專利名稱：一種高頻電磁波測試信號接收與調理電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及高頻電磁波測試，具體涉及一種高頻電磁波測試信號接收與 調理電路。
背景技術：
高頻電磁波測試信號接收與調理電路主要由衰減模塊、選通模塊、放大-漢塊、混頻模塊和濾波模塊構成，其中濾波;漠塊用于從混頻it塊輸出的高 頻和中頻信號中選取中頻信號，目前，濾波模塊一般采用有源帶通濾波器， 而有源帶通濾波器相頻特性較為敏感，容易受到信號幅度的影響，因此影響 高頻電磁波測井儀的測試精度。同時，如圖1所示，目前混頻才莫塊采用芯片 SST441構建，結構相對復雜，同時由于其中電阻、電感等器件本身的精度誤 差，增益線性度以及相位線性度也會受到一定影響。另外，還有存在高頻電 磁波測井儀探頭互擾、接收信號微弱和輸入信號直接進入放大時可能會超過 信號幅度范圍等問題。發明內容本發明需要解決的技術問題是如何提供一種高頻電磁波測試信號接收與 調理電路，能減少選取的中頻信號受到信號幅度的影響，進一步能降低其中 混頻模塊復雜度、提高高頻電磁測試精度，進一步能減少探頭互擾，進一步 能增加其中放大模塊放大倍數，進一步能避免刻度信號直接進入放大時可能 會超過信號幅度范圍。本發明的上述技術問題這樣解決，提供一種高頻電磁波測試信號接收與 調理電路，包括依次電連接的衰減模塊、選通模塊、放大模塊、混頻模塊和 濾波模塊，所述濾波采用有源低通濾波器。按照本發明提供的接收與調理電路，所述有源低通濾波器是反相型二階低通濾波器。按照本發明提供的接收與調理電路，所述混頻模塊采用集成乘法器。按照本發明提供的接收與調理電路，所述集成乘法器信號輸入端設置隔 直電容。按照本發明提供的接收與調理電路，所述放大模塊采用兩級差分放大電 路單元。按照本發明提供的接收與調理電路，所述差分放大電路單元包括模數轉換ADC差分驅動器。按照本發明提供的接收與調理電路，所述衰減模塊采用兩級差分衰減電 路單元。按照本發明提供的接收與調理電路，所述差分衰減電路單元包括ADC差 分驅動器。按照本發明提供的接收與調理電路，所述ADC差分驅動器采用芯片 AD8139。按照本發明提供的接收與調理電路，該電路內置于高頻電磁波測井儀、 傳感器中傳感信號的調理或RF調制器的音視頻信號處理。本發明提供的一種高頻電磁波測試信號接收與調理電路，采用低通濾波、 集成乘法器、兩級差分放大和兩級差分衰減，可以適用于具有多種高頻電磁 波測試儀器，該電路設計相對于現有技術，其功能實現更簡單、性能更穩定、 信噪比和測量精度更高。
下面結合附圖和具體實施例進一步對本發明進行詳細說明。 圖1是現有接收與調理電路中的混頻才莫塊結構示意圖； 圖2是一種具體的本發明接收與調理電路結構示意圖； 圖3是圖2所示電路中的混頻模塊結構示意圖； 圖4是圖2所示電路中的放大模塊結構示意圖；'圖5是圖2所示電路中的衰減模塊結構示意圖； 圖6是圖2所示電路中的濾波才莫塊結構示意圖。
具體實施方式
本發明提出的一種高頻電磁波測試信號接收與調理電路，可以適用于具 有多個接收探頭和多個頻率的陣列式高頻電磁波測井儀器中，該電路相對于 現有技術，功能實現更簡單、性能更穩定、信噪比更高，下面以8個接收探 頭的雙頻率接收結構儀器為例詳細闡述本發明該接收與調理電路，整體結構如圖2所示，主要由衰減、選通、放大、 混頻以及濾波模塊組成，相比現有技術，其主要創新點有四處，具體如下一、混頻器采用集成乘法器電路，這樣可以保證大動態范圍內的增益線 性度和相位線性度，滿足儀器進行相位差和幅度比的測量要求，還能簡化電 路結構。具體如圖2所示，該混頻器的前端采用隔直電容，避免直流千擾。在X1、 X2處接入線圏輸入信號(或刻度信號)，Yl、 Y2處接入直接數字式頻率合 成器DDS時鐘信號，通過對芯片外圍電路的搭建，有相應的混頻公式 W=[(Xl-X2)(Yl-Y2)]/2。通過計算，式中， 為混頻后得到的信號，^為接收到的線圈輸入信號， 為DDS 時鐘本振信號，^為線圏輸入信號幅度，^為其信號頻率，4為DDS時鐘本 振信號幅度，Mv為其信號的頻率。可見，混頻后得到了^+^和^-v^兩個頻率的信號，通過一個中心頻率為vv-^的低通濾波器就可以得到此中頻信號，該中頻信號保留了高頻接收信號的幅度信息和相位信息。二、放大模塊采用兩級差分放大電路單元，在不失真的前提下對接收信 號進行;故大，并有效抑制共才莫信號，同時抑制陣列探頭的互擾。具體如圖4所示，接收信號直接輸入到差分放大電路的輸入端，即可以 有效的抑制共模信號，又可以利用差分放大電路的高輸入阻抗抑制陣列探頭<formula>formula see original document page 5</formula>的互擾。接收信號屬于微弱信號的范疇，對共模信號抑制的要求很高。采用兩級差分放大電路，在不失真的前提下對接收信號進行^:大，并有效抑制共才莫信 號。由于接收信號比較微弱，而單級差分電路受外圍電阻的限制，并不能得 到所需的較高增益值，所以釆用兩級放大電路以滿足要求。AD8139的增益 4=^/^，故由圖4知，總體增益4=4,><42。即增益可以達到100以上，滿 足要求。三、 增加差分衰減模塊，刻度信號在選通前先輸入到衰減模塊的輸入端， 可以避免在后端差分放大時導致信號幅度過大，同時也有效地提高了每塊通 道板的一致性。具體如圖5所示，由于刻度信號的電壓幅度較大，直接進入放大時會超 過信號幅度范圍，故采用差分衰減模塊。同樣采用AD8139來搭建衰減電路， 只是通過改變&與/ c數值來使增益4《o.oi 。四、 混頻信號后的反相型二階低通濾波器電路實現了在相位不受信號幅 度影響的前提下提取中頻信號。混頻信號后的濾波器電路并沒有采用傳統的有源帶通濾波器，而是采用 有源低通濾波器。主要原因是，前者的相頻特性較為敏感，容易受到信號幅 度的影響；而后者的相頻特性穩定，實現了在相位不受信號幅度影響的前提 下提取中頻信號。此例確定R13-R19，R15以及截止頻率/h，根據公式^C22^-i 和^cv ,5 =1計算得出C22和C30。
權利要求
1、一種高頻電磁波測試信號接收與調理電路，包括依次電連接的衰減模塊、選通模塊、放大模塊、混頻模塊和濾波模塊，其特征在于，所述濾波模塊采用有源低通濾波器。
2、 根據權利要求1所述接收與調理電路，其特征在于，所述有源低通 濾波器是反相型二階低通濾波器。
3、 根據權利要求1所述接收與調理電路，其特征在于，所述混頻模塊 采用集成乘法器。
4、 根據權利要求3所述接收與調理電路，其特征在于，所述集成乘法 器信號輸入端設置隔直電容。
5、 根據權利要求1所述接收與調理電路，其特征在于，所述放大模塊 采用兩級差分放大電路單元。
6、 根據權利要求5所述接收與調理電路，其特征在于，所述差分放大 電路單元包括模數轉換差分驅動器。
7、 根據權利要求1所述接收與調理電路，其特征在于，所述衰減模塊 采用兩級差分衰減電路單元。
8、 根據權利要求8所述接收與調理電路，其特征在于，所述差分衰減 電路單元包括模數轉換差分驅動器。
9、 根據權利要求6或8所述接收與調理電路，其特征在于，所述模數 轉換差分驅動器采用芯片AD8139。
10、 根據權利要求l-8任一項所述接收與調理電路，其特征在于，該電 路內置于高頻電磁波測井儀、傳感器中傳感信號的調理或RF調制器的音視頻 信號處理。
全文摘要
本發明涉及一種高頻電磁波測試信號接收與調理電路，包括依次電連接的衰減模塊、選通模塊、放大模塊、混頻模塊和采用有源低通濾波器的濾波模塊，進一步采用集成乘法器、兩級差分放大和兩級差分衰減。這種信號接收與調理電路能適用于高頻電磁波測試儀器，相對于現有技術，實現更簡單、性能更穩定、信噪比和測量精度更高。
文檔編號G01R29/08GK101334433SQ20081011732
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月29日 優先權日2008年7月29日
發明者師奕兵, 雷 張, 李焱駿, 馬明學 申請人:中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司