[发明专利]一种硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法

权利要求书

1.一种硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将六种频率的正弦波信号通过变压器耦合至阵列侧向测井仪的各供电电极，前置放大电路拾取处理来自主电极A0的电流信号I_o和监督电极M1的电位信号U₀，进行选频、滤波、放大及反馈控制；

2)再分别送入两路A/D测量电路转换成数字信号；

3)将数字信号送入主控采集电路的DSP中进行数字相敏检波后得到不同模式下的各个单频I_fn和U_fn信号；DSP计算出当前实测地层电阻率R_ALn，并根据R_ALn计算值大小判断当前所处地层处于高阻层、中阻层或低阻层，功率是否出现偏移；依据功率调整算法，实时调整屏流发射源输出幅度，形成新的屏流发射源f_n；

4)将屏流发射源f_n通过功放变压器加载到各相应电极，最终使采样信号始终处于线性测量范围之内，完成功率调整控制。

2.根据权利要求1所述的硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法，其特征在于，步骤1)中，所述六种频率的正弦波信号的频率分别为：84Hz、132Hz、180Hz、228Hz、276Hz和324Hz。

3.根据权利要求1所述的硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法，其特征在于，步骤1)中，所述前置放大电路包括仪表运放电路、带通滤波电路、电流转换和输出放大电路，用于接收来自地层的原始电流和电位信号。

4.根据权利要求3所述的硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法，其特征在于，所述带通滤波电路用于滤除频带外噪声信号，输出干净的模拟信号用于后级A/D采集转换。

5.根据权利要求1所述的硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法，其特征在于，步骤2)中，两路A/D测量电路均分别包括带通滤波电路、PGA程控增益控制电路、高精度模数转换器以及FPGA控制电路。

6.根据权利要求5所述的硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法，其特征在于，A/D测量电路中的带通滤波电路将仪器工作频带以外的信号先予滤除，进入PGA程控增益控制电路，进行1/4/8/16/64/256增益选级放大，再送入16Bit高精度模数转换器，得到的数字信号由FPGA控制电路完成信号的并/串转换，并通过SPI方式传送给井下仪器主控板，同时接收从主控板以串行方式发送来的增益控制信号。

7.根据权利要求1所述的硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法，其特征在于，步骤3)中，所述功率调整算法实现过程为：

DSP根据公式计算出当前实测地层电阻率；

设定U_fn的上限值为和下限值为

若处于高阻地层，U_fn为时，不增加屏流发射源f_n的电压；

若处于低阻地层，U_fn为时，不降低屏流发射源f_n的电压；

若处于中阻地层，按下述步骤进行规则调整：

依公式得到当前实测功率，将P_fn与提前存入DSP中的标准功率进行比较，根据相对误差ε，调整屏流发射源f_n输出电压大小；

当时，屏流发射源f_n输出的电压不变；

当时，降低屏流发射源f_n输出的电压，使f_n＝(1-ε)U_fn；

当时，增大屏流发射源f_n输出的电压，使f_n＝(1-ε)U_fn。

8.根据权利要求1所述的硬件聚焦阵列侧向自适应恒功率控制方法，其特征在于，步骤4)中，屏流发射源f_n经过功率放大和变压器耦合到电极上，产生各模式屏流电流，调整屏流的同时也等比例调整主电流，最终使当前实测功率接近或等于设定的标准功率。