Protokolovanie-počas-vŕtania (LWD) prístrojových obvodov zvyčajne obsahuje viacero funkčných modulov vrátane úpravy signálu, analógovej-na-digitálnej konverzie, spracovania údajov, komunikácie a riadenia. Prijatievysokoteplotné{0}}procesory ARMako napríklad ZT6206H umožňuje integráciu časti analógového frontendu, všetkého spracovania údajov a väčšiny funkcií logického riadenia do jedného čipu. To znižuje stopu PCB, znižuje riziko zlyhania prepojenia pri vysokých teplotách a zjednodušuje správu materiálu. Dizajnéri by sa mali zamerať na vyhodnotenie použiteľnosti nasledujúcich periférnych zariadení.
Analógové-do-Digitálny prevodník (ADC)
ZT6206H integruje tri 12-bitové ADC, ktorých rozlíšenie možno zlepšiť na 16 bitov pomocou hardvérového prevzorkovania za cenu zníženej efektívnej vzorkovacej frekvencie. V prípade downhole gama spektroskopie alebo signálov odporu (zvyčajne so šírkou pásma pod 10 kHz) prevzorkovanie efektívne zlepšuje pomer signálu -k-šumu a zabraňuje použitiu externých vysoko presných ADC, ktorých výkon je ťažké zaručiť pri 200 stupňoch . Treba poznamenať, že zdroj referenčného napätia ADC sa pri vysokých teplotách výrazne posúva; preto sa odporúča externá referencia vysokoteplotného napätia (napr. séria LM4040-HT) alebo pomerové meranie.
digitálny-do-Analógový prevodník (DAC) a operačné zosilňovače
Dva 12-bitové DAC možno použiť na generovanie predpätia alebo ovládanie zosilňovačov s premenlivým{3}}zosilňovaním. Dva integrované operačné zosilňovače (PGA) môžu byť nakonfigurované ako -neinvertujúce, invertujúce alebo diferenciálne zosilňovače na priame spracovanie slabých signálov snímača. Napríklad signály termočlánkového alebo platinového odporu môžu byť zosilnené PGA pred ich privedením do ADC, čím sa eliminuje potreba externých prístrojových zosilňovačov. Pri 200 stupňoch sa posun napätia a teploty PGA zvýši; dizajnéri by mali implementovať periodickú kalibráciu v softvéri (napr. vstrekovanie nulových a úplných referencií každých 10 sekúnd).
Komunikačné rozhrania
Tri rozhrania SPI a šesť rozhraní USART zostávajú dostupné pri 200 stupňoch, zatiaľ čo tri rozhrania I²C a jedno rozhranie CAN sú obmedzené na prevádzku pod 175 stupňov. Toto obmedzenie výrazne ovplyvňuje architektúru systému: ak zbernica používa protokol CAN, teplota čipu sa musí udržiavať pod 175 stupňov; v opačnom prípade sa musí prijať redundantná schéma premostenia USART-do{5}}CAN. Ako synchrónne sériové rozhranie s najvyššou{7}}rýchlosťou je možné SPI použiť na pripojenie externých-vysokoteplotných pamätí (napr. MRAM) alebo{11}}vysokorýchlostných ADC. USART môže komunikovať s telemetrickými modulmi, čipmi správy napájania alebo inými koprocesormi. Odporúča sa pridať kontroly CRC alebo počítadlá rámcov do všetkých komunikačných rozhraní, pretože okraje signálu sa spomaľujú a bitová chybovosť stúpa pri vysokých teplotách.
DMA a časovače
Štrnásť kanálov DMA výrazne znižuje réžiu prerušenia procesora a umožňuje priamy viackanálový prenos údajov ADC do pamäte SRAM pri hlavnej frekvencii 80 MHz. Šestnásť časovačov podporuje základné časovanie, výstup PWM a funkcie zachytávania vstupu, ktoré možno použiť na generovanie akustických budiacich impulzov alebo meranie šírky impulzných signálov.
Napájanie a spotreba energie
ZT6206H pracuje od 1,71 V do 3,6 V; 3,3 V sa odporúča znížiť prúd pri rovnakej úrovni výkonu. Spotreba energie je približne 80 mW pri 175 stupňoch pri plnej rýchlosti (80 MHz × 100 μA/MHz × 3,3 V) a približne 5,3 mW pri 200 stupňoch s frekvenciou zníženou na 16 MHz. Nízka spotreba energie pomáha regulovať samočinné{14}ohrievanie a zabraňuje úniku tepla. Dizajnéri musia vypočítať skutočnú teplotu spoja kombináciou vlastného{16}}zahrievania čipu s teplotou okolia, aby sa zabezpečilo, že neprekročí 200 stupňov .
Qingdao ZITN vlastní kompletný technologický reťazec od návrhu čipu až po overenie systému v oblasti vysokoteplotných{0}}integrovaných obvodov. Jeho ZT6206H nahradilo diskrétne riešenia vysokoteplotných obvodov vo viacerých-projektoch ťažby hlbokých vrtov. Systémovým dizajnérom umožňuje vysoká úroveň integrácie tohto čipu zredukovať obvody pôvodne zložené z desiatok vysokoteplotných operačných-zosilňovačov, komparátorov a logických brán na jeden čip plus malý počet periférnych zariadení. Toto nielen zlepšuje stredný čas medzi poruchami (MTBF), ale tiež zjednodušuje smerovanie PCB pri vysokej teplote-. Odporúča sa objasniť, ktoré periférne zariadenia musia fungovať pri 200 stupňoch počas fázy schematického návrhu a prísne priradiť funkcie podľa tabuľky zníženia teploty v údajovom liste, aby sa predišlo prerušeniam komunikácie v dôsledku nesprávneho používania obmedzených periférnych zariadení.
Ak sa chcete dozvedieť viac informácií, kontaktujte nás prostredníctvom e-mailu:marketing@qdzitn.com!