Формирователь опорного сигнала

Сфег Сфветскик Социалистических ресеублии(23) Прморитет -Н 03 Е 5/00 ГоеуаарствеяяыЯ комятет СССР яо дедам кзвбветениЯ я етквытяЯ(Институт геофизики Уральского научне 4 ацййтра;,",АН СССР(94) фОРИИРОВАЕЛЬ ОПОРНОГО СИГНАЛА1 Изобретение относится к электро- измерительной технике диапазонов эвуковык и инфразвуковых частот и можетнайти применение в качестве опорного сигнала в измерительных устройстЮах, используемых для изучения переходных характеристик четырехполюсников,:а также в устройствах для геоэлектроразведки методами нестационариых по-,лей.Известны формирователи опорного сигнала в электроразведочных стан+ циях, состоящие из источника опор.- ного напряжения в реле, которые цри. меняются для обеспечения гальванической развязки между генераториьве и измерительным устройствами, а также для обеспечения синхронной ,работы измерительного устройства отно" сительно импульсного раэнополярного 20 тока в питающей линии. для этой це ли опорное прямоугольное напряжение, вырабатываемое в генераторном уст;. ройстве, подается на обмотку реле, обеспечивающего гальваническую развязку и синхронизацию узлов измерительного устройства 1).Недостаток этих формирователей состоит в том, что дребезг контактов реле не позволяет осуществлять скнх- ЗО роннзацию на высоких частотах, а также ограничивает временной диапазонизучаемых переходных характеристикусинхронизация работы узлов изиерительного устройства относительно тока в питающей линии осуществляетсяс точностьюдо фавну передача опор-, ного сигнала требует кабельной связи между генераторным и измерительнымустройствами.Наиболее близкии по своей. сущнос-, ти к изобретению является формирователь опорного сигнала, работающий следующим образом, По питающему кабелю, проходящему внутри кольцевых катушек, протекает ток в виде равно- полярных импульсов с паузами. Ток вокруг кабеля создает переменное магнитное поле. В кольцевых катушках наводятся короткиеположительные импульсы. Отрицательные импульсы, наведенные в кольцевых катушках, а также колебательные процессы в них устраняются диодами, включенными параллельно кольцевым катушкам. Хольцевые катушки расположены соосно на расстоянии,не менее одного радиуса катушек с целью устранения их взаимного маг- . нитного влияния. Временное положение выходных импулЬсов первой кольцевойкатушки соответствует моментам положительных перепадов тока, а для второй кольцевой катушки - моментам отрицательных перепадов тока 2.Основным достоинством этого устройства является возможность формирования неискаженного опорного сигна 5 ла в широком диапазоне частот.Недостаток устройства заключаетсяв том, что выбросы в токе, которыевозникают в моменты включения токапри работе от источника с высокимвнутренним сопротивлением на низкоесопротивление питающей линии, вызывают возникновение дополнительныхкоротких импульсов в кольцевых катушках, которые вызывают ложное срабатывание первого триггера с раздельными входами не в моменты выключения,а в моменты включения тока. Второйтриггер с раздельньвии входами срабатывает не в моменты включения, а в 20моменты выключения тока. В результате импульсы опорного сигнала на выходе Формирователя равны по длительности величине паузы тока, и их временное положение соответствует временному положению паузы.Цель иЗобретения - устранение Формирования ложного опорного сигнала,т.е. повышение помехоустойчивости.Поставленная цель достигается тем,что в Формирователь опорного сигнала,содержащий питающий кабель, расположенный внутри двух расположенных соосно кольцевых катушек, обмотки которых включены последовательно, двадиода, каждый из которых включен параллельно обмотке соответствующейкольцевой катушки, два элемента И,установленные между выходами формирователя прямоугольных напряжений ивходами элемента вычитания, введены 40элемент ИЛИ, элемент задержки, Фор,мирователь коротких импульсови двадополнительных элемента И, входы которых подсоединены к обмоткам кольцевых катушек и выходу формирователя 45коротких импульсов, а выходы - ковходам Формирователя прямоугольныхнапряжений, причем элемент ИЛИ входамиподключен к обмоткам кольцевых катушек, а выходом через элемент задерж- щоки - ко входу Формирователя короткихимпульсов.На чертеже изображена структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит питающий кабель 1, кольцевые катушки 2 и 3 собмотками, диоды 4 н 5, элемент ИЛИ 6,элемент задержки 7, формирователь. коротких импульсов 8, дополнительные элементы И 9 и 10, формировательпрямоугольных напряжений 11, Состоя- бОщий их триггера 12, элементов задержки 13 и 14, элементов И 15 и 16 итриггера 17, элементы И 18 н 19,элемент вычитания 20, выходную шину2165 Внутри кольцевых катушек 2 и 3, состоящих из соединяющихся частей и расположенных соосно на расстсчнии не менее одного радиуса катушек, проходит питающий кабель 1. Параллельно кольцевым катушкам подключены диоды 4 и 5. Элемент ИЛИ б входами подключен к кольцевым катушкам 2 и 3, а выходом через элемент эадерзки 7 и формирователь коротких импульсов 8 - ко входам элементов И 9 и 10, вторые входы которых подсоединены к кольцевым катушкам 2 и 3. Формирователь прямоугольных напряжений 11 входами подключен к выходам элементов И 9 и 10, а выходами - ко входам элементов И 18 и 19, выходы которых соединены с входами схемы вычитания 20, выход которой подключен к выходной шине 21.Устройство работает. следующим образом,По питающему кабелю 1 протекает ток в виде разнополярных импульсов с паузами. Ток создает вокруг кабеля 1 переменное магнитное поле. Так как скорость изменения магнитного поля велика в моменты резкого изменения тока в питающей линии, то в кольцевых катушках 2 и 3 наводятсякороткие положительные импульсы. Диоды 4 и 5 устраняют колебательные процессы, а также отрицательные короткие импульсы в кольцевых катушках 2 и 3. Кольцевые катушки расположены соосио на расстоянии не менее одного радиуса катушек с целью устранения их взаимного магнитного влияния, Временное положение выходной кольцевой катушки 2 соответствует моментам положительных перепадов тока, а для катушки 3 - моментам отрицательных перепадов тока. Для моментов выключения тока как в кольцевой катушке 2, так и в кольцевой катушке 3 наводятся короткие импульсы, но сдвинутые по времени на величину длительности выброса тока.Выходные импульсы кольцевых катушек 2 и 3 поступают на входы элемента ИЛИ 6, с выхода его их запускают в элемент задержки 7, который вырабатывает положительные импульсы, длительность которых значительно превышает длительность выброса тока. Следовательно, элемент задержки срабатывает только на первый импульс момента включения тока и не срабатывает на импульсы, временное положение которых соответствует заднему фронту выброса тока. ВыходнЫе импуль" сы элемента задержки 7 поступают на формирователь коротких импульсов 8, с выхода которого на входы элементов И 9 н 10 подаются положительные импульсы, временное положение которых соответствует моменту включения импульса тока. На вторые входы элемен,тов И 9,и 10 подаются импульсы с кольцевых катушек 2 и З.При совпадении коротких импульсов на входах элементов И 9 и 10 на выходах элементов во никают которкие импульсы.В выходных импульсных последовательностях элементов И 9 и 10 о-сутствуют импульсы, временные положения которых соответствуют задним фронтам выбросоь тока,Выходные импульсы элементов И 9 и 10 поступают на входы схемы Формирования прямоугольных напряжений 11 и запускают триггер 12, моменты пере- О броса которого соответствуют момен" там выключения импульсов тока. Длительность импульса выходного прямоугольного напряжения триггера 12 равна половине периода тока, Перепадами 15 выходного напряжения триггера 12 с раздельными входами запускаются элементы задержки 13 и 14, которые формируют короткие отрицательные прямоугольные импульсы. На входы элементов зО И 15 и 16 поступают выходные напряжения с элементов И 9 и 10, триггера 12 с раздельными входами, элементов задержки 13 и 14. В результате элементами И 15 и 16 выделяются последовательности коротких импульсов, которые подаются на входы триггера 17. Таким образом, триггером 17 Формируется второе прямоугольное напряжение, длительность импульса которого равна половине периода тока, но сдвинутого по времени относительно первого прямоугольного напряжения на длительность паузы тока, Выходные напряжения с пря" яюх выходов триггеров 12 и 17 подаются на входы элемента И 18, а с инверсных выходов - на входы элемента И 19. В результате логического умножения, выполняемого элементами И 18 и 19, Формируются прямоугольныеимпульсы, временные положения которых 46 соответствуют импульсам тока, Для Формирования разнополярных импульсов выходные напряжения элементов И 18 и 19 подаются на элемент вычитания 20.Выходное напряжение элемента вычитания 20 поступает на выходную шину 21,Таким образом, в предлагаемом устройстве устранена возможность форми" рования ложного опорного сигнала.формула изобретенияформирователь опорного сигнала,содержащий питающий кабель, расположенный внутри лвух расположенныхсоосно кольцевых катушек, обмотки которых включены последовательно, двадиода, каждый из которых включенпараллельно обмотке соответствующейкольцевой катушки, два элемента И,установленные между выходами формирователя прямоугольных напряжений ивходами элемента вычитания, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения помехоустойчивости, введены элемент ИЛИ, элемент задержки,формирователь коротких импульсов идва дополнительных элемента И, входыкоторых подсоединены к обмоткам коль-.цевых катушек и выходу формирователякоротких импульсов, а выходы - ко входам формирователя прямоугольных напряжений, причем элемент ИЛИ входамиподключен к обмоткам кольцевых кату"шек, а выходом через элемент задержки - ко входу формирователя короткихимпульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Комаров В.А. Электроразведкаметодом вызванной поляризации. Л.,Недра, 1972, с, 195,2, Авторское .свидетельство СССРпо заявке Р 2695094/18-21, 11.12.78,873394 Составитель Л.КолоскоИ.Митровка ТехредЛ.Пекарь Редак Г.Огар о Подписное ака илиал ППП ффПатентфф, г. Уагород, ул. Проектн 9070/83 Тираа 991ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва,З, Раушс омитета СССР открытий я наб., д. 4/5