文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
核磁共振测井仪功率信号发射模块设计与实现
姓名:刘单
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置
指导教师:孔力
20070208
华中科技大学硕士学位论文
摘要
核磁共振测井仪利用磁共振(NMR)原理测量地层孔隙度,并提供地层总孔隙
度的组成分量。整个仪器系统主要包括三个部分:信号发射模块、微弱回波信号接
收模块以及信号处理模块。本文阐述了信号发射模块中的一部分,即产生大功率 RF
脉冲的发射电路的设计方法,并加以实现。
文章在研究了核磁共振测井仪的测量原理的基础上,根据核磁共振测井仪的系
统工作原理和对功率放大部分的需求,详细比较了提高功放电路的几种不同方法,
包括 D 类和 E 类放大器,单端推挽电路、H 桥功率电路等,并选定以 H 桥为主体,
以功率场效应管为主要构成的全桥功率放大设计方案。然后,文章就该功率放大电
路的二个主要部分:功率场效应管驱动电路和全桥功率放大电路的功能作了详细分
析,并给出了各子模块的具体功能、电路设计以及电路原理图。并且,文章中也给
出了相应的电路的实现情况及调试报告,包括:时序脉冲信号产生电路和驱动电路
的调试,线性电压递增实验和 600V 电源电压实验,以及全桥电路的实验报告。
本文针对核磁共振测井过程所设计的大功率信号放大电路最大的优点是体积
小,外围尺寸不超过 50mm×50mm×1200mm,而平均功率却能够达到 3~4KW,脉
冲电压可达 600V,非常适合井下探测使用。该电路设计已经经过了一系列的检测实
验,预期能满足核磁共振测井仪的需要。

关键词:核磁共振功率放大 H桥电路测井
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
NMR logging tool utilizes the NMR principle to measure stratum porosity, and
provides positive subsection of the stratum general porosity. The whole system
includes three parts: signal transmitter, signal receiver, signal processor. This thesis
expatiates part of the D series electronic circuit, viz. the transmitter circuit design method
of generating high-power RF impulse, and actualize it.
Based on understanding of the measure principle of NMR logging tool and the
system working principle, the thesis analyzes the circuitry’s design requirement, then
pares different methods which enhance the efficiency of power amplify
circuit, including class-D and class-E amplifier, single-ended push-pull circuit, H-bridge
power circuit, and finally chooses the design which based on H-bridge. Then, the thesis
describes two important parts:power MOSFET driver circuit and full-bridge power
amplifier, including material function, circuit design and circuit schematics which needs
validation. Then the thesis gives relevant circuit realization and debugging report,
including debugging progress of the scheduling pulse generation circuit and drive circuit,
the experiment report of linear voltage incrementation