本發(fā)明屬于石油天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理的模擬電路及方法。

背景技術(shù)：

石油鉆井領(lǐng)域中，智能鉆井工具通過井下測量單元對井底壓力、環(huán)空壓力、鉆壓、溫度、扭矩等工程參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，由井下控制單元根據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行井下工況分析、智能鉆井工具故障分析，以便優(yōu)化鉆具組合，指導(dǎo)正常鉆進(jìn)。由于井下存在高溫、高壓、沖擊、振動(dòng)等惡劣工作環(huán)境，井下測量單元中傳感器輸出的微小模擬信號將伴隨著大量的噪聲和干擾，因此信號處理效果的好壞會(huì)直接影響到井下控制單元的分析決策，而目前常規(guī)的信號處理方式無法滿足惡劣鉆井環(huán)境中對信號提取的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提出一種用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理的模擬電路及方法，用于對模擬測量信號進(jìn)行濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換操作。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理的模擬電路包括：井下測量單元、平衡濾波單元、程控放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、井下控制單元和電源管理單元，其中：井下測量單元通過平衡濾波單元與程控放大單元連接，程控放大單元與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元與井下控制單元連接，井下控制單元與程控放大單元連接，電源管理單元分別與井下測量單元、程控放大單元和井下控制單元連接。

所述平衡濾波單元包括第一運(yùn)算放大器u1及其外圍電路和第二運(yùn)算放大器u2及其外圍電路，所述第一運(yùn)算放大器u1和所述第二運(yùn)算放大器u2均選用ina128儀表放大器，兩者組成平衡濾波網(wǎng)絡(luò)，所述第一運(yùn)算放大器u1的反相輸入引腳-in1連接外圍電路中第一電阻r1的一端，第一電阻r1的另一端接地，所述第一運(yùn)算放大器u1的同相輸入引腳+in1與第二電阻r2的一端連接，第二電阻r2的另一端連接井下測量單元100的輸出信號vin，所述第一運(yùn)算放大器u1的電源負(fù)引腳-vs接地，所述第一運(yùn)算放大器u1的電源正引腳+vs連接直流3.3v電源vdd3.3，第一電容c1一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，第一電容c1用于濾除電源端噪聲；所述第一運(yùn)算放大器u1的輸出引腳out1為平衡濾波單元200的同相輸出端，輸出信號記為vfir1，第三電阻r3的一端連接所述第一運(yùn)算放大器u1的反相輸入引腳-in1，另一端連接所述第一運(yùn)算放大器u1的輸出引腳out1，所述第二運(yùn)算放大器u2的反相輸入引腳-in1連接第四電阻r4的一端，第四電阻r4的另一端連接井下測量單元100的輸出信號vin，所述第二運(yùn)算放大器u2的同相輸入引腳+in與第五電阻r5的一端連接，第五電阻r5的另一端接地，所述第二運(yùn)算放大器u2的電源負(fù)引腳-vs接地，所述第二運(yùn)算放大器u2的電源正引腳+vs連接直流3.3v電源vdd3.3，第二電容c2一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，第二電容c2用于濾除電源端噪聲；所述第二運(yùn)算放大器u2的輸出引腳out1為平衡濾波單元200的反相輸出端，輸出信號記為vfir2，第六電阻r6的一端連接所述第二運(yùn)算放大器u2的反相輸入引腳-in1，另一端連接所述第二運(yùn)算放大器u2的輸出引腳out1，第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、第五電阻r5、第六電阻r6阻值相等。

所述程控放大單元包括第三運(yùn)算放大器u3、第四運(yùn)算放大器u4、第五運(yùn)算放大器u5及其外圍電路，所述第三運(yùn)算放大器u3和所述第四運(yùn)算放大器u4均選用可編程程控放大器，第五運(yùn)算放大器u5選用opa333運(yùn)算放大器，所述第三運(yùn)算放大器u3的關(guān)斷引腳shdn懸空設(shè)置，所述第三運(yùn)算放大器u3的反相輸入引腳in-接地，所述第三運(yùn)算放大器u3的同相輸入引腳in+連接所述平衡濾波單元200中第一運(yùn)算放大器u1的輸出信號vfir1，所述第三運(yùn)算放大器u3的電源負(fù)引腳v-接地，所述第三運(yùn)算放大器u3在并行模式下的鎖存引腳hold懸空，所述第三運(yùn)算放大器u3的片選引腳cs、數(shù)據(jù)輸入引腳din、串行時(shí)鐘引腳clk和數(shù)據(jù)輸出引腳dout組成spi串行數(shù)據(jù)總線，與所述井下控制單元500連接，所述第三運(yùn)算放大器u3的數(shù)字地引腳dgnd接地，所述第三運(yùn)算放大器u3的并行/串行接口選擇引腳para_ser接地，選擇設(shè)置為串行模式；所述第三運(yùn)算放大器u3的參考電壓輸入引腳ref與第五運(yùn)算放大器u5的輸出引腳out連接，所述第三運(yùn)算放大器u3的sense引腳與所述第三運(yùn)算放大器u3的輸出引腳out連接，所述第三運(yùn)算放大器u3的輸出信號記為vamp1，所述第三運(yùn)算放大器u3的電源正引腳v+連接直流3.3v電源vdd3.3，外圍電路中的第三電容c3一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，所述第四運(yùn)算放大器u4的反相輸入引腳in-接地，所述第四運(yùn)算放大器u4的同相輸入引腳in+連接所述第二運(yùn)算放大器u2的輸出信號vfir2，所述第四運(yùn)算放大器u4的電源負(fù)引腳v-接地，所述第四運(yùn)算放大器u4在并行模式下的鎖存引腳hold懸空，所述第四運(yùn)算放大器u4的片選引腳cs與所述井下控制單元500連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的串行數(shù)據(jù)輸入引腳din與所述第三運(yùn)算放大器u3的串行數(shù)據(jù)輸入引腳din連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的串行時(shí)鐘引腳clk與所述第三運(yùn)算放大器u3的串行時(shí)鐘引腳clk連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的串行數(shù)據(jù)輸出引腳dout與所述第三運(yùn)算放大器u3的串行數(shù)據(jù)輸出引腳dout連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的片選引腳cs、串行數(shù)據(jù)輸入引腳din、串行時(shí)鐘引腳clk和串行數(shù)據(jù)輸出引腳dout組成第四運(yùn)算放大器u4的spi串行數(shù)據(jù)總線；所述第四運(yùn)算放大器u4的dgnd引腳為數(shù)字地引腳，接地，所述第四運(yùn)算放大器u4的para_ser引腳為并行/串行接口選擇引腳，設(shè)置為串行模式，接地，所述第四運(yùn)算放大器u4的ref引腳為參考電壓輸入引腳，連接所述第三運(yùn)算放大器u3的ref引腳，所述第四運(yùn)算放大器u4的sense引腳與所述第四運(yùn)算放大器u4的輸出引腳out連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的輸出信號記為vamp2，所述第四運(yùn)算放大器u4的電源正引腳v+連接直流3.3v電源vdd3.3，第四電容c4一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，所述第五運(yùn)算放大器u5的電源正引腳v+連接直流3.3v電源vdd3.3，第五電容c5一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，第七電阻r7一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端連接所述第五運(yùn)算放大器u5的同相輸入引腳+in，第八電阻r8一端連接所述第五運(yùn)算放大器u5的同相輸入引腳+in，另一端接地，所述第五運(yùn)算放大器u5的電源負(fù)引腳v-接地，所述第五運(yùn)算放大器u5的反相輸入引腳-in連接所述第五運(yùn)算放大器u5的輸出引腳out。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400包括第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6及其外圍電路、第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7、第八運(yùn)算放大器u8，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6選用ad7916模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7選用max62252.5v電源轉(zhuǎn)換芯片，所述第八運(yùn)算放大器u8選用opa333運(yùn)算放大器芯片，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的電源正引腳vdd連接直流穩(wěn)壓電源2.5v，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的參考電壓輸入引腳ref連接第八運(yùn)算放大器u8的輸出引腳out，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的同相輸入引腳in+連接外圍電路中第九電阻r9的一端，第九電阻r9的另一端連接第三運(yùn)算放大器u3的輸出引腳out，第六電容c6一端連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的同相輸入引腳in+，另一端接地，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的反相輸入引腳in-連接第十電阻r10的一端，第十電阻r10的另一端連接第四運(yùn)算放大器u4的輸出引腳out，第七電容c7一端連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的反相輸入引腳in-，另一端接地，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的串行輸出引腳sdo、串行時(shí)鐘引腳sck和轉(zhuǎn)換輸入引腳cnv構(gòu)成第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的spi串行數(shù)據(jù)總線；所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的串行輸入和片選復(fù)用引腳sdi/cs連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的數(shù)字輸入輸出引腳vio，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的數(shù)字輸入輸出引腳vio連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的電源引腳vdd，所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7的輸入引腳in連接直流3.3v電源vdd3.3，所述第九電容c9一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7的gnd引腳接地，所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7的輸出引腳out連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的電源引腳vdd，第十電容c10一端連接所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7的輸出引腳out，另一端接地，所述第八運(yùn)算放大器u8的電源正引腳v+連接直流3.3v電源vdd3.3，第十一電容c11一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，第十一電阻r11一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端連接所述第八運(yùn)算放大器u8的同相輸入引腳+in，第十二電阻r12一端連接所述第八運(yùn)算放大器u8的同相輸入引腳+in，另一端接地，所述第八運(yùn)算放大器u8的電源負(fù)引腳v-接地，所述第八運(yùn)算放大器u8的反相輸入引腳-in連接所述第八運(yùn)算放大器u8的輸出引腳out。

本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

a001：智能鉆井工具入井前，井下控制單元進(jìn)行初始化，設(shè)定井下測量單元的采樣頻率、井下控制單元的存儲(chǔ)時(shí)間間隔；

a002：智能鉆井工具入井后，井下測量單元實(shí)時(shí)測量所在位置附近的包括壓力、溫度、扭矩在內(nèi)的工程參數(shù)信息；

a003：平衡濾波單元對井下測量單元輸出的信號進(jìn)行濾波，去除高頻噪聲和干擾；

a004：根據(jù)井下測量單元中傳感器類型和輸出信號的特征，由井下控制單元?jiǎng)討B(tài)調(diào)整程控放大單元的放大倍數(shù)，對平衡濾波單元的輸出信號進(jìn)行信號放大；

a005：模數(shù)轉(zhuǎn)換單元對放大后的信號進(jìn)行模擬-數(shù)字量化處理，然后送入井下控制單元中；

a006：井下控制單元對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號進(jìn)行解釋、存儲(chǔ)，執(zhí)行信號中相應(yīng)的命令。

本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理的模擬電路及方法的效果：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對井下測量單元輸出模擬信號量的平衡濾波、程控放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換，濾除信號中存在的噪聲和干擾，為井下控制單元進(jìn)行正確的分析決策提供準(zhǔn)確的測量信息，具有重要的研究價(jià)值。本發(fā)明提出的電路結(jié)構(gòu)抗干擾性強(qiáng)，適用于井下復(fù)雜、惡劣工況，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理的模擬電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明中的平衡濾波單元電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明中的程控放大單元電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明中的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理的模擬電路及方法進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

如圖1所示，本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理的模擬電路包括：井下測量單元100、平衡濾波單元200、程控放大單元300、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400、井下控制單元500和電源管理單元600，其中：井下測量單元100通過平衡濾波單元200與程控放大單元300連接，程控放大單元300與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400與井下控制單元500連接，井下控制單元500與程控放大單元300連接，電源管理單元600分別與井下測量單元100、程控放大單元300和井下控制單元500連接；所述井下測量單元100用于井底壓力、環(huán)空壓力、鉆壓、溫度、扭矩等工程參數(shù)的實(shí)時(shí)測量，平衡濾波單元200用于濾除所述井下測量單元100輸出的測量數(shù)據(jù)中包含的噪聲信號，并將井下測量單元100的輸出端與后續(xù)的程控放大單元300進(jìn)行隔離，所述程控放大單元300用于對所述平衡濾波單元200輸出的濾波后的信號進(jìn)行放大處理，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400對放大后的信號進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，所述井下控制單元500用于設(shè)定程控放大單元300的放大倍數(shù)，接收、處理、存儲(chǔ)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400輸出的數(shù)字信號，所述電源管理單元600用于為整個(gè)電路系統(tǒng)提供穩(wěn)定的直流電能。

所述程控放大單元300根據(jù)所述井下測量單元100輸出信號的類型和幅度在所述井下控制單元500控制下動(dòng)態(tài)調(diào)整放大倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)所述井下測量單元100輸出信號幅度放大的最優(yōu)化。

如圖2所示，所述平衡濾波單元200包括第一運(yùn)算放大器u1及其外圍電路和第二運(yùn)算放大器u2及其外圍電路，所述第一運(yùn)算放大器u1和所述第二運(yùn)算放大器u2均選用ti公司的ina128儀表放大器，兩者組成平衡濾波網(wǎng)絡(luò)，所述第一運(yùn)算放大器u1的反相輸入引腳-in1連接外圍電路中第一電阻r1的一端，第一電阻r1的另一端接地，所述第一運(yùn)算放大器u1的同相輸入引腳+in1與第二電阻r2的一端連接，第二電阻r2的另一端連接井下測量單元100的輸出信號vin，所述第一運(yùn)算放大器u1的電源負(fù)引腳-vs接地，所述第一運(yùn)算放大器u1的電源正引腳+vs連接直流3.3v電源vdd3.3，第一電容c1一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，第一電容c1用于濾除電源端噪聲；所述第一運(yùn)算放大器u1的輸出引腳out1為平衡濾波單元200的同相輸出端，輸出信號記為vfir1，第三電阻r3的一端連接所述第一運(yùn)算放大器u1的反相輸入引腳-in1，另一端連接所述第一運(yùn)算放大器u1的輸出引腳out1，所述第二運(yùn)算放大器u2的反相輸入引腳-in1連接第四電阻r4的一端，第四電阻r4的另一端連接井下測量單元100的輸出信號vin，所述第二運(yùn)算放大器u2的同相輸入引腳+in與第五電阻r5的一端連接，第五電阻r5的另一端接地，所述第二運(yùn)算放大器u2的電源負(fù)引腳-vs接地，所述第二運(yùn)算放大器u2的電源正引腳+vs連接直流3.3v電源vdd3.3，第二電容c2一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，第二電容c2用于濾除電源端噪聲；所述第二運(yùn)算放大器u2的輸出引腳out1為平衡濾波單元200的反相輸出端，輸出信號記為vfir2，第六電阻r6的一端連接所述第二運(yùn)算放大器u2的反相輸入引腳-in1，另一端連接所述第二運(yùn)算放大器u2的輸出引腳out1，第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、第五電阻r5、第六電阻r6阻值相等。

如圖3所示，所述程控放大單元300包括第三運(yùn)算放大器u3、第四運(yùn)算放大器u4、第五運(yùn)算放大器u5及其外圍電路，所述第三運(yùn)算放大器u3和所述第四運(yùn)算放大器u4均選用ltc6915可編程程控放大器，第五運(yùn)算放大器u5選用ti公司的opa333運(yùn)算放大器，所述第三運(yùn)算放大器u3的關(guān)斷引腳shdn懸空設(shè)置，所述第三運(yùn)算放大器u3的反相輸入引腳in-接地，所述第三運(yùn)算放大器u3的同相輸入引腳in+連接所述井下測量單元100中第一運(yùn)算放大器u1的輸出信號vfir1，所述第三運(yùn)算放大器u3的電源負(fù)引腳v-接地，所述第三運(yùn)算放大器u3在并行模式下的鎖存引腳hold懸空，所述第三運(yùn)算放大器u3的片選引腳cs、數(shù)據(jù)輸入引腳din、串行時(shí)鐘引腳clk和數(shù)據(jù)輸出引腳dout組成spi串行數(shù)據(jù)總線，與所述井下控制單元500連接，所述第三運(yùn)算放大器u3的數(shù)字地引腳dgnd接地，所述第三運(yùn)算放大器u3的并行/串行接口選擇引腳para_ser接地，選擇設(shè)置為串行模式；所述第三運(yùn)算放大器u3的參考電壓輸入引腳ref與第五運(yùn)算放大器u5的輸出引腳out連接，所述第三運(yùn)算放大器u3的sense引腳與所述第三運(yùn)算放大器u3的輸出引腳out連接，所述第三運(yùn)算放大器u3的輸出信號記為vamp1，所述第三運(yùn)算放大器u3的電源正引腳v+連接直流3.3v電源vdd3.3，外圍電路中的第三電容c3一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，所述第四運(yùn)算放大器u4的反相輸入引腳in-接地，所述第四運(yùn)算放大器u4的同相輸入引腳in+連接所述第二運(yùn)算放大器u2的輸出信號vfir2，所述第四運(yùn)算放大器u4的電源負(fù)引腳v-接地，所述第四運(yùn)算放大器u4在并行模式下的鎖存引腳hold懸空，所述第四運(yùn)算放大器u4的片選引腳cs與所述井下控制單元500連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的串行數(shù)據(jù)輸入引腳din與所述第三運(yùn)算放大器u3的串行數(shù)據(jù)輸入引腳din連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的串行時(shí)鐘引腳clk與所述第三運(yùn)算放大器u3的串行時(shí)鐘引腳clk連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的串行數(shù)據(jù)輸出引腳dout與所述第三運(yùn)算放大器u3的串行數(shù)據(jù)輸出引腳dout連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的片選引腳cs、串行數(shù)據(jù)輸入引腳din、串行時(shí)鐘引腳clk和串行數(shù)據(jù)輸出引腳dout組成第四運(yùn)算放大器u4的spi串行數(shù)據(jù)總線；所述第四運(yùn)算放大器u4的dgnd引腳為數(shù)字地引腳，接地，所述第四運(yùn)算放大器u4的para_ser引腳為并行/串行接口選擇引腳，設(shè)置為串行模式，接地，所述第四運(yùn)算放大器u4的ref引腳為參考電壓輸入引腳，連接所述第三運(yùn)算放大器u3的ref引腳，所述第四運(yùn)算放大器u4的sense引腳與所述第四運(yùn)算放大器u4的輸出引腳out連接，所述第四運(yùn)算放大器u4的輸出信號記為vamp2，所述第四運(yùn)算放大器u4的電源正引腳v+連接直流3.3v電源vdd3.3，第四電容c4一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，所述第五運(yùn)算放大器u5的電源正引腳v+連接直流3.3v電源vdd3.3，第五電容c5一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，第七電阻r7一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端連接所述第五運(yùn)算放大器u5的同相輸入引腳+in，第八電阻r8一端連接所述第五運(yùn)算放大器u5的同相輸入引腳+in，另一端接地，所述第五運(yùn)算放大器u5的電源負(fù)引腳v-接地，所述第五運(yùn)算放大器u5的反相輸入引腳-in連接所述第五運(yùn)算放大器u5的輸出引腳out。

如圖4所示，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400包括第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6及其外圍電路、第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7、第八運(yùn)算放大器u8，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6選用ad公司的ad7916模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7選用maxim公司的max62252.5v電源轉(zhuǎn)換芯片，所述第八運(yùn)算放大器u8選用opa333運(yùn)算放大器芯片，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的電源正引腳vdd連接直流穩(wěn)壓電源2.5v，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的參考電壓輸入引腳ref連接第八運(yùn)算放大器u8的輸出引腳out，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的同相輸入引腳in+連接外圍電路中第九電阻r9的一端，第九電阻r9的另一端連接第三運(yùn)算放大器u3的輸出引腳out，第六電容c6一端連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的同相輸入引腳in+，另一端接地，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的反相輸入引腳in-連接第十電阻r10的一端，第十電阻r10的另一端連接第四運(yùn)算放大器u4的輸出引腳out，第七電容c7一端連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的反相輸入引腳in-，另一端接地，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的串行輸出引腳sdo、串行時(shí)鐘引腳sck和轉(zhuǎn)換輸入引腳cnv構(gòu)成第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的spi串行數(shù)據(jù)總線；所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的串行輸入和片選復(fù)用引腳sdi/cs連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的數(shù)字輸入輸出引腳vio，所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的數(shù)字輸入輸出引腳vio連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的電源引腳vdd，所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7的輸入引腳in連接直流3.3v電源vdd3.3，所述第九電容c9一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7的gnd引腳接地，所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7的輸出引腳out連接所述第六模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片u6的電源引腳vdd，第十電容c10一端連接所述第七電源轉(zhuǎn)換芯片u7的輸出引腳out，另一端接地，所述第八運(yùn)算放大器u8的電源正引腳v+連接直流3.3v電源vdd3.3，第十一電容c11一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端接地，第十一電阻r11一端連接直流3.3v電源vdd3.3，另一端連接所述第八運(yùn)算放大器u8的同相輸入引腳+in，第十二電阻r12一端連接所述第八運(yùn)算放大器u8的同相輸入引腳+in，另一端接地，所述第八運(yùn)算放大器u8的電源負(fù)引腳v-接地，所述第八運(yùn)算放大器u8的反相輸入引腳-in連接所述第八運(yùn)算放大器u8的輸出引腳out。

本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理的模擬電路的工作原理如下：智能鉆井工具入井后，井下測量單元100進(jìn)行工程參數(shù)的實(shí)時(shí)測量，測量數(shù)據(jù)由平衡濾波單元200進(jìn)行去噪處理后，送入程控放大單元300進(jìn)行精確放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400將放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送入井下控制單元500中進(jìn)行分析、處理和存儲(chǔ)，電源管理系統(tǒng)600用于為整個(gè)井下工程參數(shù)測量信號處理電路提供穩(wěn)定的直流電能。

如圖5所示，本發(fā)明提供的用于井下工程參數(shù)測量信號調(diào)理方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

a001：智能鉆井工具入井前，井下控制單元500進(jìn)行初始化，設(shè)定井下測量單元100的采樣頻率、井下控制單元500的存儲(chǔ)時(shí)間間隔；

a002：智能鉆井工具入井后，井下測量單元100實(shí)時(shí)測量所在位置附近的包括壓力、溫度、扭矩在內(nèi)的工程參數(shù)信息；

a003：平衡濾波單元200對井下測量單元100輸出的信號進(jìn)行濾波，去除高頻噪聲和干擾；

a004：根據(jù)井下測量單元100中傳感器類型和輸出信號的特征，由井下控制單元500動(dòng)態(tài)調(diào)整程控放大單元300的放大倍數(shù)，對平衡濾波單元200的輸出信號進(jìn)行信號放大；

a005：模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400對放大后的信號進(jìn)行模擬-數(shù)字量化處理，然后送入井下控制單元500中；

a006：井下控制單元500對模數(shù)轉(zhuǎn)換單元400輸出的數(shù)字信號進(jìn)行解釋、存儲(chǔ)，執(zhí)行信號中相應(yīng)的命令。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。