3．5 數(shù)字信號(hào)預(yù)處理電路
數(shù)控測(cè)井系統(tǒng)待處理的數(shù)字信號(hào)包括脈沖信號(hào)及編碼信號(hào)兩大類。其中脈沖信號(hào)主要源于自然伽馬測(cè)井儀及多臂井徑儀，其頻率范圍在400 kHz以內(nèi)，窄脈沖寬度l～250μs。圖6為脈沖信號(hào)預(yù)處理電路，Vin為輸入脈沖信號(hào)，Vout為輸出信號(hào)。編碼信號(hào)主要源于組合式測(cè)井儀器，通常采用曼徹斯特II碼，其典型的傳輸速率為5．7292 kB／s。由于這兩類信號(hào)均屬于數(shù)字信號(hào)，其預(yù)處理電路類似。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換器74HCT244后，送至DSP的EV單元進(jìn)行相關(guān)處理。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用TI公司的CCS3.3(Code Composer Studio)，利用CCS自帶的DSP／BIOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)使用DSP／BIOS提供的標(biāo)準(zhǔn)API接口，用戶可快速開(kāi)發(fā)滿足實(shí)時(shí)性要求的多任務(wù)應(yīng)用程序。由于引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，所以在軟件設(shè)計(jì)時(shí)采用層次化的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)軟件包括：硬件驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層及應(yīng)用程序?qū)?。其中，硬件?qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)與硬件有關(guān)的各個(gè)模塊及外圍相關(guān)硬件電路的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)；操作系統(tǒng)層利用DSP／BIOS完成進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理、資源分配等操作；應(yīng)用程序?qū)觿t是利用操作系統(tǒng)層提供的API接口函數(shù)，完成系統(tǒng)應(yīng)用軟件程序的編寫(xiě)工作，實(shí)現(xiàn)硬件無(wú)關(guān)性。
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，其流程如圖7所示。系統(tǒng)上電后，程序首先執(zhí)行DSP的初始化和DSP／BIOS的初始化操作，然后啟動(dòng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，之后便由該操作系統(tǒng)完成進(jìn)程的調(diào)度操作，實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)之問(wèn)的切換。由于采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，所以系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性得到明顯提高，便于軟件代碼的復(fù)用及移植操作，易于系統(tǒng)軟件的維護(hù)與升級(jí)。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
數(shù)控系統(tǒng)與井下設(shè)備之間的信號(hào)傳輸采用電纜完成，長(zhǎng)度為5 000~7 000 m，在長(zhǎng)線傳輸過(guò)程中，由于分布電容及纜芯本身的電阻影響，信號(hào)特性必然損失。為真實(shí)反映實(shí)際信號(hào)，利用一個(gè)阻容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成電纜模擬器，取電阻R=24Ω，電容C=0．033μF，模擬7 000 m的同軸電纜，如圖8所示。

假定井下儀器以曼徹斯特II碼的形式將信號(hào)上傳至數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，該信號(hào)已產(chǎn)生一定程度失真，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)對(duì)已失真的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，提取編碼信號(hào)的特征信息，以窄脈沖的形式送給DSP進(jìn)行相關(guān)處理，如圖9所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)控系統(tǒng)可準(zhǔn)確再現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的特征信息，利用系統(tǒng)軟件正確識(shí)別數(shù)據(jù)。

6 結(jié)論
針對(duì)大型數(shù)控測(cè)井系統(tǒng)體積龐大、價(jià)格昂貴這一現(xiàn)狀，提出便攜式數(shù)控測(cè)井地面系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并著重論述了地面系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理部分硬件電路設(shè)計(jì)。由于系統(tǒng)軟件是基于DSP／BIOS架構(gòu)，從而明顯提高了系統(tǒng)的集成度，降低了整機(jī)的功耗。該系統(tǒng)已研制出原理樣機(jī)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試。達(dá)到了預(yù)期的效果，為批量生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。