CN2898300Y - 一种测井仪器通讯电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种使石油勘探测井仪器在高温环境下可靠通讯的测井仪器通讯电路，由微处理器1、驱动器2、收发送光电耦合器4、3及CAN收发器5组成，微处理器1的数据发送端CANTX连接驱动器2输入端，驱动器2输出端通过R3连接发送光电耦合器4的输入端，光电耦合器4的输出端连接CAN收发器5的发送数据输入端TXD；收发器5接收数据输出端RXD通过R4连接接收光电耦合器3输入端，接收光电耦合器3输出端连接微处理器1的数据接收输入端CANRX。本实用新型在环境温度为165℃条件下实现速率为1Mbits/s的高速通讯，通讯的容错性和鲁棒性很高，数据传输稳定可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于石油测井技术，具体是一种使石油勘探测井仪器在高温环境下可靠通讯的测井仪器通讯电路。
背景技术
Controller Aera Network控制器局部网(CAN总线)是目前较为流行的现场总线之一，也是近来发展较快的一种现场总线，在汽车制造领域已经有了成功的应用，在石油测井仪器领域也有应用，目前CAN总线通讯所采用的电路大多如附图1，微控制器与CAN协议器相互独立，CAN协议器采用SJA1000，也有采用集成CAN协议器的微控制器；通过光电耦合器6N137实现微控制器电路部分与总线电气隔离，提高通讯可靠性及避免相互干扰；CAN收发器采用PCA82C250、TJA1050T等。这种电路不能在环境温度125℃以上使用，但是对于测井仪器，由于要在井下155℃以上环境温度下工作，因此不能满足下井仪器温度指标要求。
技术内容
本实用新型的目的是提供一种可以满足测井仪器在高温条件下利用CAN总线进行相互通讯的测井仪器通讯电路。
本实用新型采用如下技术方案：
一种测井仪器通讯电路由集成CAN控制器的微处理器1、驱动器2、发送光电耦合器4、接收光电耦合器3及CAN收发器5组成，微处理器1的数据发送端CANTX连接驱动器2输入端，驱动器2输出端通过R3连接发送光电耦合器4的输入端，光电耦合器4的输出端连接CAN收发器5的发送数据输入端TXD；CAN收发器5接收数据输出端RXD通过R4连接接收光电耦合器3输入端，接收光电耦合器3输出端连接微处理器1的数据接收输入端CANRX。
本实用新型还采用如下技术方案：
发送光电耦合器4供电及输出，接收光电耦合器3的输入，CAN收发器5均采用单独的+5V电源供电，通过电源变压器实现总线与控制部分的电源隔离。
CAN收发器5终端连接匹配电阻R6，匹配电阻R6为100-120Ω
处理器1采用带有集成CAN控制器的DSP芯片TMS320LF2407APGES。
发送光电耦合器4、接收光电耦合器3采用6N134。
驱动器2采用SN5407，R3、R4为150-300Ω。
CAN收发器5采用MAX3050ASA。
本实用新型在环境温度为165℃条件下实现速率为1Mbits/s的高速通讯，通讯的容错性和鲁棒性很高，数据传输稳定可靠。
附图说明
附图1常用CAN通讯电路示意图；
附图2本实用新型电路示意图。
具体实施方式
下面结合图2对本实用新型进行详细描述。
微处理器1的数据发送端CANTX连接驱动器2输入端，驱动器2输出端连接发送光电耦合器4的输入端，光电耦合器4的输出端连接CAN收发器5的发送数据输入端TXD；CAN收发器5接收数据输出端RXD连接接收光电耦合器3输入端，接收光电耦合器3输出端连接微处理器1的数据接收输入端CANRX。
为减少电路板的尺寸，降低元器件使用数量，提高仪器可靠性，本实用新型的微处理器1采用了TI公司带有集成CAN控制器的DSP芯片TMS320LF2407APGES作为CAN接口模块。微处理器1的CAN控制器模块是一个完全的控制器，完全支持2.0协议，可工作在标准模式或扩展模式下。它采用邮箱发送、接收数据，对接收邮箱可配置接收屏蔽字，可编程位定时器、可编程中断配置、可编程总线唤醒功能，自动回复远程请求，当发送出现错误或仲裁时丢失数据时，控制器自动重发，具有总线错误诊断功能，可工作在自测试模式下。
在进行电路设计时为进一步提高系统抗干扰能力，避免下井仪器相互之间通过总线耦合干扰信号，在微处理器1和CAN收发器5之间用两片光电隔离芯片6N134作为发送光电耦合器4、接收光电耦合器3进行电气隔离，6N134采用军品级器件，其结温为175℃，速度为10Mbits/s，远远满足CAN总线的速率要求。
光电耦合器6N134的发光二极管的工作电流为10～20mA，如果小于10mA，发光二极管不能正常工作，如果大于20mA，有可能烧坏发光二极管。由于微处理器1的引脚CANTX灌电流最大仅4mA，驱动不了发光二极管，所以中间加一SN5407作为驱动器2，驱动器2的灌电流可达30mA。发光二极管正向压降1.4V，在接5V供电时，加在负载电阻上的压降不足3.6V，为满足电流要求，负载电阻应在180～360Ω之间，兼顾功耗及可靠性，经过试验确定负载电阻250～260Ω时效果最好，故R3、R4选为250Ω。
6N134输出为集电极开路形式，输出应加上拉电阻，输出电平由上拉电压决定。CAN收发器5发送数据输入端TXD用+5V上拉，微处理器1接收数据输入端CANRX输入电平为+3.3V，用+3.3V上拉。考虑输出低电平时的灌电流最大为20mA，+5V上拉电压时上拉电阻阻值应大于250Ω；+3.3V上拉电压时上拉电阻阻值应大于165Ω。电阻过大，功耗变小，输出波形不陡，电阻过小波形变好，但功耗变大。故上拉电阻R5选为390Ω，R1选为250Ω。
通信信号传输到导线的端点时会发生反射，反射信号会干扰正常信号的传输，因而总线终端120Ω的匹配电阻R6对匹配总线阻抗起着相当重要的作用，忽略掉它，会使数据通信的抗干扰性和可靠性大大降低，甚至无法通信。
CAN收发器5采用了最高速度可达2Mbits/s的高速收发器MAX3050ASA来驱动总线。MAX3050ASA具有热保护功能，关断温度为165℃。
此外，联接CAN收发器5的一侧电源CAN5V采用单独一组电源供电，该电源与系统电源+5V、+3.3V通过电源变压器实现电气隔离，从而实现仪器之间电气隔离。
Claims (8)
1、一种测井仪器通讯电路由集成CAN控制器的微处理器(1)、驱动器(2)、发送光电耦合器(4)、接收光电耦合器(3)及CAN收发器(5)组成，其特征在于：微处理器(1)的数据发送端CANTX连接驱动器(2)输入端，驱动器(2)输出端通过R3连接发送光电耦合器(4)的输入端，光电耦合器(4)的输出端连接CAN收发器(5)的发送数据输入端TXD；CAN收发器(5)接收数据输出端RXD通过R4连接接收光电耦合器(3)输入端，接收光电耦合器3输出端连接微处理器(1)的数据接收输入端CANRX。
2、根据权利要求1所述的一种测井仪器通讯电路，其特征在于：发送光电耦合器(4)供电及输出，接收光电耦合器(3)的输入，CAN收发器(5)均采用单独的+5V电源供电，通过电源变压器实现总线与控制部分的电源隔离。
3、根据权利要求1所述的一种测井仪器通讯电路，其特征在于：CAN收发器(5)终端连接匹配电阻R6)。
4、根据权利要求1所述的一种测井仪器通讯电路，其特征在于：处理器(1)采用带有集成CAN控制器的DSP芯片TMS320LF2407APGES。
5、根据权利要求1所述的一种测井仪器通讯电路，其特征在于：发送光电耦合器(4)、接收光电耦合器(3)采用6N134。
6、根据权利要求1所述的一种测井仪器通讯电路，其特征在于：驱动器(2)采用SN5407，电阻(R3)、(R4)为150-300Ω。
7、根据权利要求1或3所述的一种测井仪器通讯电路，其特征在于：匹配电阻(R6)为100-120Ω。
8、根据权利要求1所述的一种测井仪器通讯电路，其特征在于：CAN收发器(5)采用MAX3050ASA。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2006201163670U CN2898300Y (zh) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | 一种测井仪器通讯电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2006201163670U CN2898300Y (zh) | 2006-05-26 | 2006-05-26 | 一种测井仪器通讯电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2898300Y true CN2898300Y (zh) | 2007-05-09 |
Family
ID=38073636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN2898300Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102619501A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-08-01 | 北京石大华旭建邦石油科技有限公司 | 一种石油测井仪中的数据传输系统 |
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2006
- 2006-05-26 CN CNU2006201163670U patent/CN2898300Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102619501A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-08-01 | 北京石大华旭建邦石油科技有限公司 | 一种石油测井仪中的数据传输系统 |
| CN102619501B (zh) * | 2012-03-27 | 2016-08-17 | 北京石大华旭建邦石油科技有限公司 | 一种石油测井仪中的数据传输系统 |
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