Lokikirjaus-porauksen aikana (LWD) -instrumenttipiirit sisältävät tyypillisesti useita toiminnallisia moduuleja, mukaan lukien signaalinkäsittely, analoginen-muunnos-digitaaliseksi, tietojenkäsittely, tiedonsiirto ja ohjaus. Adoptiokorkean{0}}lämpötilojen ARM-prosessoritkuten ZT6206H mahdollistaa osan analogisesta etupäästä, kaiken tiedonkäsittelyn ja useimpien loogisten ohjaustoimintojen yhdistämisen yhdeksi siruksi. Tämä pienentää piirilevyn jalanjälkeä, vähentää yhteenliittämishäiriöiden riskiä korkeissa lämpötiloissa ja yksinkertaistaa materiaalin hallintaa. Suunnittelijoiden tulisi keskittyä arvioimaan seuraavien oheislaitteiden soveltuvuutta.
Analoginen-to-Digitaalinen muunnin (ADC)
ZT6206H integroi kolme 12{5}}-bittistä ADC:tä, joiden resoluutio voidaan parantaa 16-bittiseksi laitteiston ylinäytteityksellä alhaisemman tehollisen näytteenottotaajuuden kustannuksella. Uphole-gammaspektroskopiassa tai resistiivisissä signaaleissa (yleensä alle 10 kHz:n kaistanleveydellä) ylinäytteitys parantaa tehokkaasti signaalin-/-kohinasuhdetta ja välttää ulkopuolisten korkean -tarkkojen ADC:iden käytön, joiden suorituskykyä on vaikea taata 200 asteessa. On huomattava, että ADC-referenssijännitelähde ajautuu merkittävästi korkeissa lämpötiloissa; siksi suositellaan ulkoista korkean lämpötilan jännitereferenssiä (esim. LM4040-HT-sarja) tai ratiometristä mittausta.
Digitaalinen-to-Analogimuunnin (DAC) ja operaatiovahvistimet
Kahta 12-bittistä DAC:ta voidaan käyttää esijännitteiden tuottamiseen tai alareiän vaihtelevan -vahvistusvahvistimien ohjaamiseen. Kaksi integroitua operaatiovahvistinta (PGA) voidaan konfiguroida ei--invertoiviksi, invertoiviksi tai differentiaalivahvistimiksi käsittelemään suoraan heikkoja anturisignaaleja. Esimerkiksi termopari- tai platinavastussignaalit voidaan vahvistaa PGA:lla ennen kuin ne syötetään ADC:hen, mikä eliminoi ulkoisten instrumentointivahvistimien tarpeen. 200 asteessa PGA:n offset-jännite ja lämpötilapoikkeama kasvavat; suunnittelijoiden tulee toteuttaa säännöllinen kalibrointi ohjelmistossa (esim. syöttää nolla- ja täyden mittakaavan referenssit 10 sekunnin välein).
Viestintärajapinnat
Kolme SPI-liitäntää ja kuusi USART-liitäntää ovat edelleen käytettävissä 200 asteen kulmassa, kun taas kolme I²C-liitäntää ja yksi CAN-liitäntä on rajoitettu toimintaan alle 175 asteen kulmassa. Tämä rajoitus vaikuttaa merkittävästi järjestelmäarkkitehtuuriin: jos downhole-väylä käyttää CAN-protokollaa, sirun lämpötila on pidettävä alle 175 asteen; muussa tapauksessa on otettava käyttöön redundantti USART-to-CAN-siltamalli. Nopeimpana synkronisena USART voi kommunikoida alareiän telemetriamoduulien, virranhallintasirujen tai muiden apuprosessorien kanssa. CRC-tarkistusten tai kehyslaskurien lisääminen kaikkiin tietoliikenneliitäntöihin on suositeltavaa, koska signaalin reunat hidastuvat ja bittivirhesuhteet nousevat korkeissa lämpötiloissa.
DMA ja ajastimet
Neljätoista DMA-kanavaa vähentää huomattavasti suorittimen keskeytyksiä, mikä mahdollistaa suoran monikanavaisen ADC-tiedonsiirron SRAM:iin 80 MHz:n päätaajuudella. Kuusitoista ajastinta tukevat perusajoitus-, PWM-lähtö- ja tulon sieppaustoimintoja, joita voidaan käyttää akustisten herätepulssien generointiin tai pulssisignaalien leveyden mittaamiseen.
Virtalähde ja virrankulutus
ZT6206H toimii 1,71 V - 3,6 V jännitteellä; 3,3 V on suositeltavaa alentaa virtaa samalla tehotasolla. Virrankulutus on noin 80 mW 175 asteessa täydellä nopeudella (80 MHz × 100 μA/MHz × 3,3 V) ja noin 5,3 mW 200 asteessa taajuudella 16 MHz. Alhainen virrankulutus auttaa hallitsemaan itse-lämpenemistä ja välttämään lämmön karkaamista. Suunnittelijoiden on laskettava todellinen liitoslämpötila yhdistämällä sirun itse{16}}lämpeneminen ympäristön lämpötilaan varmistaakseen, että se ei ylitä 200 astetta.
Qingdao ZITN:llä on täydellinen teknologiaketju sirusuunnittelusta järjestelmän todentamiseen korkean lämpötilan{0}}integroitujen piirien alalla. Sen ZT6206H on korvannut erilliset korkean-lämpötilojen piiriratkaisut useissa syvien-kaivon hakkuuprojekteissa. Järjestelmäsuunnittelijoille tämän sirun korkea integrointitaso mahdollistaa alun perin kymmenistä korkean lämpötilan -lämpötiloista -vahvistimista, vertailijoista ja logiikkaporteista koostuvien piirien pienentämisen yhdelle sirulle sekä pienelle määrälle oheislaitteita. Tämä ei ainoastaan paranna vikojen välistä keskimääräistä aikaa (MTBF), vaan myös yksinkertaistaa korkean lämpötilan piirilevyjen reititystä. On suositeltavaa selvittää, mitkä oheislaitteet on toimittava 200 asteen kulmassa kaavamaisen suunnitteluvaiheen aikana, ja tiukasti määrittää toiminnot datalehden lämpötilan vähennystaulukon mukaisesti, jotta estetään rajoitettujen oheislaitteiden väärästä käytöstä aiheutuvat tietoliikennekatkokset.
Jos haluat lisätietoja, ota meihin yhteyttä sähköpostitse:marketing@qdzitn.com!