[实用新型]一种井下调制解调器

说明书

技术领域

本实用新型涉及通讯领域，尤其涉及一种井下调制解调器。

背景技术

调制解调器由调制器和解调器两部分组成。调制器把数字信号调制成适合电缆传输的调制信号发送出去，解调器则把来自电缆的调制信号转换成计算机能接收的数字信号。

调制解调器技术在电缆测井中应用广泛。典型的成像测井系统都采用多根缆芯实现全双工高速通讯，这类通讯技术算法复杂，对地面系统要求较高，电路实现难度大。

采用单根缆芯的半双工通讯方式比较适合相对独立的测井仪器，电路实现相对简单。FSK(Frequency-shift keying，频移键控)单芯传输技术的抗噪声与抗衰减的性能较好，应用广泛。但在长距离传输中可靠通讯速率一般不超过1200bps。

测井仪器单芯通讯通常使用FSK技术，可靠通讯速率只有1200bps。而且普通的FSK是基于输入信号电平输出频率信号，调制信号和输入信号不相关，恢复信号时由于采样点的不确定，导致接收恢复的码元相位产生抖动，而且还会有电缆、滤波器等通道上的相位和频率迁移叠加在上边，导致调制速度稍高，接收信号就会产生和环境相关的变化，解决办法一般是在接收通道上添加可调补偿元件，会对操作人员提出较高要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种井下调制解调器，能提高速率满足下井仪器的需要。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种井下调制解调器，包括：

处理器、现场可编程门阵列FPGA、数/模转换模块DAC、驱动电路、线路接口、接收前端电路及模/数转换模块ADC；

所述处理器与所述FPGA相连，用于接收井下数据并作为发送数据写入所述FPGA，以及从所述FPGA中读取接收数据并发送给其它井下仪器；

所述FPGA用于对发送数据进行编码识别，对发送数据进行加扰、QFSK调制后写入DAC；以及对收到的接收数据进行解调、解扰，经过频率计算后缓存；

所述DAC用于将调制后的发送数据由数字信号转换为模拟信号；

所述驱动电路用于对转换为模拟信号的所述发送数据进行一级放大；

所述线路接口用于将驱动后的所述发送数据从所述传输线路发送出去，以及从所述传输线路上接收模拟信号形式的接收数据。

进一步地，所述FPGA包括：

缓存，用于保存发送数据和接收数据；

8/2位数据转换模块，用于从所述缓存读取所述缓存读取所述发送数据，并将其从8位转换为2位；

加扰模块，用于对所述2位的发送数据进行加扰，得到I、Q两路发送数据；

调制模块，用于对所述I、Q两路发送数据进行QFSK调制；

解调模块，用于对转换为数字信号的所述接收数据进行解调得到I、Q两路接收数据；

解扰模块，用于对所述I、Q两路接收数据进行解扰；

2/8位数据转换模块，用于将接收数据从2位转换为8位，然后保存进所述缓存。

进一步地，所述缓存为一双口RAM，包括发送数据缓存和接收数据缓存，分别用于保存所述发送数据和所述接收数据。

进一步地，所述调制模块包括：

存储器，用于保存分别对应于4种频率的调制参数的发送波形模板；

调制器，用于根据所述发送波形模板提供的分别对应于4种频率的调制参数，对所述I、Q两路发送数据进行QFSK调制。

进一步地，所述调制器为一个码元调制周期包括一过渡周期和一个码元周期的调制器。

进一步地，所述线路接口为通用异步接收/发送装置UART。

进一步地，所述接收前端电路包括：

两级AGC放大电路，和两级带通滤波器电路。

进一步地，所述AGC放大电路为自动AGC控制接收芯片。

进一步地，所述处理器通过RS232接收井下数据，通过数据地址总线与所述FPGA相连。

进一步地，所述处理器为单片机。

本实用新型的调制解调器采用QFSK(Quadrate frequency shift keying，正交频移键控)频率调制方式，使用测井电缆的1根缆芯及缆皮，通讯速率较高，工作稳定可靠，可以防止异步抖动。电路可耐温150℃，无需保温瓶，电路实现也简单可靠。经过电缆测试，可提高传输效率，可靠通讯速率可提高到40kbps，远高于目前存在的其他单芯电缆传输速率。

附图说明

图1为实施例一的井下调制解调器的具体实施框图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明。