高温井下测量系统：抑制电路温漂影响的创新设计

本文介绍了一种针对高温环境设计的井下测量系统，重点解决了电路温度漂移对测量精度的影响问题。系统设计的关键在于前置放大电路，它采用了分时复用的工作机制，以便同时处理多通道信号，包括刻度信号和目标信号。刻度信号与目标信号通过模拟开关在不同时间段送入前置放大器，这样可以确保信号的独立放大，避免了因温度变化导致的信号干扰。 发射电流经过取样后，产生参考信号，这个信号被用来执行数字相敏检波算法，以计算其幅度和相位。这个相位基准对于同步刻度信号和目标信号至关重要，确保它们在放大过程中的相位一致性。前置放大电路具有三个通道，每个通道处理一组刻度信号和五组目标信号，通过模拟开关的选择性放大，系统总共支持15路信号的采集。 测控电路是系统的核心部分，包括数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和模数转换电路。FPGA负责快速并行处理来自前置放大器的多路信号，通过DPSD(差分相位寻找技术)计算信号的精确相位差。DSP则进一步处理这些数据，利用其强大的浮点运算能力进行深度分析。测量结果通过异步串口(SCI)传输到地面的测控系统，实现了对复杂环境下的精确测量。 为了确保测量的准确性，系统在信号分时复用时特别注重相位基准的稳定。参考信号在整个测量过程中保持导通，确保了温度漂移不会影响相位基准的稳定性，从而有效地抑制了温度变化对测量结果的影响。实验结果显示，这种方法显著提高了测量系统的稳定性和精度，适用于高温、多通道的井下测量任务。