Strujni krugovi-tijekom-bušenja (LWD) obično se sastoje od višestrukih funkcionalnih modula, uključujući kondicioniranje signala, analogno-u-digitalno pretvaranje, obradu podataka, komunikaciju i kontrolu. Usvajanjevisokotemperaturni ARM procesori-kao što je ZT6206H omogućuje integraciju dijela analognog prednjeg kraja, sve obrade podataka i većine funkcija logičke kontrole u jedan čip. To smanjuje PCB otisak, smanjuje rizik od kvarova međusobnog povezivanja pri visokim temperaturama i pojednostavljuje upravljanje materijalima. Dizajneri bi se trebali usredotočiti na procjenu primjenjivosti sljedećih perifernih uređaja.
Analog-do-Digitalni pretvarač (ADC)
ZT6206H integrira tri 12--bitna ADC-a, čija se rezolucija može poboljšati na 16 bita hardverskim preduzorkovanjem po cijenu smanjene efektivne stope uzorkovanja. Za gama spektroskopiju u bušotini ili signale otpora (obično s širinom pojasa ispod 10 kHz), prekomjerno uzorkovanje učinkovito poboljšava omjer signala-i-šuma i izbjegava upotrebu vanjskih visoko{10}}preciznih ADC-ova, čiju je izvedbu teško zajamčiti na 200 stupnjeva. Treba primijetiti da ADC izvor referentnog napona značajno odstupa pri visokim temperaturama; stoga se preporučuje vanjska visokotemperaturna referenca napona (npr. serija LM4040-HT) ili raciometrijsko mjerenje.
Digitalni-do-Analogni pretvarač (DAC) i operacijska pojačala
Dva 12-bitna DAC-a mogu se koristiti za generiranje prednapona ili kontrolu pojačala s promjenjivim-pojačanjem u bušotini. Dva integrirana operacijska pojačala (PGA) mogu se konfigurirati kao ne-invertirajuća, invertirajuća ili diferencijalna pojačala za izravnu obradu slabih signala senzora. Na primjer, signali otpora termoelementa ili platine mogu se pojačati pomoću PGA prije nego što se unesu u ADC, eliminirajući potrebu za vanjskim instrumentacijskim pojačalima. Na 200 stupnjeva, pomak napona i temperature PGA raste; dizajneri bi trebali implementirati periodičnu kalibraciju u softveru (npr. ubacivanje referenci nule i pune skale svakih 10 sekundi).
Komunikacijska sučelja
Tri SPI sučelja i šest USART sučelja ostaju dostupni na 200 stupnjeva, dok su tri I²C sučelja i jedno CAN sučelje ograničeni na rad ispod 175 stupnjeva. Ovo ograničenje značajno utječe na arhitekturu sustava: ako sabirnica u bušotini koristi CAN protokol, temperatura čipa mora se održavati ispod 175 stupnjeva; inače se mora usvojiti redundantna shema USART-to-CAN mosta. Kao sinkrono serijsko sučelje najveće{7}}brzine, SPI se može koristiti za povezivanje vanjskih-temperaturnih memorija (npr. MRAM) ili-brzih ADC-ova. USART može komunicirati s telemetrijskim modulima u bušotini, čipovima za upravljanje napajanjem ili drugim koprocesorima. Preporuča se dodavanje CRC provjera ili brojača okvira svim komunikacijskim sučeljima, jer se rubovi signala usporavaju, a stope pogrešaka bitova rastu na visokim temperaturama.
DMA i mjerači vremena
Četrnaest DMA kanala uvelike smanjuju opterećenje CPU prekida, omogućujući izravan više{0}}kanalni ADC prijenos podataka u SRAM na glavnoj frekvenciji od 80 MHz. Šesnaest mjerača vremena podržavaju osnovno mjerenje vremena, PWM izlaz i funkcije snimanja ulaza, koje se mogu koristiti za generiranje akustičnih pobudnih impulsa u bušotini ili mjerenje širine impulsnog signala.
Napajanje i potrošnja energije
ZT6206H radi od 1,71 V do 3,6 V; Preporučuje se 3,3 V za smanjenje struje pri istoj razini snage. Potrošnja energije je približno 80 mW na 175 stupnjeva pri punoj brzini (80 MHz × 100 μA/MHz × 3,3 V) i oko 5,3 mW na 200 stupnjeva s frekvencijom smanjenom na 16 MHz. Niska potrošnja energije pomaže u kontroli-samozagrijavanja i izbjegava toplinski bijeg. Dizajneri moraju izračunati stvarnu temperaturu spoja kombiniranjem samo-zagrijavanja čipa s temperaturom okoline kako bi osigurali da ne prelazi 200 stupnjeva.
Qingdao ZITN posjeduje kompletan tehnološki lanac od dizajna čipa do verifikacije sustava u području visoko{0}}temperaturnih integriranih krugova. Njegov ZT6206H zamijenio je diskretna visoko{3}}temperaturna rješenja kruga u višestrukim projektima karotaže dubokih{4}}bušotina. Za dizajnere sustava, visoka razina integracije ovog čipa omogućuje redukciju krugova izvorno sastavljenih od desetaka visoko{6}}temperaturnih-pojačala, komparatora i logičkih vrata na jedan čip plus mali broj perifernih uređaja. Ovo ne samo da poboljšava srednje vrijeme između kvarova (MTBF), već i pojednostavljuje visoko{9}}temperaturno usmjeravanje PCB ploča. Preporuča se razjasniti koji periferni uređaji trebaju raditi na 200 stupnjeva tijekom faze shematskog dizajna i strogo dodijeliti funkcije prema tablici smanjenja temperature u podatkovnoj tablici kako bi se spriječili prekidi komunikacije u bušotini uzrokovani nepravilnom upotrebom ograničenih perifernih uređaja.
Ako želite saznati više informacija, kontaktirajte nas putem e-pošte:marketing@qdzitn.com!