石油能源是现代工业发展的支柱,目前石油勘探和开发的主要技术手段是测井技术,而随钻声波测井是测井技术的一个重要分支,其相关技术的自主研发对于保护我国能源安全至关重要。随钻四极子声波测井仪是目前声波测井领域中最为先进的仪器之一,主控电路是仪器的核心,需要对仪器作业流程进行控制。此外为了增加仪器的功能性和维护性,还需要在其基础上增添一些特殊的功能。随钻四极子声波测井仪井下主控电路关键技术研究与实现是电子科技大学与中海油服公司重大科研项目“随钻四极子电路关键技术研究”的子课题,目的是提高仪器的存储能力、数据处理能力和数据传输能力。根据课题提出的要求,本文主要完成三个功能模块的研究与设计。第一,根据主控电路外设接口特性选择合适的协议和存储芯片,设计合理的驱动功能,完成测井数据和各种辅助信息的读写功能,实现容量为9Gb的大规模存储模块设计,并对内存管理方式进行优化。第二,目前井下采集到的声波信号受各种噪声干扰严重,需要在主控电路中设计一种有效的数字滤波器进行滤波处理,通过MATLAB工具对声波测井信号进行时频分析,研究噪声的时频分布特性,选择合适的滤波处理方式,并对设计好的滤波器进行仿真测试,对代码进行优化处理,实现单通道波形滤波时间在1ms以内,满足作业周期中实时性的需要。第三,针对主控电路存储数据量大,普通串口传输缓慢的问题,需要在主控电路的基础上,完成对数据链路层和物理层电路的设计,选择合适的协议栈移植进主控电路之中,通过传输层协议完成对数据传输的控制和管理,协调管理核间通信和以太网传输功能,完成以太网功能的设计,实现数据的高速稳定传输。本文在每一节的最后,对各项功能的实现情况进行测试。在实验室环境下成功测试之后,对大规模存储功能和实时滤波功能做了现场测试,实验结果表明,仪器工作状况稳定,各功能实现正常,本文工作达到预期的设计要求。