用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及石油勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路。
【背景技術(shù)】
[0002]核磁共振測(cè)井是一種適用于裸眼井的測(cè)井新技術(shù)，是目前唯一可以直接測(cè)量任意巖性儲(chǔ)集層自由流體滲流體積特性的測(cè)井方法，有明顯的優(yōu)越性。核磁共振技術(shù)是利用原子核的順磁性以及原子核之間相互作用的外加磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)井的技術(shù)。低場(chǎng)核磁共振儀器采用同一天線發(fā)射射頻脈沖信號(hào)、接收回波信號(hào)，該天線分別連接發(fā)射電路和接收電路，發(fā)射電路發(fā)射射頻脈沖信號(hào)時(shí)天線兩端的電壓很高，造成射頻脈沖信號(hào)進(jìn)入接收電路中；接收電路在接收回波信號(hào)時(shí)，由于回波信號(hào)的幅度較小，發(fā)射電路的噪聲容易干擾回波信號(hào)，影響回波信號(hào)的接收，因此，需要隔離電路對(duì)發(fā)射電路和接收電路進(jìn)行隔離，使發(fā)射電路和接收電路不相互影響。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的隔離電路有兩種形式:第一種為四分之一波長(zhǎng)傳輸線與交叉二極管結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)隔離，即天線與接收電路通過(guò)傳輸線連接，同時(shí)傳輸線的長(zhǎng)度等于四分之一波長(zhǎng)；第二種采用等效四分之一 η網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)隔離，即天線與接收電路通過(guò)等效四分之一傳輸線連接。
[0004]第一種隔離電路由于傳輸線較長(zhǎng)，導(dǎo)致隔離電路不適用于低場(chǎng)核磁共振儀器；第二種隔離電路中的等效四分之一傳輸線會(huì)對(duì)多個(gè)頻帶的接收信號(hào)造成幅度衰減，導(dǎo)致等效四分之一 η網(wǎng)絡(luò)的頻帶較窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路，以實(shí)現(xiàn)適用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路，且隔離電路頻帶寬。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面是提供一種用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路，包括:第一隔離電路、第二隔離電路和控制電路；其中:
[0007]所述第一隔離電路連接在發(fā)射電路與天線之間，所述第一隔離電路包括第一二級(jí)管和第二二級(jí)管，所述第一二級(jí)管和所述第二二級(jí)管反向并聯(lián)；
[0008]所述第二隔離電路連接在所述天線與接收電路之間，所述第二隔離電路包括邏輯轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)電路、變壓器耦合電路、開(kāi)關(guān)電路、第一 M0SFET、第二 MOSFET和電容，其中，所述邏輯轉(zhuǎn)換電路、所述驅(qū)動(dòng)電路、所述變壓器耦合電路和所述開(kāi)關(guān)電路依次連接，所述第一 MOSFET的柵極與所述第二 MOSFET的柵極相連，所述第一 MOSFET的源極與所述第二MOSFET的源極相連，所述電容連接在所述第一 MOSFET的源極與所述第一 MOSFET的柵極之間，所述開(kāi)關(guān)電路并聯(lián)在所述電容的兩端，所述第一 MOSFET的漏極與所述天線連接，所述第二 MOSFET的漏極與所述接收電路連接；
[0009]所述控制電路與所述邏輯轉(zhuǎn)換電路相連，用于控制所述第一 MOSFET和所述第二MOSFET導(dǎo)通或截止。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面是提供一種低場(chǎng)核磁共振儀器，包括所述的隔離電路，以及發(fā)射電路、接收電路和天線。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例提供的用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路，通過(guò)第一隔離電路和第二隔離電路對(duì)發(fā)射電路和接收電路進(jìn)行了隔離，并通過(guò)第二隔離電路連接天線和接收電路，相對(duì)于四分之一波長(zhǎng)傳輸線或等效四分之一傳輸線連接天線與接收電路，縮短了天線與接收電路之間的連接距離，且第二隔離電路對(duì)多個(gè)頻帶的接收信號(hào)的幅度沒(méi)有影響，實(shí)現(xiàn)了適用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路，且隔離電路頻帶寬。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路；
[0013]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)邏輯轉(zhuǎn)換電路的波形圖；
[0014]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變壓器耦合電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的發(fā)射信號(hào)與控制信號(hào)的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路。本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)四分之一波長(zhǎng)傳輸線與交叉二極管結(jié)合的方式不適用于低場(chǎng)核磁共振儀器，以及等效四分之一網(wǎng)絡(luò)的頻帶較窄，提供了用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路，如圖1所示，用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路包括第一隔離電路2、第二隔離電路3和控制電路6，其中，第一隔離電路2連接在發(fā)射電路I與天線4之間，第一隔離電路2包括第一二級(jí)管21和第二二級(jí)管22，第一二級(jí)管21和第二二級(jí)管22反向并聯(lián)；第二隔離電路3連接在天線4與接收電路5之間，第二隔離電路3包括邏輯轉(zhuǎn)換電路31、驅(qū)動(dòng)電路32、變壓器耦合電路33、開(kāi)關(guān)電路34、第一 MOSFET 36、第二 MOSFET 37和電容35，其中，輯轉(zhuǎn)換電路31、驅(qū)動(dòng)電路32、變壓器耦合電路33和開(kāi)關(guān)電路34依次連接，第一 MOSFET 36的柵極與第二 MOSFET 37的柵極相連，第一 MOSFET 36的源極與第二 MOSFET 37的源極相連，電容35連接在第一 MOSFET36的源極與第一 MOSFET 36的柵極之間，開(kāi)關(guān)電路34并聯(lián)在電容35的兩端，第一 MOSFET36的漏極與天線4連接，第二 MOSFET 37的漏極與接收電路5連接；控制電路6與邏輯轉(zhuǎn)換電路31相連，用于控制第一 MOSFET 36與第二 MOSFET 37導(dǎo)通或截止。
[0018]在本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射電路I發(fā)射CPMG脈沖信號(hào)，CPMG脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)第一隔離電路2后加在第一二級(jí)管21的電壓大于二極管的開(kāi)啟電壓，第一二級(jí)管21導(dǎo)通即第一隔離電路2導(dǎo)通，此時(shí)第一隔離電路2的內(nèi)阻很小，CPMG脈沖信號(hào)完全施加在天線4上，同時(shí)，控制電路6產(chǎn)生控制信號(hào)，控制信號(hào)依次通過(guò)輯轉(zhuǎn)換電路31、驅(qū)動(dòng)電路32、變壓器耦合電路33控制開(kāi)關(guān)電路34斷開(kāi)，以使電容35兩端的電壓為0，此時(shí)，第一 MOSFET 36與第二MOSFET 37截止，即天線4與接收電路5不導(dǎo)通，防止CPMG脈沖信號(hào)進(jìn)入接收電路5并損壞接收電路5。
[0019]當(dāng)接收電路5從天線4接收回波信號(hào)時(shí)，由于回波信號(hào)的幅度較小，回波信號(hào)經(jīng)過(guò)第一隔離電路2后加在第二二級(jí)管22的電壓小于二極管的開(kāi)啟電壓，第二二級(jí)管22截止即第一隔離電路2無(wú)法導(dǎo)通，同時(shí)，控制電路6產(chǎn)生控制信號(hào)，控制信號(hào)依次通過(guò)輯轉(zhuǎn)換電路31、驅(qū)動(dòng)電路32、變壓器耦合電路33控制開(kāi)關(guān)電路34閉合，以使電容35兩端的電壓不為O，此時(shí)，第一 MOSFET 36與第二 MOSFET 37導(dǎo)通，即天線4與接收電路5導(dǎo)通，接收電路5從天線4接收回波信號(hào)，避免了發(fā)射電路I產(chǎn)生的噪聲信號(hào)影響回波信號(hào)的接收，并阻止回波信號(hào)進(jìn)入發(fā)射電路I。
[0020]另外，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路可工作在500kHz-30MHz的頻帶范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了寬頻。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)第一隔離電路和第二隔離電路對(duì)發(fā)射電路和接收電路進(jìn)行了隔離，并通過(guò)第二隔離電路連接天線和接收電路，相對(duì)于四分之一波長(zhǎng)傳輸線或等效四分之一傳輸線連接天線與接收電路，縮短了天線與接收電路之間的連接距離，且第二隔離電路對(duì)多個(gè)頻帶的接收信號(hào)的幅度沒(méi)有影響，實(shí)現(xiàn)了適用于低場(chǎng)核磁共振儀器的隔離電路，且隔離電路頻帶寬。
[0022]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)邏輯轉(zhuǎn)換電路的波形圖；圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變壓器耦合電路的結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的發(fā)射信號(hào)與控制信號(hào)的波形圖。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，第一隔離電路2包括兩個(gè)二極管組件，每個(gè)二極管組件包括一個(gè)第一二級(jí)管21和一個(gè)第二二級(jí)管22。
[0023]如圖2所示，控制電路6輸出控制信號(hào)，邏輯轉(zhuǎn)換電路31將控制信號(hào)311的上升沿轉(zhuǎn)換為第一負(fù)脈沖信號(hào)313，并將控制信號(hào)311的下降沿轉(zhuǎn)換為第二負(fù)脈沖信號(hào)314。本發(fā)明實(shí)施例中邏輯轉(zhuǎn)換電路31具體由門電路和耦合電容組成，門電路和耦合電容的組合方式可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種方式。
[0024]如圖3所示，驅(qū)動(dòng)電路32用于對(duì)所述第一負(fù)脈沖信號(hào)和所述第二負(fù)脈沖信號(hào)進(jìn)行功率放大。驅(qū)動(dòng)電路32包括穩(wěn)壓電路322和驅(qū)動(dòng)芯片323，穩(wěn)壓電路322和驅(qū)動(dòng)芯片323串聯(lián)，穩(wěn)壓電路322包括反向二極管和電阻，反向二極管和電阻并聯(lián)。
[0025]如圖4所示，變壓器耦合電路33包括第一變壓器Tl和第二變壓器T2，第一變壓器Tl的初級(jí)332為一路輸入，第一變壓器Tl的次級(jí)333為兩路異名端，第二變壓器T2的初級(jí)337為一路輸入，第二變壓器T2的次級(jí)338為一路異名端，第一變壓器Tl和第二變壓器T2相互獨(dú)立。
[0026]驅(qū)動(dòng)電路32將第一負(fù)脈沖信號(hào)313輸入第一變壓器Tl的初級(jí)332，兩路異名端分別輸出第一正脈沖信號(hào)334和第二正脈沖信號(hào)335 ;驅(qū)動(dòng)電路32將第二負(fù)脈沖信號(hào)314輸入到第二變壓器T2的初級(jí)337，一路異名端輸出第三正脈沖信號(hào)339。
[0027]在本發(fā)明實(shí)施例中，第二隔離電路3包括兩個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)電路32，由于邏輯轉(zhuǎn)換電路31將控制信號(hào)311的上升沿轉(zhuǎn)換為第一負(fù)脈沖信號(hào)313，并將控制信號(hào)311的下降沿轉(zhuǎn)換為第二負(fù)脈沖信號(hào)314，第一負(fù)脈沖信號(hào)313和第二負(fù)脈沖信號(hào)314分別輸入到兩個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)電路32中，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路32的放大后，第一負(fù)脈沖信號(hào)313輸入到第一變壓器Tl，第一變壓器Tl輸出第一正脈沖信號(hào)334和第二正脈沖信號(hào)335，第二負(fù)脈沖信號(hào)314輸入到第二變壓器T2。第二變壓器T2輸出第三正脈沖信號(hào)339。
[0028]開(kāi)關(guān)電路34接收到第一正脈沖信號(hào)334和第二正脈沖信號(hào)335時(shí)斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)電路34接收到第三正脈沖信號(hào)339時(shí)閉合。
[0029]開(kāi)關(guān)電路34接收到第一正脈沖信號(hào)334和第二正脈沖信