高运算速度、增强数据运算时实型的设计。目前已经成功实现该数字DPSD并行回波数据处理算法,并在实际测井过程中得到了很好的应用效果。 展开更多

关键词 核磁共振 微弱信号 CPMG序列 dpsd相敏检波算法

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计算机处理DPSD及其应用

13

作者 杨阳 沈雷洪 黄孟才 《数据采集与处理》 CSCD 1989年第A10期99-100,共2页

数字相敏检测(DPSD),先将模拟信号数字化,通过软件对信号进行处理,讨论数字相干检测,较模拟相敏检测有以下特点: (1)DPSD的时间常数变化范围可以很大。用存贮器保持信息,不会丢失,有足够的数据存放空间,因而可以使等效带宽做得非常窄。(... 数字相敏检测(DPSD),先将模拟信号数字化,通过软件对信号进行处理,讨论数字相干检测,较模拟相敏检测有以下特点: (1)DPSD的时间常数变化范围可以很大。用存贮器保持信息,不会丢失,有足够的数据存放空间,因而可以使等效带宽做得非常窄。(2)DPSD的线性度很好,几乎不引入误差。 展开更多

关键词 数字相敏检测 计算机 dpsd 弱信号

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基于DPSD算法的交流电磁场检测系统的研制 被引量：2

14

作者 徐有芳 任尚坤 袁润冲 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2023年第2期121-126,共6页

文中以FPGA为核心设计基于DPSD算法的ACFM检测系统,实现对检测信号自适应滤波,提取幅值的功能。系统由探头、前端处理电路、FPGA、上位机软件组成,并基于FPGA设计DDS激励源。以不锈钢板为测试对象设计试验,验证系统性能。结果表明:系统... 文中以FPGA为核心设计基于DPSD算法的ACFM检测系统,实现对检测信号自适应滤波,提取幅值的功能。系统由探头、前端处理电路、FPGA、上位机软件组成,并基于FPGA设计DDS激励源。以不锈钢板为测试对象设计试验,验证系统性能。结果表明:系统针对微小裂纹具有良好的检出效果,且在系统稳定性、集成性及灵活性方面具有很好性能。 展开更多

关键词 交流电磁场检测(ACFM) FPGA 数字相敏检波(dpsd) 直接数字频率合成(DDS) 信号采集 信号处理

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基于随钻电磁波仪器的欠采样DPSD设计与实现 被引量：1

15

作者 和丽真 杨国华 +1 位作者 王珺 郭庆明 《电子测量技术》 2020年第12期1-5,共5页

随钻电磁波电阻率测井仪器工作需要从高频微弱的接收信号中获取幅度比和相位差信息,但受硬件器件采样速度、精度及成本等方面限制。为此提出一种欠采样数字相敏检波直接采样的方法,结合数字相敏检波优秀的微弱信号提取能力和欠采样对硬... 随钻电磁波电阻率测井仪器工作需要从高频微弱的接收信号中获取幅度比和相位差信息,但受硬件器件采样速度、精度及成本等方面限制。为此提出一种欠采样数字相敏检波直接采样的方法,结合数字相敏检波优秀的微弱信号提取能力和欠采样对硬件器件采样频率的低要求来实现高频微弱信号幅度比和相位差的提取。经过仿真计算验证了该方法可以准确的获取信号地幅度和相位,通过添加噪声来模拟实际电路,仿真结果显示该方法可有效抑制噪声,且随采样时间的增加获取的信号精度也越高。最后基于FPGA搭建软硬件电路实现了用约110kHz的采样频率获取2MHz和400kHz电磁波信号的幅值比和相位差,试验误差低于1%,满足随钻电磁波仪器的设计需求。 展开更多

关键词 随钻电磁波测井 欠采样 数字相敏检波 幅度比 相位差

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改善电感测微仪二次测量电路精度的措施 被引量：14

16

作者 洪小丽 戴一帆 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期100-103,共4页

介绍了差动调幅式电感测微仪的工作原理,分析了影响二次测量电路精度的因素,在此基础上提出了利用自稳幅技术以及波形改善技术、全波数字相敏检波技术以及软件部分的数字滤波、线性补偿技术来改善测量精度的措施。实验结果表明,采用上... 介绍了差动调幅式电感测微仪的工作原理,分析了影响二次测量电路精度的因素,在此基础上提出了利用自稳幅技术以及波形改善技术、全波数字相敏检波技术以及软件部分的数字滤波、线性补偿技术来改善测量精度的措施。实验结果表明,采用上述改进措施,测量精度有了显著的提高。 展开更多

关键词 电感测微仪 数字相敏检波 自稳幅技术

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微电阻率扫描成像测井仪数据采集系统设计 被引量：7

17

作者 苏日建 孔力 +2 位作者 刘文中 石军 宋胜利 《石油机械》 北大核心 2009年第1期62-65,共4页

为了解决我国当前油气勘探开发中测井技术的瓶颈问题,设计了微电阻率扫描成像测井仪数据采集系统。该系统以ADSP21992YST为核心,通过模数转换芯片、可编程增益放大器、前置放大器以及CAN总线驱动器实现实时数据采集。用该系统进行了测... 为了解决我国当前油气勘探开发中测井技术的瓶颈问题,设计了微电阻率扫描成像测井仪数据采集系统。该系统以ADSP21992YST为核心,通过模数转换芯片、可编程增益放大器、前置放大器以及CAN总线驱动器实现实时数据采集。用该系统进行了测试试验,试验中实现了快扫和慢扫2种测井模式,测量精度大大提高,特别是高阻地层图像得到很大的改善。 展开更多

关键词 微电阻率扫描成像测井仪 数据采集 数字信号处理器 数字相敏检波

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VCSEL激光器抗干扰温度控制 被引量：5

18

作者 韩天 张雨霖 +2 位作者 缪存孝 刘建丰 薛帅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期109-118,共10页

由于VCSEL具有低功耗、小体积、高调制频率和容易集成等特征,被广泛应用于磁探测领域之中。作为一种高精密的传感器,原子磁强计在测量磁场过程中由于激光器的输出不稳定导致测量精度下降。针对环境等干扰导致激光器的输出不稳定问题,设... 由于VCSEL具有低功耗、小体积、高调制频率和容易集成等特征,被广泛应用于磁探测领域之中。作为一种高精密的传感器,原子磁强计在测量磁场过程中由于激光器的输出不稳定导致测量精度下降。针对环境等干扰导致激光器的输出不稳定问题,设计了一种可以抵抗环境温度变化的控制器。首先,通过带DSP内核的ADAU1401A芯片与DPSD方法实现了高分辨率温度解算;然后,通过系统辨识的方式建立温控数学模型;最后,应用干扰观测器与内模控制原理设计出抗扰动、低超调、鲁棒性的控制器。实验结果表明:在70℃温度下,存在干扰的控制精度为±0.003℃,常温下控制精度为±0.0015℃,为激光器稳定输出与高精度磁场测量奠定了基础。 展开更多

关键词 半导体激光器 交流温控 干扰观测器 内模控制 数字相敏检波

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基于嵌入式架构的井下高精度模数转换器高温测试系统设计 被引量：1

19

作者 门百永 鞠晓东 +3 位作者 乔文孝 邓林 成向阳 卢俊强 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期67-71,共5页

采用主从式结构,设计一种井下模数转换器(ADC)高温测试系统。系统主机通过以太网与嵌入式前端机互联。基于ARM7-uC linux架构的前端机主要完成温度控制、供电控制及ADC测试控制等,而后续的数据处理、显示及存储等任务由高性能上位机完... 采用主从式结构,设计一种井下模数转换器(ADC)高温测试系统。系统主机通过以太网与嵌入式前端机互联。基于ARM7-uC linux架构的前端机主要完成温度控制、供电控制及ADC测试控制等,而后续的数据处理、显示及存储等任务由高性能上位机完成。数字相敏检波算法被成功应用于ADC有效位数的快速实时计算。结果表明,测试系统可以完成高温下(175℃)ADC垂直精度、功耗的定量连续测试及失码、波形畸变等工作不稳定状态的识别,为测井仪器数据采集电路的设计、调试和性能检测提供重要的依据。 展开更多

关键词 测井仪器 高温测试 模数转换器 有效位数 嵌入式技术 网络互联 数字相敏检波

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改进的NMR测井仪中回波检测快速算法 被引量：2

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作者 程晶晶 龚治宇 +2 位作者 孙豫斌 潘浩 吴磊 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第3期30-33,共4页

为了减少核磁共振测井回波信号处理算法使用的逻辑资源,并增强算法的实时处理性能,设计了一种基于FPGA的数字相敏检波算法。采用分布式算法,将数字相敏检波算法中乘累加运算转换为查找表和累加器移位操作,充分利用FPGA逻辑资源,提高数... 为了减少核磁共振测井回波信号处理算法使用的逻辑资源,并增强算法的实时处理性能,设计了一种基于FPGA的数字相敏检波算法。采用分布式算法,将数字相敏检波算法中乘累加运算转换为查找表和累加器移位操作,充分利用FPGA逻辑资源,提高数据的处理速度。在基于Flash架构的FPGA(A3P1000)的硬件平台上的测试结果表明:改进算法的逻辑资源占用率仅为13%,能使最高频率为4.32 MHz的回波信号的信噪比得到显著提升,算法性能满足井下回波数据处理的时间要求和精度要求。 展开更多

关键词 核磁共振测井 数字相敏检波 现场可编程门阵列 分布式算法

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