Формирователь опорного сигнала

Союз Советских Социалистических Республик(5)М К э а 01 В 13/30 с присоединением заявки Ио -Государственный комитет СССР по лелам изобретений н открытий(53) УДК 621.317. ,757(088.8) Дата опубликования описания 17.11.80 В. В. Кормильцев, А, И. Человечков, Ю. И. Дударь и В. С, Тюриков(71) 3 а яв итель Ордена Трудового Красного Знамени институт геофизики Уральского научного центра АН СССР(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОПОРНОГО СИГНАЛА Изобретение относится к области электроизмерительной техники диапазонов звуковых и инфразвуковых частот и может найти применение в качестве источника опорного сигнала в измери тельных устройствах, используемых для изучения переходных характеристик четырехполюсников, Область преимущественного применения предлагаемого формирователя - в качестве источника О опорного сигнала в измерительных устройствах для геоэлектроразведки методами нестационарных полей.Известны формирователи опорного сигнала в электроразведочных станциях (11Известные формирователи имеют существенные недостатки.Дребезг контактов реле не позволяет осуществлять синхронизацию на 20 высоких частотах, а также ограничивает временной диапазон изучаемых переходных характеристик.Синхронизация работы узлов измерительного устройства относительно 25 тока в питающей линии осуществляется с точностью до фазы,Передача опорного сигнала требует кабельной связи между генераторным и имерительным устройствами. 30 Известен также трансформатор тока в виде клещей, который выбран в качестве устройства-прототипа предлагаемого изобретения 2.Через трансформатор тока в виде клещей пропускают длинный кабель, по которому течет переменный ток. Выходное напряжение трансформатора тока пропорционально силе тока в длинном кабеле и используется в качестве опорного сигнала. Однако устройству-прототипу присущи следующие недостатки.При прямоугольной форме питающего тока выходное напряжение искажено переходными колебательными процессами, начинающимися в моменты включения и выключения тока,Скалывание вершины выходного напряжения трансформатора тока, особенно в диапазоне инфранизких частот.Цель изобретения - расширение диапазона частот.Цель достИгается тем, что в формирователь опорного сигнала, содержащий питающий провод, проходящий внутри первой кольцевой катушки, состоящей из соединяющий частей, введены два диода, блок формирования прямо, катушка, включенная последовательнос первой кольцевой катушкой, блокформирования прямоугольных напряженийвходами подключен к кольцевым катушкам, а выходами - к входам элементоВИ, выходы которых подсоединены квходам блока вычитания, причем диодывключены параллельно кольцевым катушкам, а кольцевые катушки расположены соосно на расстоянии не менее одного радиуса катушек.На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства, нафиг. 2 даны: эпюры,поясняющие принцип работы устройства.В устройство входят питающий кабель 1, первая кольцевая катушка 2,вторая кольцевая катушка 3, диоды 4,5, блок формирования прямоугольныхнапряжений б, состоящийиз триггера Яс раздельными входами 7, элементовзадержки 8, 9, элементов И 10, 11,триггера 12, элементы И 13, 14, блоквычитания 15, выход устройства 16.Внутри кольцевых катушек 2, 3, со- р 5стоящих из соединяющихся частей,проходит питающий кабель 1. Кольцевыекатушки 2, 3 включены последовательно. Параллельно кольцевым катушкамустановлены диоды 4,5, Блок Формирования прямоугольных напряжений б входами подключен к кольцевым катушкам2,3, а выходами - к входам элементов И 13, 14. Выходы элементов И 13,14 соединены с входами блока вычитания 15, выход которого подключенк выходу устройства 16Предлагаемое устройство работаетследующим образом.По питающему кабелю 1 протекаетток ) с периодом Т в виде разнополярных импульсов с паузами (эпюра17, фиг. 2), Ток вокруг кабеля создает переменное поле. Так как скоростьизменения магнитного поля в моментывключения и выключения тока велика, 45то в кольцевых катушках наводятсякороткие положительные импульсы. Диоды 4,5 устраняют колебательные переходные процессы,а такхе отрицатель. ные короткие импульсы в кольцевых ка- ртушках 2, 3, Кольцевые катушки расположены соосно на расстоянии не менееодного радиуса катушек с целью устранения их взаимного магнитного влияния,Временное положение выходных импульсов первой кольцевой катушки 2 соответствует моментам положительных перепадов тока 3, а для второй кольцевой катушки 3 - моментам отрицательных перепадов тока,Выходные импульсы кольцевых катущек 2, 3 (эпюры 18, 19 на Фиг. 2) поступа.отна входы блока формирования прямоугольных напряжений 6 и запускают триггерс раздельными входами 7,элементы задержки 8,9. Длительность выходного импульса триггера(эпюры 20,21,22 на фиг. 2) равна половине периода Т. В результате элементами И 10, 1 ГЪыделяются вторые последовательности коротких импульсов (эпюры 23, 24,фиг.2), которые подаются на входы триггера 12 с раздельными входами.В результате триггером 12 формируется второе прямоугольное напряжение (эпюра 25, Фиг. 2), длительность импульсов которого также равна половине периода Т, но сдвинутого по времени относительно первого прямоугольного напряжения (эпюра 20, Фиг. 2) на длительность паузы тока Э . Выходные напряжения с прямых выходов эпюры 20,25, Фиг. 2) триггеров с раздельными входами 7,12 подаются на входы элемента И 13, а с инверсных выходов(эпюры 20,25, фиг. 2) - на входы элемента И 14. В результате логического умножения, выполняемого элементами И 13, 14, Формируются полохительные прямоугольные импульсы (эпюры 26, 27) вре"менные положения которых соответствуют импульсам тока 3 . Для Формирования разнополярных импульсов выходные напряжения элементов И 13, 14 подаются на схему вычитания 15. Выходное напряжение схемы вычитания 15 (эпюра 28, фиг. 2) поступает на выход предлагаемого устройства 16 . Форма выходного сигнала Формирователя независит от частоты т= -Формула изобретенияФормирователь опорного сигнала, содержащий питающий кабель, проходящий внутри первой кольцевой катушки, состоящей из соединяющихся частей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона частот, в него введены два диода, блОк Формирования прямоугольных напряжений,два элемента И, блок вычитания и вторая кольцевая катушка, включенная последовательно с первой кольцевой катушкой, блок Формирования прямоугольных напряжений входами подключенк кольцевым катушкам, а выходами -к входам элементов И, выходы которыхподсоединены к входам блока вычитания причем диоды включены параллельно кольцевым катушкам, а кольцевые катушки расположены соосно нарасстоянии не менее одного радиусакатушек,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Комаров В. А, Электроразведка методом вызванной поляризации,Л.,"Недра", с. 195-196.2, Электрические измерения. Подред. А. Фремке.Энергия", Ленинградское отделение, 1975, с. 98.Составитель Л. Сорокинае акто М. Кузнецова Тех е .А. Ач Кор ектор О. Ковинскааказ 9316 9 оеб илиал ППППатент", г. Ужгоро Проектн Тираж 1019 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035 Москва Б"3 Подписи го комитет й и открыт Ра окая