一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板的製作方法
2023-10-06 07:42:04
專利名稱：一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板。
背景技術：
地震數據採集系統是地震勘探中最關鍵的設備之一，地震勘探作業要求不失真的接收記錄地震波，地震數據採集系統必須具有大動態範圍、低噪音、低漂移、寬頻帶和壓制幹擾波等能力。地震採集系統往往採用多傳感器採集地震波、高採樣、24bit模數轉換器和實時地震數據採集技術來實現對地震數據的採集和接收。地震數據傳輸是物探地震數據採集中一項重要的技術。在前導段和主控系統之間通常採用光纖進行地震數據傳輸，然而在生產實踐中，發現光纖連接製作非常困難，製作成本高；光纖脆弱，容易損壞，加大了布線難度，降低了系統的穩定性和可靠性；在地震勘探生產中發現光纖接頭易髒和光纖對接不可靠引發數據傳輸故障，降低了地震採集系統工作效率。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種可以高效且穩定可靠傳輸數據的用於地球物理勘探的電光數據轉換板。為了解決上述問題，本發明提供了一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板，包括電信號接收模塊，所述電信號接收模塊分別通訊連接主控系統與第一電阻匹配網絡，所述電信號接收模塊接收所述主控系統發送來的電信號，並轉發給所述第一電阻匹配網絡；第一電阻匹配網絡，所述第一電阻匹配網絡分別通訊連接所述電信號接收模塊與光電信號轉換模塊，所述第一電阻匹配網絡接收所述電信號接收模塊發送來的電信號進行電阻匹配後發送到所述光電信號轉換模塊；光電信號轉換模塊，所述光電信號轉換模塊分別通訊連接所述第一電阻匹配網絡、第二電阻匹配網絡及前導段，所述光電信號轉換模塊接收所述第一電阻匹配網絡發送來的電信號，轉換為光信號後發送到所述前導段，所述光電信號轉換模塊還接收所述前導段發送來的光信號，轉換為電信號後發送到所述第二電阻匹配網絡；第二電阻匹配網絡，所述第二電阻匹配網絡分別通訊連接所述光電信號轉換模塊與電信號發送模塊，所述第二電阻匹配網絡接收所述光電信號轉換模塊發送來的電信號進行電阻匹配後發送到所述電信號發送模塊；電信號發送模塊，所述電信號發送模塊分別通訊連接所述第二電阻匹配網絡與主控系統，所述電信號發送模塊接收所述第二電阻匹配網絡發送來的電信號並轉發給所述主控系統。
進一步，還包括電源處理模塊，所述電源處理模塊分別連接所述光電信號轉換模塊、電信號接收模塊及電信號發送模塊，並分別為所述光電信號轉換模塊、電信號接收模塊及電信號發送模塊供電。進一步，所述光電信號轉換模塊為光電信號轉換器HFCT-5208。進一步，所述電信號接收模塊為信號接收晶片clc012。進一步，所述電信號發送模塊為信號發送晶片clcOOl。進一步，所述第一電阻匹配網絡包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、二極體及電容，所述第一電阻與第二電阻用於分壓，所述第三電阻與二極體上拉輸出信號電壓，所述電容為旁路電容。進一步，所述第二電阻匹配網絡包括進行兩路信號的信號標準轉換的四個電阻。進一步，所述電源處理模塊包括兩塊電源處理晶片，並將輸入電源處理為5V和 3. 3V後進行輸出。本發明具有如下優點1、本發明使用電纜傳輸前導段至主控系統之間的信號，降低了接頭加工難度，提高了系統的穩定性和可靠性，且提高數據傳輸效率。2、本發明結構簡單、可靠，穩定性高，故障率低。
下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明圖1示出了本發明一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板工作原理示意圖；圖2示出了本發明一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板結構示意圖；圖3示出了本發明一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板中光電信號轉換模塊結構示意圖；圖4示出了本發明一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板中電信號接收模塊結構示意圖；圖5示出了本發明一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板中電信號發送模塊結構示意圖；圖6示出了本發明一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板中第一電阻匹配網絡結構示意圖；圖7示出了本發明一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板中第二電阻匹配網絡結構示意圖。
具體實施例方式圖1示出了本發明的工作原理，本發明位於物探船的後甲板上，上接主控系統7， 下連光電數據轉換板8及其前導段，實現甲板電纜中用電信號傳輸和前導段中用光信號傳輸。本發明主要功能如下1)甲板電纜中數據和命令傳輸使用電信號傳輸；2)將主控系統7下發的命令信號由電信號轉換為光信號；3)將前導段上傳的地震採集數據信號由光信號轉換為電信號。
如圖2所示，本發明包括電信號接收模塊1、第一電阻匹配網絡2、光電信號轉換模塊3、第二電阻匹配網絡4及電信號發送模塊5。其中電信號接收模塊1分別通訊連接主控系統7與第一電阻匹配網絡2，電信號接收模塊1接收主控系統7發送來的電信號，並轉發給第一電阻匹配網絡2。第一電阻匹配網絡2分別通訊連接電信號接收模塊1與光電信號轉換模塊3，第一電阻匹配網絡2接收電信號接收模塊1發送來的電信號進行電阻匹配後發送到光電信號轉換模塊3。光電信號轉換模塊3分別通訊連接第一電阻匹配網絡2、第二電阻匹配4網絡及前導段，光電信號轉換模塊3接收第一電阻匹配網絡2發送來的電信號，轉換為光信號後發送到前導段，光電信號轉換模塊3還接收前導段發送來的光信號，轉換為電信號後發送到第二電阻匹配網絡4。第二電阻匹配網絡4分別通訊連接光電信號轉換模塊3與電信號發送模塊5，第二電阻匹配網絡4接收光電信號轉換模塊3發送來的電信號進行電阻匹配後發送到電信號發送模塊5。電信號發送模塊5分別通訊連接第二電阻匹配網絡4與主控系統7，電信號發送模塊5接收第二電阻匹配網絡4發送來的電信號並轉發給主控系統7。本發明使用電纜傳輸前導段至主控系統7之間的信號，降低了接頭加工難度，提高了系統的穩定性和可靠性，且提高數據傳輸效率。 如圖3所示，本發明中，光電信號轉換模塊3選用安捷倫公司生產的光電信號轉換器HFCT-5208，是本發明的核心器件，負責光電信號轉換，其光信號接口與前導段相接，電信號接口與第一電阻匹配網絡2及第二電阻匹配網絡4相接。地震數據採集系統中甲板電纜信號用電信號傳輸，而在前導段中使用光信號傳輸，上述兩種信號的轉換由光電信號轉換模塊3實現。如圖4所示，本發明中，電信號接收模塊1選用國家半導體公司生產的信號接收晶片clc012，用於接收和均衡處理信號。電信號接收模塊1接收主控系統7下傳的命令信號， 其為M5Mbps的LVPECL高速電信號，經clc012均衡處理晶片處理後輸出至光電信號轉換模塊3。信號由R1、R2接入，由D0+、D0-輸出。其中電阻R1、R3和R2、R4實現終端匹配，用於消除信號反射，電容Cl、C2用於去除信號中的直流分量。如圖5所示，本發明中，電信號發送模塊5選用國家半導體公司生產的信號發送晶片clcOOl，用於預加重發送信號。發送的信號來自光電信號轉換模塊3輸出的地震數據信號，發送至主控系統7。R5、R6用於實現電路始端匹配。如圖6所示，本發明中，第一電阻匹配網絡2用於匹配信號接收晶片的輸出信號和光電信號轉換模塊3輸入信號的電平標準，其中信號接收晶片輸出的是LVPECL標準信號， 光電信號轉換模塊3輸入的是PECL標準信號。二極體Dl和第三電阻R9組合實現輸出信號電壓上拉，第一電阻R7與第二電阻R8用於分壓，從而實現LVPECL標準到PECL標準的轉變，電容C3是旁路電容。如圖7所示，本發明中，第二電阻匹配網絡4用於匹配光電信號轉換模塊3輸出信號和信號發送晶片輸入信號的電平標準，其中光電信號轉換模塊3輸出的是PECL標準信號，信號發送晶片輸入的是LVPECL標準信號。電阻R10、R12和R11、R13分別實現兩路信號的信號標準轉換，把HFCT-5208輸出的PECL標準轉換為CLC001的LVPECL輸入標準。本發明中還包括電源處理模塊6，該電源處理模塊6分別連接光電信號轉換模塊 3、電信號接收模塊1及電信號發送模塊5，並分別為光電信號轉換模塊3、電信號接收模塊1 及電信號發送模塊5供電。電源處理模塊6包括凌力爾特公司生產的兩塊電源處理晶片， 將輸入電源處理為5V和3. 3V輸出，為上述有源器件提供穩定的電源。本發明結構簡單、可靠，穩定性高，故障率低。綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍， 因此，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板，其特徵在於，包括電信號接收模塊(1)，所述電信號接收模塊(1)分別通訊連接主控系統(7)與第一電阻匹配網絡0)，所述電信號接收模塊(1)接收所述主控系統(7)發送來的電信號，並轉發給所述第一電阻匹配網絡O)；第一電阻匹配網絡O)，所述第一電阻匹配網絡( 分別通訊連接所述電信號接收模塊⑴與光電信號轉換模塊(3)，所述第一電阻匹配網絡⑵接收所述電信號接收模塊⑴ 發送來的電信號進行電阻匹配後發送到所述光電信號轉換模塊(3)；光電信號轉換模塊(3)，所述光電信號轉換模塊C3)分別通訊連接所述第一電阻匹配網絡O)、第二電阻匹配網絡(4)及前導段，所述光電信號轉換模塊C3)接收所述第一電阻匹配網絡( 發送來的電信號，轉換為光信號後發送到所述前導段，所述光電信號轉換模塊C3)還接收所述前導段發送來的光信號，轉換為電信號後發送到所述第二電阻匹配網絡 ⑷；第二電阻匹配網絡G)，所述第二電阻匹配網絡(4)分別通訊連接所述光電信號轉換模塊(3)與電信號發送模塊(5)，所述第二電阻匹配網絡(4)接收所述光電信號轉換模塊(3)發送來的電信號進行電阻匹配後發送到所述電信號發送模塊(5)；電信號發送模塊(5)，所述電信號發送模塊( 分別通訊連接所述第二電阻匹配網絡(4)與主控系統(7)，所述電信號發送模塊( 接收所述第二電阻匹配網絡(4)發送來的電信號並轉發給所述主控系統(7)。
2.如權利要求1所述的用於地球物理勘探的電光數據轉換板，其特徵在於還包括電源處理模塊(6)，所述電源處理模塊(6)分別連接所述光電信號轉換模塊(3)、電信號接收模塊(1)及電信號發送模塊( ，並分別為所述光電信號轉換模塊C3)、電信號接收模塊(1) 及電信號發送模塊(5)供電。
3.如權利要求1所述的用於地球物理勘探的電光數據轉換板，其特徵在於所述光電信號轉換模塊(3)為光電信號轉換器HFCT-5208。
4.如權利要求1所述的用於地球物理勘探的電光數據轉換板，其特徵在於所述電信號接收模塊(1)為信號接收晶片clc012。
5.如權利要求1所述的用於地球物理勘探的電光數據轉換板，其特徵在於所述電信號發送模塊(5)為信號發送晶片clcOOl。
6.如權利要求1所述的用於地球物理勘探的電光數據轉換板，其特徵在於所述第一電阻匹配網絡(2)包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、二極體及電容，所述第一電阻與第二電阻用於分壓，所述第三電阻與二極體上拉輸出信號電壓，所述電容為旁路電容。
7.如權利要求1所述的用於地球物理勘探的電光數據轉換板，其特徵在於所述第二電阻匹配網絡(4)包括進行兩路信號的信號標準轉換的四個電阻。
8.如權利要求2所述的用於地球物理勘探的電光數據轉換板，其特徵在於所述電源處理模塊(6)包括兩塊電源處理晶片，並將輸入電源處理為5V和3. 3V後進行輸出。
全文摘要
本發明提供了一種用於地球物理勘探的電光數據轉換板，包括電信號接收模塊分別通訊連接主控系統與第一電阻匹配網絡；第一電阻匹配網絡分別通訊連接電信號接收模塊與光電信號轉換模塊；光電信號轉換模塊分別通訊連接第一電阻匹配網絡、第二電阻匹配網絡及前導段；第二電阻匹配網絡分別通訊連接光電信號轉換模塊與電信號發送模塊；電信號發送模塊分別通訊連接第二電阻匹配網絡與主控系統。本發明使用電纜傳輸前導段至主控系統之間的信號，降低了接頭加工難度，提高了系統的穩定性和可靠性，且提高數據傳輸效率。
文檔編號G01V1/22GK102207552SQ201110066209
公開日2011年10月5日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者曾翔, 朱耀強, 邱永成, 黃龍君 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司