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1、(10)申请公布号 CN 103117717 A(43)申请公布日 2013.05.22CN103117717A*CN103117717A*(21)申请号 201210533273.3(22)申请日 2012.12.11H03F 3/20(2006.01)H04B 1/02(2006.01)E21B 47/12(2012.01)(71)申请人中国电子科技集团公司第二十二研究所地址 453003 河南省新乡市荣校路34号(72)发明人李天禄(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司 11240代理人吴贵明 张永明(54) 发明名称功率放大器及其实现方法、发射机及无线随钻测量系统(57)。
2、 摘要本发明提供了一种功率放大器及其实现方法、发射机及无线随钻测量系统，该实现方法包括实时检测所述功率放大器输出级的电压幅度和电流幅度并根据所述电压幅度和电流幅度计算输出功率；比较所述输出功率和标准功率，并根据比较结果调整所述功率放大器的反馈控制电压；根据所述反馈控制电压调整所述功率放大器输出级的供电电压，进而控制所述功率放大器输出级的输出功率。本发明解决了功率放大器无法自适应进行匹配的问题，进而具有自适应匹配的有益效果。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书8页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书8页 附图3页(10)申请公布号 CN。
3、 103117717 ACN 103117717 A1/2页21.一种功率放大器的实现方法，其特征在于，包括：实时检测所述功率放大器输出级的电压幅度和电流幅度并根据所述电压幅度和电流幅度计算输出功率；比较所述输出功率和标准功率，并根据比较结果调整所述功率放大器的反馈控制电压；根据所述反馈控制电压调整所述功率放大器输出级的供电电压，进而控制所述功率放大器输出级的输出功率。2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述方法还包括：将输入的脉冲信号进行处理生成方波信号；根据所述供电电压调整所述方波信号的幅度，其中，所述方波信号的幅度与所述供电电压成正比；所述功率放大器的输出功率驱动所述方波信号通。
4、过发射天线发射电磁信号。3.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，将输入的脉冲信号进行处理生成方波信号包括：对输入到放大级的两路时间互补的TTL电平脉冲信号进行数据调制，并将调制后的信号差动放大产生双极性方波信号；所述功率放大器的放大推动级放大调制后的方波信号，并将所述放大后的方波信号驱动所述功率放大器的输出级。4.根据权利要求3所述的实现方法，其特征在于，比较所述输出功率和标准功率，并根据比较结果调整所述功率放大器的反馈控制电压包括以下至少之一：根据所述输出功率得到输出功率电压值，比较所述输出功率电压值和与所述标准功率相应的标准功率电压值，在所述输出功率电压值大于所述标准功率电压值的情况。
5、下，降低反馈控制电压，否则，提高反馈控制电压；比较所述电流幅度和最大允许工作电流幅度，在所述电流幅度大于所述最大允许工作电流幅度的情况下，降低反馈控制电压。5.根据权利要求1至4中任一项所述的实现方法，其特征在于，所述方波信号是数据调制信号，其中，所述调制信号的调制模式是移相键控，差分移相键控，移频键控或幅度键控。6.根据权利要求1至4中任一项所述的实现方法，其特征在于，所述功率放大器是开关模式放大器，其输出级工作在开关状态，输出为双极性方波信号，所述方波信号的幅度由所述功率放大器的输出级的供电电压决定。7.一种功率放大器，其特征在于，包括：检测模块，用于实时检测所述功率放大器输出级的电压幅度。
6、和电流幅度并根据所述电压幅度和电流幅度计算输出功率；比较模块，用于比较所述输出功率和标准功率，并根据比较结果调整所述功率放大器的反馈控制电压；调整模块，用于根据所述反馈控制电压调整所述功率放大器输出级的供电电压，进而控制所述功率放大器的输出功率。8.根据权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，还包括：放大推动级，用于将输入的脉冲信号进行处理生成双极性方波信号，根据所述供电电压调整所述方波信号的幅度，权 利 要 求 书CN 103117717 A2/2页3其中，所述方波信号的幅度与所述供电电压成正比，并利用所述功率放大器的输出功率驱动所述方波信号通过发射天线发射电磁信号。9.根据权利要求8所述的。
7、功率放大器，其特征在于，所述放大推动级用于对输入的两路时间互补的TTL电平脉冲信号进行调制，并将调制后的信号差动放大产生双极性方波信号，然后放大调制后的方波信号，并将所述放大后的方波信号加载到所述功率放大器的输出级。10.根据权利要求7至9中任一项所述的功率放大器，其特征在于，所述比较模块用于以下至少之一：根据所述输出功率得到输出功率电压值，比较所述输出功率电压值和与所述标准功率相应的标准功率电压值，在所述输出功率电压值大于所述标准功率电压值的情况下，降低反馈控制电压，否则，提高反馈控制电压；比较所述电流幅度和最大允许工作电流幅度，在所述电流幅度大于所述最大允许工作电流幅度的情况下，降低反馈控。
8、制电压。11.一种发射机，其特征在于，包括上述权利要求7至10中任一项所述的功率放大器，用于与发射天线动态匹配。12.一种无线随钻测量系统，其特征在于，包括：井下系统，用于采集并发送井下数据；井上系统，用于接收并处理所述井下数据；其中，所述井下系统包括权利要求11所述的发射机，用于向所述井上系统发送所述井下数据，所述井下数据包括以下至少之一：倾角、方位、工具面、温度、自然伽马、压力、电磁波电阻率。权 利 要 求 书CN 103117717 A1/8页4功率放大器及其实现方法、 发射机及无线随钻测量系统技术领域0001 本发明涉及机电领域，具体而言，涉及一种功率放大器及其实现方法、发射机以及无线。
9、随钻测量系统。背景技术0002 石油、矿山等资源开发钻井过程中，大量的信息随着钻进实时传输至地面，电磁波传输是一种有效的传输手段。井下信号发射装置包括：发射天线（非对称电偶极子）和发射机。由于地层电阻率随深度的变化而变化，而发射天线等效阻抗随地层电阻率不同而变化，当地层电阻率在1m1000m时，天线等效阻抗大约为0.150。同时，由于地层是有耗介质，电磁波在地层传输衰减很大，适应地层传输的电磁波频率范围：030Hz。钻井过程中发射装置安装于井下钻具内，空间狭小，工作环境恶劣，既要承受钻进过程中的抗震动、抗冲击，又要输出较大功率利于地面接收装置接收信号。因此，发射机功率放大器的设计需要满足与发射。
10、天线的动态匹配，既能在地层电阻率较小，又能在地层电阻率较高情况下实现有效功率输出。0003 以往的发射机功率放大器设计对于功率放大器和发射天线的匹配都是采用变压器来实现阻抗匹配。由于负载阻抗动态范围太大，需要多抽头变压器来实现，实现起来相当困难。更由于信号频率处于极低频，变压器体积要满足频率特性，势必体积要大。由于井下环境空间狭小，采用变压器的匹配办法无法实现。0004 因此，设计一种无变压器宽动态负载变化条件下的自适应匹配功率放大器是解决该类问题的有效办法。0005 针对相关技术中功率放大器无法自适应进行功率匹配的问题，目前尚未提出有效的解决方案。发明内容0006 本发明提供了一种功率放大器。
11、及其实现方法、发射机及无线随钻测量系统，以至少解决上述问题。0007 根据本发明的一个方面，提供了一种功率放大器的实现方法，包括：实时检测所述功率放大器输出级的电压幅度和电流幅度并根据所述电压幅度和电流幅度计算输出功率；比较所述输出功率和标准功率，并根据比较结果调整所述功率放大器的反馈控制电压；根据所述反馈控制电压调整所述功率放大器输出级的供电电压，进而控制所述功率放大器输出级的输出功率。0008 优选地，所述方法还包括：将输入的脉冲信号进行处理生成方波信号；根据所述供电电压调整所述方波信号的幅度，其中，所述方波信号的幅度与所述供电电压成正比；所述功率放大器的输出功率驱动所述方波信号通过发射天。
12、线发射电磁信号。0009 优选地，将输入的脉冲信号进行处理生成方波信号包括：对输入的两路时间互补的TTL电平脉冲信号进行调制，并将调制后的信号差动放大产生双极性方波信号；所述功说 明 书CN 103117717 A2/8页5率放大器的放大推动级放大调制后的方波信号，并将所述放大后的方波信号加载到所述功率放大器的输出级。0010 优选地，比较所述输出功率和标准功率，并根据比较结果调整所述功率放大器的反馈控制电压包括以下至少之一：根据所述输出功率得到输出功率电压值，比较所述输出功率电压值和与所述标准功率相应的标准功率电压值，在所述输出功率电压值大于所述标准功率电压值的情况下，降低反馈控制电压，否则。
13、，提高反馈控制电压；比较所述电流幅度和最大允许工作电流幅度，在所述电流幅度大于所述最大允许工作电流幅度的情况下，降低反馈控制电压。0011 优选地，所述方波信号是数据调制信号，其中，所述调制信号的调制模式是移相键控，差分移相键控，移频键控或幅度键控。0012 优选地，所述功率放大器是开关模式放大器，其输出级工作在开关状态，输出为双极性方波信号，所述方波信号的幅度由所述功率放大器的输出级的供电电压决定。0013 根据本发明的另一方面，提供了一种功率放大器，包括：检测模块，用于实时检测所述功率放大器输出级的电压幅度和电流幅度并根据所述电压幅度和电流幅度计算输出功率；比较模块，用于比较所述输出功率和。
14、标准功率，并根据比较结果调整所述功率放大器的反馈控制电压；调整模块，用于根据所述反馈控制电压调整所述功率放大器输出级的供电电压，进而控制所述功率放大器的输出功率。0014 优选地，还包括：放大推动级，用于将输入的脉冲信号进行处理生成双极性方波信号，根据所述供电电压调整所述方波信号的幅度，其中，所述方波信号的幅度与所述供电电压成正比，并利用所述功率放大器的输出功率驱动所述方波信号通过发射天线发射电磁信号。0015 优选地，所述放大推动级用于对输入的两路时间互补的TTL电平脉冲信号进行调制，并将调制后的信号差动放大产生双极性方波信号，然后放大调制后的方波信号，并将所述放大后的方波信号加载到所述功率。
15、放大器的输出级。0016 优选地，所述比较模块用于以下至少之一：根据所述输出功率得到输出功率电压值，比较所述输出功率电压值和与所述标准功率相应的标准功率电压值，在所述输出功率电压值大于所述标准功率电压值的情况下，降低反馈控制电压，否则，提高反馈控制电压；比较所述电流幅度和最大允许工作电流幅度，在所述电流幅度大于所述最大允许工作电流幅度的情况下，降低反馈控制电压。0017 根据本发明的另一方面，提供了一种发射机，包括上述第七项至第十项中任一项所述的功率放大器。0018 根据本发明的另一方面，提供了一种无线随钻测量系统，包括：井下系统，用于采集并发送井下数据；井上系统，用于接收并处理所述井下数据；。
16、其中，所述井下系统包括上述第十一项所述的发射机，用于向所述井上系统发送所述井下数据，所述井下数据包括以下至少之一：倾角、方位、工具面、温度、自然伽马、压力、电磁波电阻率。0019 通过本发明，实时检测所述功率放大器输出级的电压幅度和电流幅度并根据该电压幅度和电流幅度计算输出功率；比较输出功率和标准功率，并根据比较结果调整功率放大器的反馈控制电压；根据反馈控制电压调整功率放大器输出级的供电电压，进而控制功率放大器输出级的输出功率，解决了功率放大器无法自适应进行匹配的问题，进而达到了说 明 书CN 103117717 A3/8页6具有自适应匹配的效果。附图说明0020 此处所说明的附图用来提供对本。
17、发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：0021 图1是根据本发明实施例的自适应匹配功率放大器的实现方法的流程图；0022 图2是根据本发明实施例的自适应匹配功率放大器的结构框图；0023 图2a是根据本发明实施例的无线随钻测量系统的结构框图；0024 图3是根据本发明优选实施例的自适应匹配功率放大器的结构框图；0025 图3a是根据本发明优选实施例的放大推动级的电路图；0026 图3b是根据本发明优选实施例的互补推挽输出级的电路图；0027 图3c是根据本发明优选实施例的功率计算电路的电路图。具体实施方式0028。
18、 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。0029 实施例一0030 本发明实施例提供了一种自适应匹配功率放大器的实现方法，图1是根据本发明实施例的自适应匹配功率放大器的实现方法的流程图，如图1所示，该流程包括以下步骤：0031 步骤S102，实时检测功率放大器输出级的电压幅度和电流幅度并根据该电压幅度和电流幅度计算输出功率；0032 步骤S104，比较输出功率和标准功率，并根据比较结果调整功率放大器的反馈控制电压；0033 步骤S106，根据该反馈控制电压调整功率放大器输出级的供电电压，进而控制该功率放大器输。
19、出级的输出功率。0034 通过上述步骤，改变了相关技术中发射机功率放大器的设计采用变压器来实现阻抗匹配的做法，进而实现了在宽动态负载变化条件下，实现功率放大器与发射天线的动态匹配。0035 在控制所述功率放大器输出级的输出功率之后，该方法还包括：将输入的脉冲信号进行处理生成方波信号；根据供电电压调整该方波信号的幅度，其中，该方波信号的幅度与供电电压成正比；功率放大器的输出功率驱动该方波信号通过发射天线发射电磁信号。通过上述步骤，保障了不同地层电阻率条件下发射机通过天线输出有效功率，进而保障了井上系统能够检测到信号。0036 将输入的脉冲信号进行处理生成方波信号的方式有很多种，优选地，对输入的两。
20、路时间互补的TTL电平脉冲信号进行调制，并将调制后的信号差动放大产生双极性方波信号，功率放大器的放大推动级放大调制后的方波信号，并将放大后的方波信号加载到功率放大器的输出级。通过上述步骤将输入的信号处理后形成双极性方波信号，作为发射机载波序列，输出方波幅度直接与功率放大器输出级供电电压成正比，进而可以通过控制输出级供电电压即可达到控制输出功率的目的。说 明 书CN 103117717 A4/8页70037 比较输出功率和标准功率，并根据比较结果调整功率放大器的反馈控制电压可以包括多种方式，优选地，可以包括以下至少之一：根据输出功率得到输出功率电压值，比较该输出功率电压值和与该标准功率相应的标准。
21、功率电压值，在输出功率电压值大于标准功率电压值的情况下，降低反馈控制电压，否则，提高反馈控制电压；比较电流幅度和最大允许工作电流幅度，在电流幅度大于最大允许工作电流幅度的情况下，降低反馈控制电压。0038 方波信号的调制方式有多种，优选地，方波信号以方波形式出现，是数据调制信号，其中，调制信号的调制模式是移相键控，差分移相键控，移频键控或幅度键控。通过上述步骤，可以生成调制效果更好的方波信号。0039 功率放大器有很多种，优选地，可以是开关模式放大器，其输出级工作在开关状态，输出为双极性方波信号。通过上述步骤，改变了相关技术中功率放大器采用正弦信号的做法，而采用了开关模式放大器，输出双极性方波。
22、，进而通过控制输出级供电电压即可达到控制输出功率的目的。0040 实施例二0041 本发明实施例提供了一种自适应匹配功率放大器，图2是根据本发明实施例的自适应匹配功率放大器的结构框图，如图2所示，该功率放大器包括：检测模块10、比较模块20、调整模块30。0042 检测模块10用于实时检测功率放大器输出级的电压幅度和电流幅度并根据电压幅度和电流幅度计算输出功率；0043 比较模块20用于比较输出功率和标准功率，并根据比较结果调整功率放大器的反馈控制电压；0044 调整模块30用于根据反馈控制电压调整功率放大器输出级的供电电压，进而控制功率放大器的输出功率。0045 优选地，还包括放大推动级40。
23、，用于将输入的脉冲信号进行处理生成方波信号，根据供电电压调整方波信号的幅度，其中，方波信号的幅度与供电电压成正比，并利用功率放大器的输出功率驱动方波信号通过发射天线发射电磁信号。0046 优选地，放大推动级40用于对输入的两路时间互补的TTL电平脉冲信号进行调制，并将调制后的信号差动放大产生双极性方波信号，然后放大调制后的方波信号，并将放大后的方波信号加载到功率放大器的输出级。0047 优选地，比较模块20用于以下至少之一：根据输出功率得到输出功率电压值，比较输出功率电压值和与标准功率相应的标准功率电压值，在输出功率电压值大于标准功率电压值的情况下，降低反馈控制电压，否则，提高反馈控制电压；比。
24、较电流幅度和最大允许工作电流幅度，在电流幅度大于最大允许工作电流幅度的情况下，降低反馈控制电压。0048 实施例三0049 本发明实施例提供了一种发射机，该发射机包括实施例二中的功率放大器。0050 以往功率放大器采用正弦信号，匹配只能采用变压器耦合来实现，变压器在负载动态变化范围较大时，要实现功率平稳输出非常困难。本实施例中功率放大器采用开关模式放大器，输出级工作在开关状态，输出为双极性方波序列，输出方波幅度直接与输出级供电电压成正比。因此通过控制输出级供电电压即可达到控制输出功率的目的。具体地说，通过功率负反馈技术，来调整控制功率放大器的输出级供电电压，通过实现输出功率与供说 明 书CN 。
25、103117717 A5/8页8电电压的动态平衡来实现发射机与负载的匹配。0051 本实施例解决了电磁波随钻测量恶劣环境下井下发射机功率放大器与发射天线的自适应匹配问题。在宽动态负载变化条件下，实现功率放大器与发射天线的动态匹配。0052 实施例四0053 本发明实施例提供了一种无线随钻测量系统，图2a是根据本发明实施例的无线随钻测量系统的结构框图，如图2a所示，该系统包括井下系统2a02和井上系统2a04。0054 井下系统2a02，用于采集并发送井下数据；0055 井上系统2a04，用于接收并处理该井下数据；0056 其中，井下系统包括实施例三中的发射机，用于向井上系统发送井下数据，该井下。
26、数据可以包括以下至少之一：倾角、方位、工具面、温度、自然伽马、压力、电磁波电阻率。0057 该技术保障不同地层电阻率条件下发射机通过天线输出有效功率，从而保障井上系统能够检测到信号。0058 实施例五0059 图3是根据本发明优选实施例的自适应匹配功率放大器的结构框图，如图3所示，该功率放大器包括放大推动级40、互补推挽输出级50、电压电流检测电路60、功率计算电路70、功率负反馈控制电路80、调整电源模块90，其中，电压电流检测电路60相当于图2中的检测模块，功率计算电路70和功率负反馈控制电路80相当于图2中的比较模块20，调整电源模块90和互补推挽输出级50相当于图2中的调整模块30。0。
27、060 本实施例中的功率放大器采用开关模式互补推挽放大器，输出级工作在饱和导通状态。电压电流检测电路60实时测量输出电压和电流，功率计算电路70计算并输出功率。功率负反馈控制电路80比较输出功率和标准功率值（差动放大），当输出功率与标准功率相差时，调整电源模块90通过功率负反馈调整输出级电源的供电电压，当输出功率大于标准功率时，降低供电电压；相反则增大供电电压，依此达到输出功率的动态平衡。0061 下面将详细描述功率放大器的各个组成部分：放大推动级40、互补推挽输出级50、电压电流检测电路60、功率计算电路70、功率负反馈控制电路80、调整电源模块90。0062 （一）放大推动级400063 。
28、图3a是根据本发明优选实施例的放大推动级的电路图，如图3a所示，A1、B1是两输入端，分别连接第一电阻402和第二电阻404的一端，第一电阻402的另一端与并联的第三电阻406和差分放大器408的连接点相连，第二电阻404的另一端与并联的第四电阻410和差分放大器408的连接点相连，第四电阻410的另一端接地。差分放大器408的输出端与第一电容412的一端相连，第一电容412的另一端与跟随器414的一个输入端相连，跟随器414的输出端将输出电压反馈到跟随器414的另一输入端。C1是跟随器414的输出端。跟随器414还分别通过第二电容416和第三电容418接地。0064 工作时，A1、B1两端输。
29、入时间互补的两路TTL电平脉冲序列经差分放大器408差分放大后形成双极性方波信号。该双极性方波信号可以作为发射机载波序列，通过改变脉冲宽度可相应改变载波频率，通过控制载波相位的变化实现相位键控产生调制信号，该调制信号经过功率放大器驱动，由发射天线向地层发送电磁信号，地面井接收天线接收、滤波、放大、解调解码进行数据恢复。跟随器414主要作为推动级。0065 （二）互补推挽输出级50说 明 书CN 103117717 A6/8页90066 图3b是根据本发明优选实施例的互补推挽输出级的电路图，如图3b所示，S是输入端，与图3a所示的输出端C1相连。输入端S的另一端与并联的第五电阻502和第六电阻5。
30、04相连。第五电阻502的另一端与第一功率放大管506相连，第一功率放大管506的一个输出端与电源正极相连，第一功率放大管506和电源正极的连接点与第四电容516的一端相连，第四电容516的另一端接地，另一个输出端与第七电阻508的一端相连，第七电阻508与第一功率放大管506的连接点构成互补推挽输出级的一个输出端A。第七电阻508的另一端与第八电阻510相连，二者的连接点是互补推挽输出级的另一输出端B，输出端B与第七电阻508连接的一端还与第九电阻518的一端相连，第九电阻518的另一端接地。第六电阻504的另一端与第二功率管512的输入端相连，第二功率管512的一个输出端接电源负极，第二功。
31、率管512与电源负极的连接点与第五电容514的一端相连，第五电容514的另一端接地，另一个输出端与第八电阻510的另一端相连。第二功率管512和第八电阻510的连接点是是互补推挽输出级的另一输出端C。0067 本实施例中互补推挽输出级是互补推挽开关模式放大器，放大推动级通过输出端C1输出的推动输出信号输入互补推挽输出级的输入端S，经第一功率管506（N沟道）、第二功率管512（P沟道）放大后，加载到负载第九电阻518上。第一功率管506和第二功率管512均采用Vmos管，所选Vmos管在饱和导通条件下，导通电阻非常小，只有几个毫欧。第七电阻508、第八电阻510为取样电阻，第九电阻518为等效。
32、负载电阻。假设，互补推挽输出级供电电源为正负电压V+、V-，第七电阻508为R3，第八电阻510为R4，第九电阻518为RL。0068 设定：0069 V+=|V-|=U (1)0070 R3=R4=R (2)0071 由于Vmos管导通电阻极小，因此其功耗可以忽略。功率放大器输出幅值功率为：0072 PoU2*RL/（R+RL）2 (3)0073 当负载RLR时0074 PoU2/RL(4)0075 实际中，取样电阻尽量小，一般远小于负载电阻，这样会减小无功功耗。0076 （三）电压电流检测电路600077 电压电流检测电路60用来检测功率放大器输出的电压和电流幅值，假设通过测量取样电阻两端。
33、电压幅值VR（R3或R4），因此，输出电流为：0078 Io=VR/R (5)0079 通过对RL两端信号进行线性检波即可得到负载端的电压Uo,通过调整测量电路增益使得Io和Uo精确。0080 （四）功率计算电路700081 图3c是根据本发明优选实施例的功率计算电路的电路图，如图3c所示，功率计算电路主要包括乘法器702、第六电容704、第七电容706。0082 乘法器702可以采用AD734乘法器。AD734乘法器具有14个引脚，假定第一、二引脚分别是X1、X2，第三至五引脚分别是U0、U1、U2，第六、七引脚分别是Y1、Y2，第八引脚是VN，第九引脚是ER，第十、十一引脚分别是Z1、Z2。
34、，第十二引脚是W，第十三引脚是DD，第14引脚是VP。其中，X1、Y1分别接入电压和电流，X2、Y2、Z2、U0、U1、U2分别接地。第八引脚说 明 书CN 103117717 A7/8页10为-15V供电，第七电容706作为电源滤波电容，一端与第八引脚相连，另一端接地。第十四脚为+15V供电，第六电容704作为电源滤波电容，一端与第十四引脚相连，另一端接地。第十引脚接地。第十一、十二引脚相连，输出归一化功率电压值0083 比如，电压Uo、Io分别引入X1、Y1，X2、Y2、Z2均接地，输出归一化功率：PW=UoIo/10，若设定功率为10W，则归一化功率电压值为1V。0084 （五）功率负反。
35、馈控制电路800085 功率负反馈控制电路80比较预设标准功率电压值和实时测量功率电压值（差动放大），在比较结果P0即实际功率大于标准功率时，降低反馈控制电压VC；相反则升高反馈控制电压VC。同时该电路设定最大工作电流IM，同理，当标准功率电流值和实时测量功率电流值的差值I0时，降低反馈控制电压VC，从而达到控制工作电流不超过设定极限值的效果。通常情况下，只有当负载电阻极小或短路状态下电流控制起到过流保护作用。0086 （六）调整电源模块900087 调整电源模块90为电子调整电源，为功率放大器输出级供电，其控制端是来自功率负反馈控制电路80的输出的控制电压VC。其输出电压V+/V-受控于VC。
36、端电压，其最大开路电压UM。改变VC端电压可以控制调整电源模块90输出0UM。控制电压VC控制调整电源模块90输出大小，从而改变输出功率。0088 功率负反馈电路80根据实测功率和电流与预设标准功率的最大电流值比较，当大于标准功率的最大电流值时或工作电流大于最大允许工作电流时，反馈控制电压VC减小从而输出级供电电压相应减小；相反当小于标准功率值时，反馈控制电压VC增大从而输出级供电电压增高，因此实现了功率输出动态平衡，即实现了功率放大器与负载的动态匹配。0089 动态匹配特性取决于调整电源模块90最大输出电压值大小，当负载RL=0.16.4时，设定额定输出功率Pe=10W，则最大输出电压至少8。
37、V，才能满足整个区间的动态匹配（10W恒定）；当RL=0.150时，则最大开路电压至少为22.4V。0090 本实施例允许改变额定功率即设定标准功率大小，满足不同深度传输需求。井下钻进状态下供电大多采用电池组供电，当不需要大功率时，可以根据需要设定选择小功率模式，节省电池能耗，延长井下电池工作时间。0091 从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：动态负载变化条件下无变压器自适应匹配开关模式功率放大器，性能可靠，效率较高，通过合理的密封措施满足钻进状态中振动、冲击、高温、高压等条件下可靠稳定工作，同时，合理的过流保护措施使得输出短路状态下不致功率放大器损坏。功率放大器输出级工作在开。
38、关模式，所选管子饱和导通电阻极小，基本处于无发热状态，甚至几十A电流情况下，Vmos功率管都不会烧坏。同时没有了变压器，发射机体积大大缩小，适应随钻测量中使用。另外，开关模式放大器工作在开关状态，特别是采用Vmos管时，饱和导通电阻极小，一般在几个毫欧。因此，功率管耗散功率可以忽略，效率很高，即使在大电流工作也不会产生过大热量，可靠性也高。0092 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或说 明 书CN 103117717 A10。