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目前,石油勘探和采集的难度越来越大,井下需要处理的信息越来越多,因此,对测井系统的要求也越来越高。单芯电缆测井系统作为一种典型的生产测井工具,因其体积小成本低而得到广泛应用。但是,单芯电缆较为有限的可用频带极大地限制了测井过程中上下行的传输速率,同时,井下高温高压的严酷环境也对测井工具的稳定性提出了较高要求。本文从测井的实际需求出发,研究了单芯电缆测井系统的一个重要组成部分——单芯电缆高速数据传输系统,并分析了制约其传输速率和可靠性的一些关键因素,然后根据单芯测井系统的特点提出了改进方案,并进行了设计和测试。具体的研究内容可概括为如下几点:1、介绍了当前单芯电缆的频率特性,在此基础上阐述了单芯电缆高速数据传输系统下行链路的数据特点和传输方式,并采用二进制频移键控(2FSK)调制解调替代了原有的基带传输形式,不仅简化了电路结构、减小了系统中的硬件干扰,而且将下行传输速率由300bps提升至610bps。2、分析了???数模转换器的原理,结合后端电路的MOS管开关频率,本文利用耐高温FPGA对其进行了实现,完成了对原有链路中12bitDAC的替换。这不仅产生了可以驱动后端高效数字功放的脉冲宽度调制(PWM)信号,而且解决了正交频分复用(OFDM)调制方式所产生的信号峰平比较大的问题,同时克服了原DAC不能在高温下正常工作的弊端。3、利用高速的功率开关管自行搭建了10MHz开关频率的数字功放驱动电路、H桥电路和差分低通滤波器,且使数字功放的效率达到了86%,满足了高效性能;另外,本文对该模块以及整个井下遥传单元均进行了高温测试,结果表明在200℃的高温环境下该模块未有明显失真,且链路误码率正常,上行速率可以达到350Kbps。通过上述设计本文实现了单芯电缆高速数据传输系统性能的明显提升,对单芯测井系统的发展起到了一定的推动作用,同时也为其他领域的同类研究起到了一定的借鉴作用。