Устройство для определения момента прихода акустических сигналов

(19) И 1) 1 Ч 140 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ производственноенение . во СССРО, опублик. 1975.СССР М 0 246628,1969. с)РиаГОСУДАРСТЭЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Южное морское научнгеолого геофизическое объе(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯМОМЕНТА ПРИХОДА АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее источник сигналов,усилитель, пороговый каскад и регистратор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью увеличения надежности и точности выделения полезных сигналов на фоне помех,до.полнительно введены регулиремый усилитель,регулируемый фильтр частот, формировательи схема И, причем выход схемы И подклю.чен к регистратору, первый вход через формирователь и усилитель-органичитель зтодключенк источнику сигналов, а второй вход черезпороговый каскад, фильтр низких частоти регулируемый усилитель также подключен кисточнику сигналов.Изобретение может быть использовано пригеофизических исследованиях скважин в частности в аппаратуре акустического каротажа.Известны устройства, предназначенные дляпомехоустойчивого выделения первых 5вступлений волн акустического каротажа.Все они, в основном, имеют, временную селек.цию сигнала, обеспечивая более или менееузкое окно стробирования, и в каждом однимиз основных узлов является амплитудный дис,10криминатор или пороговый каскад, срабатывающий по первому вступлению полуволны сиг.нала или по первому переходу через нуль,Для надежного выделения сигнала пороговый каскад имеет определенный порог сраба.тывания по положительной или отрицательнойполуволне сигнала, превышающий уровеньшумов и помех. При превышении порога помехой, она вызывает срабатывание пороговогокаскада, 20Наиболее близким к предлагаемому являет.ся устройство для определения момента прихода акустических сигналов, содержащее источник сигналов, усилитель, пороговый каскади регистратор, в котором была реализована 25схема автоматического измерения шумов ирегулирования уровня порога, Обладая некоторым преимуществом по сравнению с нерегулируемыми дискриминаторами в ломехозашищен.ности, она имеет и ряд недостатков, Преждевсего, при частоте сигнала порядка 20 кГц,при изменении уровня срабатывания, вноситсядинамическая ошибка, по времени, доходя.щая до четверти периода колеебания основного сигнала, т. е, 12 мкс. Такая ошибканедопустима и поэтому уровень срабатываниядолжен быть постоянным и равным нулю,т, е. желательно срабатывать по первому пе.реходу через нуль. Кроме того, даннаясхема не исключает сбоя при случайных им 40пульсных помехах,Целью предлагаемого изобретения являетсяувеличение надежности и точности выделениясигналов на фоне помех.Поставленная цель достигается тем что вустройство дополнительно введены регулируе.45мый усилитель, регулируемый фильтр частот,формирователь и схема И, причем выходсхемы И подключен к регистратору, первыйвход через формирователь и усилитель-ограничитель подключен к источнику сигналов, авторой вход через пороговый каскад фильтрнизких частот и регулируемый усилитель также подключен к источнику сигналов В одном канале двухканальной схемы выделения переходов через нуль исследуемый сигнал максимально усиливается, формируется и поступает на схему И, а в другом канале сигнал усиливается и через фильтр низкойчастоты и пороговый каскад подается нату же схему И, Таким образом, прошедшзйчерез фильтр сигнал очищается от импульсныхпомех и высокочастотных составляющих,выделяется пороговым каскадом и открываетсхему И, между тем как на второй вход с.схемы И поступает сформированный максимально усиленный сигнал, и на выходе схемы И появится сигнал, сформированный по переходам черезнуль синусоидального сигнала, причем при изменении порога дискриминации время появлениясформированного на выходе схемы И сигналане изменяется, отсюда схема надежно защи.щена от действия импульсных помех, а такжеисключена временная ошибка выделения сигнала.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема устройства; на фйг. 2 - временныедиаграммы волнового пакета,Устройство состоит из источника сигналов1, усилителя-ограничителя 2, регулируемогоусилителя 3, фильтра 4, порогового каскада5, формирователя 6, схемы И 7 и регистратора 8.Все элементы имеют известные схемныерешения,Поступающая от источника сигнала 1информация акустического каротажа представляет собой радиоимпульс (волновой пакет)сложной формы на фоне всевозможных стацио.парных и всевозможных импульсных помех,отличающийся от полезного сигнала по частоте и амплитуде. Обычно приемный трактподвержен высокочастотным импульсным помехам, нарушающим работу устройств обнару.жения первого вступления волнового пакета.На фиг. 2 показаны временные диаграммыволнового пакета 9, где переход через нульнаходится в точке а на фоне импульснойпомехи, появившейся перед первым вступлением точки б. При обычном пороговом выделении сигнала помеха будет зафиксированакак сигнал, так как ее амплитуда превышает уровень первого вступления,Поступивший волновой пакет усиливается усилителем 2 (временная диаграмма 10)формируется по амплитуде каскадом 5 (диаграмма 11) и поступает на схему И 7. Усиленный усилителем,3 сигнал поступает на фильтр 4 (диаграмма 12). Регулируя частоту среза фильтра, более высокочастотные составляющие сигнала ослабляются и наблюдаются9 фазовые сдвиги запаздывание до 90 ) сигнала. На временных диаграммах 12, 13 пунктиром показан уровень срабатывания порога каскада 5 (диаграмма 13). Ослабленные помехи не достигают уровня срабатыванияРедактор Е,Техред И,Верее Корректор В. Бутя ов Заказ 1626/4 ТиражВНИИПИ Государствпо делам изобрете13035, Москва, Ж728 Подписноенного комитета СССР.ний и открытий, Раушская наб., д. 4/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ектная, 4 Э 5 каскада 5, между тем как первое вступление более низкочастотного сигнала воздействует на пороговый каскад 5, на выходе формируется сигнал. Сформированный на выходе каскада 5.ситнал не стабилен по времени, Время переднего фронта его изменяется при изменении амплитуды сигнала при регулировке порога (регулируя, например, коэффициент усиления усилителя 3), Поэтому использовать этот сигнал как информацию первого вступления невозможно.Однако при подаче его на второй вход схемы И 7 на выходе схемы И при совпаде-, нии импульсов формирователя 6 н каскада 5 сформируется импульс 14, передний фронт 74024 4которого по времени совпадает с первым переходом через нуль волнового пакета 9.(точка а). Импульс 14 с выхода схемы И 7 запускает регистратор 8 (регистрирующий импульс 15, фронт которого соответствует первому вступлению волнового пакета). Та ким образом, устройство обеспечивает надежное выделение полезного сигнала, на фоне помех,1 ОКроме того, устройство может достаточнонадежно выделить, например, поперечнуюволну при акустическом каротаже, если еечастота в 1,5 - 2 раза ниже частоты продольнон волны,