Instrumentna vezja za beleženje-med-vrtanjem (LWD) običajno obsegajo več funkcijskih modulov, vključno s kondicioniranjem signala, analogno-v-digitalno pretvorbo, obdelavo podatkov, komunikacijo in nadzorom. Posvojitevvisoko{0}}temperaturni procesorji ARMkot je ZT6206H, omogoča integracijo dela analognega sprednjega dela, vse obdelave podatkov in večine funkcij logičnega krmiljenja v en sam čip. To zmanjša odtis PCB, zmanjša tveganje za okvare medsebojnih povezav pri visokih temperaturah in poenostavi upravljanje materiala. Oblikovalci se morajo osredotočiti na ocenjevanje uporabnosti naslednjih zunanjih naprav.
Analogni-do-Digitalni pretvornik (ADC)
ZT6206H vključuje tri 12-bitne ADC-je, katerih ločljivost je mogoče izboljšati na 16 bitov s prekomernim vzorčenjem strojne opreme za ceno zmanjšane efektivne stopnje vzorčenja. Za spektroskopijo gama v vrtini ali signale upornosti (običajno s pasovno širino pod 10 kHz) prekomerno vzorčenje učinkovito izboljša razmerje med signalom-in-šumom in se izogne uporabi zunanjih visoko{10}}natančnih ADC, katerih delovanje je težko zagotoviti pri 200 stopinjah. Upoštevati je treba, da vir referenčne napetosti ADC pri visokih temperaturah močno zaniha; zato je priporočljiva zunanja visokotemperaturna referenčna napetost (npr. serija LM4040-HT) ali raciometrična meritev.
Digitalno-do-Analogni pretvornik (DAC) in operacijski ojačevalniki
Dva 12-bitna DAC-ja je mogoče uporabiti za generiranje prednapetosti ali krmiljenje ojačevalnikov s spremenljivim-ojačenjem v vrtini. Dva integrirana operacijska ojačevalnika (PGA) je mogoče konfigurirati kot ne-invertirajoča, invertirna ali diferencialna ojačevalnika za neposredno obdelavo šibkih signalov senzorjev. Na primer, signale termoelementa ali platine lahko ojača PGA, preden se vnesejo v ADC, s čimer se odpravi potreba po zunanjih instrumentacijskih ojačevalnikih. Pri 200 stopinjah se odmik napetosti in temperaturni odmik PGA povečata; načrtovalci bi morali izvajati periodično kalibracijo v programski opremi (npr. vnašanje ničelnih in polnih referenc vsakih 10 sekund).
Komunikacijski vmesniki
Trije vmesniki SPI in šest vmesnikov USART ostanejo na voljo pri 200 stopinjah, medtem ko so trije vmesniki I²C in en vmesnik CAN omejeni na delovanje pod 175 stopinjami. Ta omejitev pomembno vpliva na sistemsko arhitekturo: če vodilo v vrtini uporablja protokol CAN, mora biti temperatura čipa pod 175 stopinj; sicer je treba sprejeti redundantno premostitveno shemo USART-to-CAN. Kot najhitrejši-sinhroni serijski vmesnik se lahko SPI uporablja za povezavo zunanjih-temperaturnih pomnilnikov (npr. MRAM) ali visoko{11}}hitrostnih ADC-jev. USART lahko komunicira z telemetričnimi moduli v vrtini, čipi za upravljanje porabe energije ali drugimi koprocesorji. Priporočljivo je dodajanje preverjanj CRC ali števcev okvirjev vsem komunikacijskim vmesnikom, saj se robovi signala upočasnjujejo in stopnja bitnih napak narašča pri visokih temperaturah.
DMA in časovniki
Štirinajst kanalov DMA močno zmanjša prekinitvene stroške procesorja, kar omogoča neposreden več{0}}kanalni prenos podatkov ADC v SRAM pri glavni frekvenci 80 MHz. Šestnajst časovnikov podpira osnovne funkcije merjenja časa, izhoda PWM in zajemanja vhoda, ki jih je mogoče uporabiti za generiranje akustičnih vzbujevalnih impulzov v vrtini ali merjenje širine impulznega signala.
Napajanje in poraba energije
ZT6206H deluje od 1,71 V do 3,6 V; Priporočljivo je 3,3 V za znižanje toka pri isti ravni moči. Poraba energije je približno 80 mW pri 175 stopinjah pri polni hitrosti (80 MHz × 100 μA/MHz × 3,3 V) in približno 5,3 mW pri 200 stopinjah z znižano frekvenco na 16 MHz. Nizka poraba energije pomaga nadzirati samo-segrevanje in preprečuje toplotni beg. Načrtovalci morajo izračunati dejansko temperaturo spoja s kombinacijo samo-segrevanja čipa in temperature okolja, da zagotovijo, da ne preseže 200 stopinj.
Qingdao ZITN ima celotno tehnološko verigo od načrtovanja čipov do preverjanja sistema na področju visoko{0}}temperaturnih integriranih vezij. Njegov ZT6206H je nadomestil diskretne rešitve visoko-temperaturnega vezja v več projektih globoke{4}}karotaže vrtin. Za načrtovalce sistemov visoka stopnja integracije tega čipa omogoča redukcijo vezij, ki so bila prvotno sestavljena iz desetin visoko{6}}temperaturnih-ojačevalnikov, primerjalnikov in logičnih vrat, na en sam čip in majhno število perifernih naprav. To ne le izboljša srednji čas med napakami (MTBF), ampak tudi poenostavi visoko{9}}temperaturno usmerjanje PCB. Priporočljivo je razjasniti, katere zunanje naprave morajo delovati pri 200 stopinjah med fazo načrtovanja sheme in strogo dodeliti funkcije v skladu s tabelo znižanja temperature v podatkovnem listu, da preprečite prekinitve komunikacije v vrtini zaradi nepravilne uporabe omejenih zunanjih naprav.
Če želite izvedeti več informacij, nas kontaktirajte preko e-pošte:marketing@qdzitn.com!