基于multisim聲波測井儀仿真設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-展示頁
2024-12-05 00:33本頁面
【正文】 ＝∣VTP∣＝VT），負(fù)載曲線幾乎是一條與橫軸重合的水平線。圖223（a）所示即為此時(shí)的圖解分析。對于TP管VSDP＝VDD VO，為了便于分析，將222(a)中的橫坐標(biāo)變換為VO（＝VDDVSDP），則得到圖222(b)。假設(shè)在兩種情況下，TN為工作管，其圖222 P溝道MOS管輸出特性曲線（b）（a）（b） 以VO為橫軸的輸出特性曲線（a）以VSDP為橫軸的輸出特性曲線輸出特性曲線如圖211(a)所示。圖221 CMOS反相器對于反相器的具體工作原理，先考慮兩種極限情況。按照圖中標(biāo)明的電壓與電流方向，VI＝VGSN，VO＝VDSN，并設(shè)iDN＝iDP＝iD。圖221所示即為CMOS反相器電路，由兩只增強(qiáng)型MOSFET組成，其中TN為N溝道結(jié)構(gòu)，TP為P溝道結(jié)構(gòu)。當(dāng)輸入為高電平時(shí)，MOS管工作在可變電阻區(qū)，相當(dāng)于開關(guān)“閉合”，輸出為低電平。VGS的取值足夠大時(shí)，使得Rd遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于d、s之間的等效電阻時(shí)，電路輸出為低電平。VGS越大，輸出特性曲線越傾斜，等效電阻越小。隨著VI的增加，iD增加，VDS隨之下降，MOS管最后工作在可變電阻區(qū)。此時(shí)器件不損耗功率。圖211（a）為NMOS管的輸出VGS為MOS管柵極和原極之間電壓特性曲線，其中斜線為直流負(fù)載線。圖211（b）所示為N溝道增強(qiáng)型MOS管構(gòu)成的開關(guān)電路，其實(shí)是NMOS管構(gòu)成的反相器。第二章 聲波發(fā)射電路基本原理聲波發(fā)射電路分為三大模塊：整流電路、控制電路及發(fā)射激勵(lì)電路，所設(shè)計(jì)電路的各個(gè)部分間關(guān)系如下：壓電陶瓷換能器外接換能器初始電信號實(shí)驗(yàn)電路模塊化示意圖實(shí)驗(yàn)中需用到的電子器件主要有MOS管，555定時(shí)器，整流器等，下面對所用元器件和電路做以介紹。從而達(dá)到改進(jìn)原有技術(shù)，提高儀器的可靠性，以增加聲波測井儀的使用壽命的目的，同時(shí)制成的電路板可應(yīng)用于聲波測井的實(shí)際作業(yè)中，突出了其使用價(jià)值。而新一代的改進(jìn)后的1609補(bǔ)償發(fā)射儀發(fā)射電路，徹底地解決了發(fā)射激勵(lì)電路易損壞CMOS場效應(yīng)管元器件的問題，儀器的可靠性較高。該種器件是電壓可控器件，它可以執(zhí)行滿意的開關(guān)功能，具有體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。但是，美國阿拉斯加公司在1609電子線路設(shè)計(jì)中，最早使用的就是可控硅，經(jīng)過一段時(shí)間的使用，發(fā)現(xiàn)可控硅抗干擾能力較差，比較容易產(chǎn)生誤觸發(fā)，造成儀器工作不正常；聲波觸發(fā)時(shí)間要求準(zhǔn)確，可控硅作發(fā)射開關(guān)時(shí)，觸發(fā)脈沖上升前沿不是非常陡峭，造成發(fā)射誤差；而且由于可控硅關(guān)斷時(shí)間的不確定性，造成儀器工作電流較大(200 mA)，從而影響組合測井時(shí)其他儀器的正常工作。而現(xiàn)今大多數(shù)油田廣泛采用1609補(bǔ)償聲波測井儀，這種類型的測井儀，其發(fā)射電路的CMOS場效應(yīng)管易損壞，從而影響了測井儀的使用壽命。第一章 聲波發(fā)射電路的應(yīng)用現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)意義測井儀是測井作業(yè)中所必需的核心元件。實(shí)驗(yàn)主要在假期進(jìn)行，整個(gè)過程共分五個(gè)階段，第一階段為電子電路基本知識掌握階段，第二階段為電路原理圖分析探討以及線路板連接及調(diào)試階段，第三階段為嘗試性改進(jìn)階段，第四階段為電路板制作階段，第五階段實(shí)驗(yàn)分析及總結(jié)階段。目 錄前言 …………………………………………………………………………………2第一章 聲波發(fā)射電路的應(yīng)用現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)意義 …………………………………3第二章 聲波發(fā)射電路基本原理…………………………………………………4 MOS管的工作原理 ……………………………………………………4 CMOS反相器的工作原理………………………………………………5 555定時(shí)器的原理及應(yīng)用 ……………………………………………7 整流電路基本原理……………………………………………………10 整體聲波發(fā)射電路原理………………………………………………11 第三章 Multisim電路仿真分析及電路調(diào)試結(jié)果………………………………13第四章 聲波發(fā)射電路的分析改進(jìn)… ……………………………………………18 基于保護(hù)場效應(yīng)管V4的技術(shù)改進(jìn)……………………………………18 基于分析原電路各段信號變化的改進(jìn)……………………………… 19第五章 運(yùn)用Protel設(shè)計(jì)印制電路板………………………………………… 24第六章 實(shí)驗(yàn)總結(jié) ……………………………………………………………… 27參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 28致謝………………………………………………………………………………… 28附錄 實(shí)驗(yàn)電路板照片 ………………………………………………………… 29前 言在學(xué)校的大力提倡與鼓勵(lì)之下，我們小組通過申請獲得參加此次科技創(chuàng)新活動的機(jī)會。該創(chuàng)新課題由付建偉老師提出整個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本框架構(gòu)想，并提供實(shí)驗(yàn)場所和器材，同時(shí)細(xì)致悉心地進(jìn)行全程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，提供幫助。本次試驗(yàn)以此五步有序進(jìn)行，基本完成了實(shí)驗(yàn)要求，充分學(xué)習(xí)了電子電路基本知識，掌握了聲波發(fā)射電路的原理，并經(jīng)過不斷探討，反復(fù)嘗試，從而設(shè)計(jì)出了符合實(shí)驗(yàn)要求的電子電路，制作出電路板，之后對電路進(jìn)行實(shí)際分析與實(shí)驗(yàn)可靠性驗(yàn)證，最后在之前的基礎(chǔ)上總結(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。聲波測井中，測井儀需要在深井高溫高壓的環(huán)境下使用，這對使用條件及組合功能
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