Аналоговое входное устройство цифровой сейсмостанции

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соввтских Социалистических Рвспублик(51) М. Кл 2 01 Ч 1/16 исоединением заявки Ме осударотвеииыи комете СССР по делам изобретеиий и открытийДата оп икования описания 25.07.79 2) Авторы изобретени, М. Борковский, А. А. Дроздов и М. К. Полшков сесоюзный научно-исследовательский институт геофизически методов разведки(71) Заявитель 54) АНАЛОГОВОЕ ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОЙ СЕЙ СМОСТАНЦИИ1Изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использовано в сейсморазведочной аппаратуре с цифровой записью, в частности в цифровыхсейсмостанциях,Известны цифровые сейсмостанции с различными входными устройствами 11, 2.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является аналоговое входное устройство цифровой сейсмо.станции, содержащее коммутатор, каждыйвход которого через последовательно соединенные фильтр высокой частоты, фильтр низкой частоты и усилитель с управляемымкоэффициентом передачи соединен с соответствующим первым входом устройства, выход коммутатора подключен ко входу первого усилителя, выход которого соединен спервым выходом устройства 2.Недостатками данного устройства являются малый входной динамический диапазон и низкая надежность,Цель изобретения заключается в расширении входного динамического диапазонаи повышении надежности устройства.Эта цель достигается тем, что в известное входное устройство введены блок памяти, пороговый блок, блок переключения усиления, блок выбора режима, второй усилитель и блок выбора рода работы, первый выход которого соединен с усилителями с управляемым коэффициентом передачи, второй выход - с первым входом порогового блока, а вход - через второй усилитель с первым выходом блока переключения усилителя, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока выбора режима, тре тий вход подключен к первому входу блокавыбора режима и второму входу устройства, четвертый и пятый входы подключены соответственно к четвертому и третьему входам устройства, шестой вход подключен Ко второму входу блока выбора режима и к выходу порогового блока, а второй выход - ко второму выходу устройства, второй выход первого усилителя через блок памяти соединен со вторым входом порогового блока. 20 На фиг. 1 представлена функциональнаясхема аналогового входного устройства цифровой сейсмостанции; на фиг, 2 - временные диаграммы, отражающие основные процессы при работе устройства.Устройство содержит первые входы 11", усилители с управляемым коэффициентом передачи 22 П, фильтры низкой частоты 3 ЗЯ, фильтры высокой частоты 44 п,коммутатор 5, первый усилитель 6, блок памяти 7, пороговый блок 8, блок выбора режима 9, блок переключения усиления 1 О,второй усилитель 11, блок выбора рода работы 12, ключевые элементы 1313" и первые вторые и третьи резисторы цепей отрицательных обратных связей 1414 п, 1515 д и 1616", усилителей с управляемым 10коэффициентом передачи 22 п, второйтретий и четвертый входы устройства 17, 18и 19, первый и второй выходы устройства 20и 21. На диаграммах изображена формаогибающей сейсмических колебаний от взрыва 22, напряжение на втором выходе первого усилителя 23, напряжение на выходе блока памяти 24 и характер изменения усиления усилителей с управляемым коэффициентом передачи 25.Устройство работает следующим образом.Первые входы 1" устройства служат дляприема сигналов.При включении рабочего цикла сейсмической станции потенциал исходной установки схемы устройства, поступаюший ко второму входу устройства 17, к блоку переключения усиления 10 и блоку выбора режима 9,снимается, и эти блоки готовы к работе.При этом, если блок выбора рода работы 12установлен в положение автоматической работы, то с первого выхода блока переключения усиления на второй усилитель 11 поступает такой потенциал, который на выходеего имеет величину, достаточную для удержания ключевых элементов 1 Зп усилителейс управляемым коэффициентом передачи Хв замкнутом состоянии.Замкнутые ключевые элементы 13" закорачивают первые резисторы цепей отрицательных обратных связей 14" усилителейХ",усиление которых при этом минималь оное, т. е. равно такой величине, при которрйобеспечивается неискаженная передача сигналов (порядка 1.1 =-300 в 5 мВ),Усиленные сигналы проходят через фильтры низкой и высокой частоты 3" и 4 г, ком 4мутатор 5 и первый усилитель 6, с выходакоторого сигналы подаются через первыйвыход устройства 20 к преобразователю аналог-код для преобразования в двоичный кодчисла (на фиг. 1 не показан).При прохождении сигналов через первый усилитель 6 на втором выходе его присутствуют сигналы, усиленные в К 2" раз,где К, - коэффициент усиления усилителейс управляемым коэффициентом передачи 2 ппри закороченных первых резисторах 14 д цепей отрицательных обратных связей усилителей, а 2" равно такой величине, при которой изменение входного сигнала на гп 6 от максимально возможной (для входа усилителя) величины; значение сигнала на втором выходе первого усилителя 6 было на середине линейного участка характеристики. Сигналы со второго выхода усилителя 6 поступают на вход блока памяти 7, который имеет время запоминания не более 5 - 10 мс и хранит принятое значение сигнала в течение времени, не менее чем 200 в 3 мс. Если сигнал на втором выходе первого усилителя 6 превышает значение половины линейного участка характеристики в течение времени 1, то на выходе блока памяти 7 сигнал превышения будет присутствовать в течение времени 1 =200 в 3 мс.(С момента превышения сигналом на блоке памяти величины половины шкалы линейной части характеристики по второму выходу первого усилителя 6 и, до тех пор, пока сигнал не станет равным или меньше величины половины шкалы на втором входе порогового блока 8 будет присутствовать потенциал превышающий установленное пороговое значение.Если при этом с блока выбора рода работы 12 отсутствует сигнал запрета, то на выходе порогового блока 8 будет присутствовать потенциал, показывающий наличие сигнала большого уровня. Этот потенциал подается на блок выбора режима 9 и блок переключения усиления 10. В начальный момент 1 (момент прихода сигнала) блок выбора режима 9 переходит в отличное от исходного режима состояние, и снимает блокирующий сигнал по своему первому выходу, а по второму выходу выдает сигнал блокировки. После того, как входной сигнал уменьшится на столько, что в момент 1 сигнал на втором выходе первого усилителя 6 станет равным или ниже половины шкалы линейной части характеристики, то через время С = 200 в 3 мс сигнал на выходе порогового блока 8 исчезнет, при этом на блок переключения усиления 10 будет подан второй разрешающий потенциал. Тогда в момент прихода по третьему входу устройства 18 постоянно следующих синхронизирующих импульсов первый импульс вызовет переход блока переключения 10 в другое устойчивое состояние, при котором его сигнал с первого выхода, пройдя через второй усилитель 11 и через блок выбора рода работы 12 приведет к закрытию всех ключевых элементов 13 .П При этом усиление во всех усилителях с управляемым коэффициентом передачи 2 "увеличится на гп = 6 дб. И поскольку уже в момент 1 усиление можно было увеличить нг гп дб. и не иметь при этом ограничение сигнала, то при задержке вГ мс и при увеличении усиления только в гп - бдб, можно гарантировать, что даже при некоторых изменениях сигнала на входе в сторону увеличения в усилителе с управляемым коэффициентом передачи 2 перегрузки не возникнут. Момент перехода блока переключения режима 1 О в другое состояние передается по второму выходу устройства 21 в форматор сейсмостанции (на фиг. 1 не показан), чем обеспечивается запись специальным кодом изменения коэффициента усиления в усилителе с управляемым коэффициентом передачи Х.В данном режиме работы поступление по четвертому входу устройства 19 в момент 14 сигнала отсчетчика времени сейсмостанции не будет вызывать изменения состояния блока переключения усиления 10, поскольку действие сигнала по четвертому входу устройства 19 заблокировано потенциалом со старого выхода блока выбора режима 9. Во втором возможном режиме работы, если целесообразно производить увеличение усиления, всегда в один и тот же момент времени, начи ная от момента записи блока выбора рода работы 12, устанавливается в такое состояние, при котором пороговой блок 8 блокируется и, следовательно, блок выбора режима 9 своего состояния не изменяет, обеспечивая постоянно блокировку по своему первому выходу и разрешение ко второму выходу. При приходе сигналов по второму и четвертому входам устройства 17 и 19 блок переключения усиления 10 изменяет свое состояние, осуществляя при этом изменение усиления в усилителях с управляемым коэффициентоМ передачи 2". Аналогиччый режим работы будет обеспечен в том случае, если входной сигнал при работе по первому режиму в течение времени 1 не достигал значения выше чем - гп дб от максимально возможного значения. Блок выбора рода работы 12 может быть также приведен в режим, при котором регистрация будет выполняться при фиксированном усилении, имеющем максимальное или минимальное значение по желанию оператора.Из вышеизложенного видно, что изобретение отличается простотой и экономичностью, значительно расширяя при этом регистрируемый динамический диапазон входных сигналов.Использование одного предварительного усилителя с изменяющимся коэффициентом усиления в аналоговом входном устройстве вместо двух, а также значительное упрощение логики управления, выгодно отличаетизобретение от указанного прототипа, так как упрощает, и удешевляет цифровые сейсмостанции, Повышение надежности их работы позволяет повысить производительность сейсморазведочных работ и улучшить качество получаемой информации. формула изобретения 1 О 15 го 25 зо зз 40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Сб. Разведочная и прикладная геофизика, М 1958, вып. 22.2. Патент США3685047, кл, 340 - 347,1966. Аналоговое входное устройство цифровой сейсмостанции, содержащее коммутатор, каждый вход которого через последовательно соединенные фильтр высокой частоты, фильтр низкой частоты и усилитель с управляемым коэффициентом передачи соединен с соответствующим первым входом устройства, выход коммутатора подключен ко входу первого усилителя, выход которого соединен с первым выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения входного динамического диапазона и повышения надежности устройства, оно содержит блок памяти, пороговый блок, блок переключения усиления, блок выбора режима, второй усилитель и блок выбора рода работы, первый выход которого соединен с усилителями с управляемым коэффициентом передачи, второй выход - с первым входом порогового блока, а вход - через второй усилитель с первым выходом блока переключения усиления, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока выбора режима, третий вход подключен к первому входу блока выбора режима и второму входу устройства, четвертый и пятый входы подключены соответственно к четвертому и третьему входам устройства, шестой вход подключен ко второму входу блока выбора режима и к выходу порогового блока, а второй выход - ко второму выходу устройства, второй выход первого усилителя через блок памяти соединен со вторым входом порогового блока.673947 г,1 ивУВх лиу гР 1 Вор й 7-5 Иру 1 д 35 Фь 2. 2 тель Г. РомаСостави Техред О Тираж 6 ИИП И Государствен по делам изобрет 5, Москва, Ж - 35, П П П Патент, г. едактор Л, Баглааказ 4066/41ЦН ченкоКорректор М. ШарошПодписноета СССРытийаб., д. 4/5Проектная, 4 го ком ите й и откр аушская н город, ул.