一種用於地球物理勘探的光電數據轉換板的製作方法
2023-05-31 22:34:36 2
專利名稱：一種用於地球物理勘探的光電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光電數據轉換板。
背景技術：
地震數據採集系統是地震勘探中最關鍵的設備，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、寬頻帶和壓制千擾波等能力。地震數據和命令的實時傳輸和光電切換 是物探地震數據採集中一項重要的技術。它需要在採集期間，完成將多通道、 高分辨地震數據轉換為光信號傳輸給工作站，以及工作站光信號命令轉換成 電信號，無誤碼的實時轉換傳輸。
目前，在進行數據傳輸時，由於水下工作電纜的傳輸介質是電信號，而 前導段仍需要使用光信號作為傳輸介質。因此在這兩者之間需要有一個轉換樞紐。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種在水下工作電纜的電信號傳輸與 前導段光信號傳輸之間的用於地球物理勘探的光電數據轉換板。
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光電數據轉
換板，包括現場可編程邏輯電路、傳輸板、DPM及第一導通單元、第二導 通單元、第三導通單元和第四導通單元；
所述現場可編程邏輯電路進行信號轉換；
所述第一導通單元接收傳輸板發送來的LVDS電信號並進行均衡處理 後轉換為PECL信號，並將該信號進行串並轉換後發送到現場可編程邏輯電 路；所述第二導通單元接收現場可編程邏輯電路發送的命令，並將該命令轉
換為串行信號後發送到傳輸板；
所述第三導通單元接收現場可編程邏輯電路發送來的電信號，並將該信 號依次轉換成串行PECL信號、電平、光信號發送到DPM;
所述第四導通單元接收DPM發送來的光信號，並將該信號依次轉換為 電信號、電平後進行串並轉換後發送到現場可編程邏輯電路。
進一步，所述第一導通單元包括接收均衡器、第一電平轉換電路及第一 轉換晶片；其中，
所述接收均衡器接收所述傳輸板發送來的LVDS電信號並進行均衡處
理；
所述第一電平轉換電路接收經所述接收均衡器均衡處理的LVDS電信 號，並將該信號轉換為PECL信號後發送到所述第一轉換晶片；
所述第一轉換晶片接收來自所述第一電平轉換電路的PECL信號，並將 該信號進行串並轉換後發送到所述現場可編程邏輯電路。
進一步，所述第一電平轉換電路為包括二極體與傳輸線特徵阻抗的上拉 電阻組合電路；其中，
所述二極體用於放大信號，並將該信號發送到並聯設置的所述傳輸線特 徵阻抗；
所述傳輸線特徵阻抗接收所述二極體發送來的LVDS電信號，並將該信 號轉換為PECL信號。
進一步，所述第一導通單元還包括匹配電路，所述匹配電路設置在所述 接收均衡器與所述傳輸板之間，對所述LVDS電信號進行濾波處理。
進一步，所述匹配電路包括差分並聯阻抗及RC電路；其中，
所述差分並聯阻抗用於產生鉗位電壓；
所述RC電路用於進行濾波。
進一步，所述第二導通單元包括信號收發器，所述信號收發器接收所述 現場可編程邏輯電路發送的命令，並將該命令轉換為串行信號後發送到所述傳輸板。
進一步，所述第三導通單元包括第二轉換晶片、第二電平轉換電路及光
電轉換器；其中，
所述第二轉換晶片接收所述現場可編程邏輯電路發送來的電信號，並將
該信號轉換成串行PECL信號後發送到所述第二電平轉換電路；
所述第二電平轉換電路接收所述第二轉換晶片發送來的串行PECL信 號，並將該信號轉換成電平後發送到所述光電轉換器；
所述光電轉換器將所述第二電平轉換電流發送來的電平，並將該信號轉 換成光信號發送到所述DPM。
進一步，所述第四導通單元包括光電轉換器、第二電平轉換電路及第三 轉換晶片；其中，
所述光電轉換器接收所述DPM發送來的光信號，並將該信號轉換為電 信號後發送到所述第二電平轉換電路；
所述第二電平轉換電路接收所述光電轉換器發送來的電信號，並將該信 號轉換成電平後發送到所述第三轉換晶片；
所述第三轉換晶片接收所述第二電平轉換電路發送來的信號，並進行串 並轉換後發送到現場可編程邏輯電路。
進一步，所述第二電平轉換電路的差分線上設置有電阻率不同的鉗位電阻。
本發明具有如下優點
1、 本發明採用現場可編程邏輯電路及多個導通單元分別與傳輸板及 DPM進行信號交換，使用的功耗低，光電信號的轉換速度高，最大傳輸速 度高。
2、 本發明採用匹配電路及多種電平轉換電路，傳輸及信號轉換過程中 誤碼率低。
3、 本發明結構簡單、安裝方便。
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光電數據轉換板結構示意
圖2示出了本發明一種用於地球物理勘探的光電數據轉換板中第一電 平轉換電路結構示意圖3示出了本發明一種用於地球物理勘探的光電數據轉換板中匹配電 路結構示意圖4示出了本發明一種用於地球物理勘探的光電數據轉換板中第二電 平轉換電路結構示意圖。
具體實施例方式
如圖l所示，本發明包括現場可編程邏輯電路l，現場可編程邏輯電路 1可進行信號轉換。本發明兩端分別與傳輸板2及DPM3相連，並可與傳輸 板2及DPM3進行數據交換。DPM3為data processing modular的縮寫，是
一種數據處理模塊。
本發明中，現場可編程邏輯電路1通過第一導通單元4接收傳輸板2信 號。第一導通單元4用於接收傳輸板2發送來的LVDS電信號並進行均衡處 理後轉換為PECL信號，並將該信號進行串並轉換後發送到現場可編程邏輯 電路1。
現場可編程邏輯電路1通過第二導通單元5向傳輸板2發送信號。第二 導通單元5用於接收現場可編程邏輯電路1發送的命令，並將該命令轉換為 串行信號後發送到傳輸板2。現場可編程邏輯電路l與傳輸板2之間接收與 發送的信號為電信號。
現場可編程邏輯電路1通過第三導通單元6向DPM3發送信號。第三導 通單元6用於接收現場可編程邏輯電路1發送來的電信號，並將該信號依次 轉換成串行PECL信號、電平、光信號發送到DPM3。
現場可編程邏輯電路1通過第四導通單元7接收DPM3信號。第四導通單元7用於接收DPM3發送來的光信號，並將該信號依次轉換為電信號、電 平後進行串並轉換後發送到現場可編程邏輯電路1。現場可編程邏輯電路1 與DPM3之間接收與發送的信號為光信號。
本發明採用現場可編程邏輯電路1及多個導通單元分別與傳輸板2及 DPM3進行信號交換，使用的功耗低，光電信號的轉換速度高，最大傳輸速 度南。
如圖1所示，第一導通單元4包括接收均衡器41、第一電平轉換電路 42及第一轉換晶片43。接收均衡器41接收傳輸板2發送來的LVDS電信號 並進行均衡處理；第一電平轉換電路42接收經接收均衡器均衡處理的LVDS 電信號，並將該信號轉換為PECL信號後發送到第一轉換晶片43;第一轉 換晶片43接收來自第一電平轉換電路42的PECL信號，並將該信號進行串 並轉換後發送到現場可編程邏輯電路1。
如圖2所示，第一電平轉換電路42為包括二極體421與傳輸線特徵阻 抗422的上拉電阻組合電路423。由於接收均衡器41出來的是LVDS信號， 而第一轉換晶片43所需的是PECL信號，所以需要二極體421與傳輸線特 徵阻抗422組成的上拉電阻組合電路423進行電平轉換，本實施例中，傳輸 線特徵阻抗422為75歐姆。
如圖3所示，第一導通單元4還包括匹配電路44,匹配電路44設置在 接收均衡器41與傳輸板2之間，可對LVDS電信號進行濾波處理。
如圖3所示，匹配電3各44包^r由不同電阻率匹配電阻組成的差分並聯: 阻抗441及由電容與電阻組成的RC電路442,差分並聯阻抗441具有翎-位 電壓作用，RC電路442可進行濾波。本實施例中，釆用兩個匹配電阻，電 阻分別為IO歐姆、40歐姆。本實施例中，RC電路中電容為lu,電阻為100歐姆。
如圖l所示，第二導通單元包括信號收發器51，信號收發器51接收現 場可編程邏輯電路1發送的命令，並將該命令轉換為串行信號後發送到傳輸 板2。
如圖1所示，第三導通單元6包括第二轉換晶片61、第二電平轉換電路62及光電轉換器63。第二轉換晶片61接收現場可編程邏輯電路1發送 來的電信號，並將該信號轉換成串行PECL信號後發送到第二電平轉換電路 62;第二電平轉換電路62接收第二轉換晶片61發送來的串行PECL信號， 並將該信號轉換成電平後發送到光電轉換器63;光電轉換器63將第二電平 轉換電路62發送來的電平，並將該信號轉換成光信號發送到DPM3。
如圖1所示，第四導通單元7包括光電轉換器63、第二電平轉換電^各 62及第三轉換晶片71。光電轉換器63接收DPM3發送來的光信號，並將該 信號轉換為電信號後發送到第二電平轉換電路62;第二電平轉換電路62接 收光電轉換器63發送來的電信號，並將該信號轉換成電平後發送到第三轉 換晶片71;第三轉換晶片71接收第二電平轉換電路62發送來的信號，並 進行串並轉換後發送到現場可編程邏輯電路1。
如圖4所示，第二電平轉換電路62的差分線621上設置有電阻率不同 的鉗位電阻622。由於傳輸雙絞線上傳輸的是PECL的差分信號，在每根差 分線621上加上82歐姆的上拉電阻和130歐姆的下拉電阻能夠將PECL信 號鉗位在光電轉換模塊所需的電平範圍內。這樣就實現了從PECL到光電轉 換模塊的電平轉換。
本發明採用匹配電路44及多種電平轉換電路，傳輸及信號轉換過程中 誤碼率低。本發明結構簡單、安裝方便。
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光電數據轉換板，其特徵在於包括現場可編程邏輯電路、傳輸板、DPM及第一導通單元、第二導通單元、第三導通單元和第四導通單元；所述現場可編程邏輯電路進行信號轉換；所述第一導通單元接收傳輸板發送來的LVDS電信號並進行均衡處理後轉換為PECL信號，並將該信號進行串並轉換後發送到現場可編程邏輯電路；所述第二導通單元接收現場可編程邏輯電路發送的命令，並將該命令轉換為串行信號後發送到傳輸板；所述第三導通單元接收現場可編程邏輯電路發送來的電信號，並將該信號依次轉換成串行PECL信號、電平、光信號發送到DPM；所述第四導通單元接收DPM發送來的光信號，並將該信號依次轉換為電信號、電平後進行串並轉換後發送到現場可編程邏輯電路。
2、 如權利要求1所述的用於地球物理勘探的光電數據轉換板，其特徵 在於所述第一導通單元包括接收均衡器、第一電平轉換電路及第一轉換芯 片；其中，所述接收均衡器接收所述傳輸板發送來的LVDS電信號並進行均衡處 理，並將處理後的電信號發送給所述第一電平轉換電路；所述第一電平轉換電路接收經所述接收均衡器均衡處理的LVDS電信 號，並將該信號轉換為PECL信號後發送到所述第一轉換晶片；所述第一轉換晶片接收來自所述第一電平轉換電路的PECL信號，並將 該信號進行串並轉換後發送到所述現場可編程邏輯電路。
3、 如權利要求2所述的用於地球物理勘探的光電數據轉換板，其特徵 在於所述第 一電平轉換電路為包括二極體與傳輸線特徵阻抗的上拉電阻組 合電路；其中，所述二極體用於放大信號，並將該信號發送到並聯設置的所述傳輸線特徵阻抗;所述傳輸線特徵阻抗接收所述二極體發送來的LVDS電信號，並將該信 號轉換為PECL信號。
4、 如權利要求3所述的用於地球物理勘探的光電數據轉換板，其特徵 在於所述第一導通單元還包括匹配電路，所述匹配電路設置在所述4妄收均 衡器與所述傳輸板之間，對所述LVDS電信號進行濾波處理。
5、 如權利要求4所述的用於地球物理勘探的光電數據轉換板，其特徵 在於所述匹配電路包括差分並聯阻抗及RC電路；其中，所述差分並^:阻抗用於產生鉗位電壓；所述RC電路用於進行濾波。
6、 如權利要求5所述的用於地球物理勘探的光電數據轉換板，其特徵 在於所述第二導通單元包括信號收發器，所述信號收發器接收所述現場可 編程邏輯電路發送的命令，並將該命令轉換為串行信號後發送到所述傳輸 板。
7、 如權利要求6所述的用於地球物理勘探的光電數據轉換板，其特徵 在於所述第三導通單元包括第二轉換晶片、第二電平轉換電路及光電轉換 器；其中，所述第二轉換晶片接收所述現場可編程邏輯電路發送來的電信號，並將 該信號轉換成串行PECL信號後發送到所述第二電平轉換電路；所述第二電平轉換電路接收所述第二轉換晶片發送來的串行PECL信 號，並將該信號轉換成電平後發送到所述光電轉換器；所述光電轉換器將所述第二電平轉換電流發送來的電平，並將該信號轉 換成光信號發送到所述DPM。
8、 如權利要求7所述的用於地球物理勘#:的光電數據轉換板，其特徵在於所述第四導通單元包括光電轉換器、第二電平轉換電路及第三轉換芯 片；其中，所述光電轉換器接收所述DPM發送來的光信號，並將該信號轉換為電 信號後發送到所述第二電平轉換電路；所述第二電平轉換電路接收所述光電轉換器發送來的電信號，並將該信 號轉換成電平後發送到所述第三轉換晶片；所述第三轉換晶片接收所述第二電平轉換電路發送來的信號，並進行串 並轉換後發送到現場可編程邏輯電路。
9、如權利要求8所述的用於地球物理勘探的光電數據轉換板，其特徵 在於所述第二電平轉換電路的差分線上設置有電阻率不同的鉗位電阻。
全文摘要
本發明提供了一種用於地球物理勘探的光電數據轉換板，包括現場可編程邏輯電路、傳輸板、DPM及第一、第二、第三導和第四導通單元。第一導通單元接收傳輸板發送來的LVDS電信號並進行均衡處理後轉換為PECL信號，並將該信號進行串並轉換後發送到現場可編程邏輯電路。第三導通單元接收現場可編程邏輯電路發送來的電信號，並將該信號依次轉換成串行PECL信號、電平、光信號發送到DPM。DPM發送來的光信號經第四導通單元發送到現場可編程邏輯電路，再經第二導通單元發送到傳輸板。本發明採用現場可編程邏輯電路及多個導通單元分別與傳輸板及DPM進行信號交換，使用的功耗低，光電信號的轉換速度高，最大傳輸速度高。
文檔編號G01V1/22GK101634713SQ20091009155
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月25日 優先權日2009年8月25日
發明者翔 曾, 朱耀強, 阮福明, 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