Сейсмоприемная система

(51)М, Кд,. 601 У 1/22 Гооударствекьа комитат СССР в делам изобретений и открытийДата опубликования описания 28,02.83(72) Авторы изобретения цин И, Нестеров и Е.(7) Заявител 4) СЕЙСМОПРИЕМНАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к многоканальным системам с проводным разделением каналов и может быть использовано при регистрации слабых сигналов от различных пространственно распределенных5 датчиков например в технике сейсморазведки, телеметрии и т,д,Известна многоканальная сейсмоприемная система связи, содержащая сейсмоприемники, преобразователи сигнала, несимметричную многоканальную систему проводов, оконечные приемники сигналов3и корректирующие двухполюсники, шунтируюший вход каждого из них 1Ндоттко этой систем является недостаточная помехозащищенность вслед ствие невозможности уменьшения взаимных влияний между каналами в сигнальной полосе частот.Известна сейсмоприемная система с 20 проводным разделением каналов, содержащая несимметричную многоканальную "истему ь,:еводов а в каждом канале сейсмоприемники, преобразователи сигнала, развязываюшие симметричныечетырехполюсники в виде парафазногорешающего усилителя, и оконечные приемники сигналов. При этом для ослаблениявзаимного влияния между каналами пообщей шине в широком диапазоне частотвыходы четырехполюсника подключены копорным входам сейсмоприемника и преобразователя, а входы соединены с общей шиной 2,Однако при пространственно протяженных или площадных расстановках сейсмоприемников (или их групп), в проводниках связи сейсмоприемииков с сиГнальным входом преобразователя и соответствующим выходом четырехполюсника, достигающих в подобных случаях десятков и сотен метров, возникают наведенные различными промышленным объектами (электричес- кие сети, средства связи, производственные электромагнитные излучатели и т.п.) ЭДС помехи. Эти ЭДС суммарно воздействуют между опорным входом преобразователя, имеющим фиксированный по 1000 й 70тенциал обшей шины, и его сигнальным входом. С увеличением расстояний меж ду сейсмоприемниками или их отдельны- МИ ГРУППаМИв а СЛЕДОВатЕЛЬНО И НРОВОД- ников связи, ЗДС помехи растет и может во много раз превысить уровень взаимных ьлияний по обшей шине.Цель изобретения - повышение помехоустойЕчивости в условиях электромагнитных воздействий. 10Для этого нары элементов прямой и обратной передачи парафазного решаЕощего усилителя разделены на части, между которьЕми соответственно включены сейсмоприемник и поспедовательная ЙС-це почка, а второй выход усилителя подключен к сигнальному входу преобразователя,1 хроме того, каждый парафазный усилитель выполнен в виде последовательно го соедцненич операционного усилителя с дифферееециальпым входом одновходсвого инвертирующего усилителя, содержащего последовательное включениетранзисторов с взаимно дополнительным типом проводимости и Охваченного резис ссллее,ы1 Еее 1 итс лом Отрицатолы 10 й ОбратПой СВЯЗИ. Яя 11 г, 1 ИЕзобраеессэ 1 еа стр 1 стурная с ома сеесмолриемеЕОН системыв фе 1 а фиг 2 - с;ема парафазного усцл.10 ля,.Система содсвреяла Ц -канальную евс симметричную проводную систему, вееееовян пеую Обшу 10 пудовую шину 1 и всгееа 11 ьеее ее проводя 2 чцслом от 1 до35 УЕ в а В КажДОМ КацаЛЕ СЕйСМОПРНСЕМПЫй двухнолюсееик (теи цх группу) 3, трехпоепосе:1111 преобразователе: 1 сигнала (например, фильтр, есое 1 цру 10111 ее устрой 40 ство и т, д,), ра,;в 11 з 1:ева 1 оц 1 и 11 электооп 11 ый четырехполюсник 5 и ОЕОпечпы приемники сигналов 6 (например, тран- СфОРМатОР, СЕЕЕСМОУСЕЛ 1111 ТЕЛЬв НаКОПИТЕЛЬ и т.д.). Преобразователь 4 имеет сигняльее 111 л 7 н опорный 8 входы (дифференциальный вход) и своим выходом 9 через провод 11 ики 2 соединен с входами 10 Оконечных НРиемников 6 в сЕпОРнеэее входы 11 которых через общую шину .Е и четырехполюсник 5, соединенный с опорным входом Я преобразователя 4 замыкаютсч в контур передачи сигнала с выхода 9 последнего. Ехаждый четырехполюсник 5 выполнен в виде парафазного решаю 1 цего усилителя, содержац 1 его малошумяший усилитель 12 с выходаьпл 13 и 14 и дифференциальными входами 15 и 16, Охваченный цепью отрицательной обратной связи через пары разделенных на части 17, 18 и 19, 20 элементов (например, резисторов) цене йпрямой и обратной передачи, Все резисторы 20 подключены к обшей нулевойшине 1, сейсмоприемники 3 через резисторы 21 и протяженные провода 22подключены к общим точкам элементов19 и 20, а общие точки элементов 17и 18 соединены между собой через последовательную ЯС-цепочку 23. Второйвыход 24 четырехполюсника 5 соедчненнепосредственно с сигнальным входом 7преобразователя 4. Напряже пл питанияна все электронные устройства системыфиг. 1 подается относительпо общей нулевой шины 1,Структурная схема усилителя 12(фиг. 2) содержит операционный усилитель 25, последовательно соединенныйс одновходовым иивертируюшим усили-,телем 26, охваченным резистивнымиделителями 27 и 28 отрицательной обратной связи,Усилитель 26 содержит входную ветвь,выполненную на транзисторах 29 и 30,резисторах 31 - 33, а также усилительную ветвь на последовательном вклЕОчении транзисторов 34 и 35 с взаимнодополнительным типом проводимости резистора 36, и повторитель напряжения(транзисторы 37 и 38).Система (фиг, 1) работает следующимобразом.При одинаковых вели п 1 нах пар элементов 17 - 21 в каждом четырехполюснике 5, что дости 1 ается, например, средствами тонкопленочной микроэлектроники, действие синфазных .11 апряжений помехи, наводимых в протяженных проводниках 22, уменьшается соответственнокоэффипиенту ослабления синфазной помехи (це менее 70 - 80 дБ) в присущему операционным усилителям 25 с дифференциальным входом. Лналогичнымэффектом подавления четырехполюсник5, как и в прототипе, обладает по отношению к сигналам на Обц 1 ей шине 1. Вто же время, благодаря дифференциальному включению сейсмочриемника 3 относительно входов четырехполюсника 5сейсмосигнал усиливается вчК=я+э(фЮо)раз, начиная с нижней граниченной частоты ЕЕ - (.Р, 1 . Дальнейшая режекция остаточных сигналов синфазной помехи навыходах 3 3 и 14 усилителя 12 осутцествпяется благодаря их подключению междусигнальным 7 и опорным 8 входами преобразователя 4, Эквивалентное напряжение приведенного смещения нуля" усилителя 12 и его дрейф являются инфранизкочастотными сигналами, для которыхй С - цепочка обладает практическибесконечным импедансом передаюшимсяна выход 13 и 14 с коэффициентом пере. 1 Одачи.7 16гарантирующим ненасыщенный режим работы и еискаженную обработку сейсмосигналов в устройствах 4 и 5. Благодаря этому улучшается отношение сигналшум и увеличивается помехозащищенность системы при пространственно протяженных или площадных расстановках сейсмо- уо приемников.В случае пространственного размешения вместе с сейсмоприемником 3 четы. рехполюсника 5 ЭДС помехи наводится на провода связи его выходов с входами 25 преобразователя 4 и налагается на уже усиленный в четырехполюснике 5 сигнал без ухудшения отношения сигнал/шум, Однако в этом случае на протяженные провода питания усилителя 12 может ЗО наводиться ЭДС помехи, эффективно подавляемая только в том случае, когда входы усилителя 12 включены по отношению к ней как к синфазному сигналу, Это достигается благодаря схемотехническому построению усилителя 26 сдедуюшим образом.Входная ветвь, выполненная на транзисторах 29 и 30, резисторах 3 1 - 33, выполняет Жу кттию согла-ования уровня и Жазы выхопного сигнала усилителя 25 с уровнем и фазой, необходимыми для обеспечения работы усилительной парь выполненной на транзисторах 29 и 30, и резисторе 31. Выходной сигнал усилителя 25, сдвинутый на необходимые уровни входной ветвью, снимается с резистора 31 инвертированным по фазе на вход полевого транзистора 34, включенного по схеме с общим затвором, в то же время он снимается без изменения фазы с делителя, вклточаюшего транзистор 30 и резисторы 32 и 33, на базу транзистора 35, благодаря чему транзисторы34 и 35 являются один для другого динамической нагрузкой и обеспечивают высокий коэффициент усилекия схемы, необходит -1 й для точного инвертирования выходного сигнала усилителя 25 при охвате его дешттелем 27 и 28 обратной связи. Выполнение усщтцтельной ветви на транзисторах 34 и 35 с взаим но дополнительным типом проводимости позволяет подключить их управляютцие переходы к источникам питания + Гп и -Еп, благодаря чему ЭДС помехи в цепи питания практически одинаково воздействует на зти переходы и эффективно подавляется. Высокая степень подавления упомянутой помехи операционным усилителем 25, обеспечиваемая дттф 1 сренциальным построением его входного каскада, практически не ухудшается при вклточентттт по схеме усилителя 12 благодаря помехоустойчивости дополнитс льного усилителя 26 и отсутствия цепей связи его входа с обтцей шиной 1.Таким образом, в предлагаемой системе сочетается высокая помехозаццццепность с ослаблением взаимных влияпттй при использовании несимметричной праводной системы.Формула изобретения1. Сейсмопрпемпач система с проводным разделением каналов, содержашая несимметричную многоканаттьцуто систему проводов и в каждом канале сс:йсмоприемнцки, ттреобразователи сигнала, развяэывающие симметричные чст. цехполюспики в виде парафазпого рецсптошс;- го усилителя, один из выходов котс, рого подключен к опорному входу преобразователя, а входы соедццепы с обшей шгп ой несимметричной проводной сттстемь 1. и оконечные приемттики сигналов, о т л ич а ю ша я с ятем, что, с цеттьтоповышения помехоустойчивости в условияхэлектромагнитных воздействий, пары элементов прямой и обратной передачи нарафазного решающего усилителя разделены на части, между которыми соответственно втслточеньт сейсмопрцемцик и последовательная Кцетточка, а второйвьход усилителя подключен к сттт ттаттьттому входу преобразователя,2, Система по и. 1, о т л и:т а 1 ош а я с я тем, что каждый парафазпый усилитель выполнен в виде последовательного соединения операционного усилителя с дифференциальным входом и одновходового инвертируюшего усилителя, содержащего последовательное включение транзисторов с взаимно дополнительным типом проводимости и охваченного рс.зттс7 1000970 тивным делителем отрицательной обратной связи, % каэ 1 380/49 Тира)к 708 Поппи ВНИИПИ иал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Источники информап ниг принятые во внимание при экспертизе81. Авторское свидетельство СССР276173, кл, Н 04 В 3/00, 1968,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ло 2081117, кл, 601 Ч 1/28,5 1974 прототип),