Устройство для определения моментов прихода отраженных от дна сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 38 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ое объеднРудгео ственнизике ов и В,8,8)55499 тво /38 98 Т ДНА НАД гео методам назначеФГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДПЯМЕНТОВ ПРИХОДА ОТРАЖЕ(57) Изобретение относитс акустическим и сейсмически разведочной геофизики и пр но для использования в звуковых геолокаторах и аппаратуре, определяющей по параметрам отраженных от днасигналов физические свойства и типгрунтов, например грунтов дна водоема (морей, рек, озер), бесконтактнымспособом. Для расширения функциональных возможностей устройства путемполучения информации о полярностипервого вступления отраженного отгрунта дна сигнала и устранения недостоверности распознавания типа донного грунта при перемене полярностипервого вступления отраженного отгрунта сигнала на отрицательную вустройство введены второй компараторотраженных сигналов, инвертор, двесхемы ИЛИ, два триггера, два формирователя импульсов и индикатор знакапервого вступления. 2 ил.1 13688402Изобретение относится к геоакусти- от дна сигнала (фиг.2 в) на времяческим и сейсмическим методам разве- С 3, т,е. на ширину упреждающего вредочной геофизики и предназначено для менного окна. По заднему фронту имиспользования в звуковых геолокато- пульса(фиг.26) запускается форми 6рах и аппаратуре аналогового или ана-рователь ч времени анализа шумов,лого-цифрового типа, определяющих на выходе которого формируется импо параметрам отраженных от дна сиг- пульс времени анализа шумовналов физические свойства и (или) (фиг,2 г). Этот импульс, в течение котип грунтов, например грунтов дна 10 торого производится анализ шумов,еводоема (морей, рек, озер), бескон- предшествующих отраженному сигналу,тактным способом, заканчивается до прихода сигнала,Целью изобретения является расши- отраженного от дна,рение функциональных возможностей Импульс с выхода формирователяустройства путем получения информа поступает на вход управления ключации о полярности первого вступления 5 анализа шумов и открывает его, Наотраженного от грунта дна сигнала и пряжение шумов (фиг,2 в) с входнойустранение недостоверности распазна- клеммы 8 поступает на задатчиквания типа донного грунта при пере- отношения сигнал/шум, где оно усилимене полярности первого вступления 20 вается в установленное в задатчикеотраженного от грунта сигнала на от отношения сигнал/шум число раэрицательную, (1,5-10). С выхода задатчика 7 усиНа фиг,1 представлена функциональ- ленный шум поступает через ключ 5ная схема устройства для определения анализа шума на вход пикового детекмоментов прихода отраженных от дна 25 тора 6 анализа шумов, где амплитудноесигналов; на фиг,2 - временные диа- значение шума запоминается, а затемграммы работы устройства. в качестве порогового уровня О рУстройство (фиг,1) содержит блок (фиг,2 в и е) подается на входы ком 1 управления, временной селектор 2 параторов 3 и 11 отраженных сигналов.отраженных сигналов, первый компара- ЗО На вход компаратора 3 отраженных сигтор 3 отраженных сигналов, фор- налов входные сигналы (фиг.2 в) помирователь 4 времени анализа шумов, ступают непосредственно, а на вход -;ключ 5 анализа шумов, пиковый детектор компаратора 11 отраженных сигналов6 анализа шумов, задатчик 7 отношения через инвертор 10 (фиг,2 е). На выхосигнал/шум, входную клемму 8, выход- З 5 дах компараторов 3 и 11 в течениеную клемму 9, инвертор 10, второй ком- времени 1(фиг,26) формируются импаратор 11 отраженных сигналов, первый пульсы (фиг,2 д и ж соответственно),триггер 12, второй триггер 13, первый длительность которых соответствуетформирователь 14 импульса, второйвремени превышения сигналами на вхоформирователь 15 импульса, индикатор 40 дах компараторов оставшегося к этому16 знака первого вступления, первую моменту на пиковом детекторе 6 ана 17 и вторую 18 схемы ИЛИ.лиза шумов порогового уровня, величина которого определяется постоянУстройство работает. следующим обра- ной времени разряда пикового детекзом. 45 тора 6 анализа шумов (,например, можТактовый импульс (фиг,2 а), посту- но выбрать постоянную времени такую,пающий из блока 1 управления в момент чтобы в течение одного такта работыизлучения импульса упругих колебаний пороговый уровень уменьшался в 1,2в водную среду, запускает временной 5 раз),селектор 2 отраженных сигналов, Вре О В течение времени анализа шумовменной селектор 2 на основании изме- С (фиг.2 г),напряжение на входе пиренного и эапомненнего в предыдущем кового детектора 6 анализа шумовтакте работы значения 1 (фиг,26)превышает напряжение входного сигнавременного интервала от момента по- ла в число. раз, равное коэффициентуступления тактового импульса до момен усиления, установленному в задатчикта прихода отраженного от дна сигнала 7 отношения сигнал/шум. После окончаформирует импульс 1 (фиг,26), эад- ния времени анализа шумов С на вхоний фронт которого в текущем такте ды компараторов 3 и 11 поступает наопережает момент прихода отраженного пряжение Ор с пикового детектора3 13 б анализа шумов. Первое вступление (первая полуволна) отраженного от дна сигнала в зависимости от типа донного грунта может иметь как положительную полярность (на фиг.2 в, +"), так и отрицательную полярность (на фиг.2 в, "-"), В момент превышения отраженным сигналом порогового уровня О р на выходах компараторов 3 и 11 формируются импульсы (фиг.2 д и ж), длительность которых соответствует времени превышения положительными полуволнами отраженного сигнала порогового уровня. В случае положительной полярности первого вступления отраженного сигнала первым по первому вступлению отраженного сигнала срабатывает компаратор 3 (фиг.2 д). В случае отрицательной полярности первого вступления отраженного сигнала первым по первому вступлению отраженного сигнала срабатывает компаратор 11 (фиг.2 ж). Импульсы (фиг.2 д) с выхода компаратора 3 поступают на вход синхронизации триггера 12 О-типа, а импульсы (фиг.2 ж) с выхода компаратора 11 - на вход синхронизации триггера 13 также О-типа.Временная селекция отраженного от дна сигнала осуществляется следующим образом.Импульс длительностью 1(фиг,2 б) с выхода временного селектора 2 отраженных сигналов поступает на первый вход схемы ИЛИ 17, на второй вход которой поступает импульс длительностью(фиг,2 г) с выхода формирователя 4 времени анализа шумов. В течение импульса, имеющего длительность, равную сумме Йи С, и формируемого на выходе схемы ИЛИ 17, триггеры 12 и 3 по установочным входам удерживаются в исходном (нулевом) состоянии и не срабатывают от поступающих на их входы синхронизации импульсов с выходов компараторов 3 и 11, Длительность импульса 1 (фиг,2 г) выбирается таким образом, что он заканчивается эа несколько миллисекунд до прихода отраженного от дна сигнала, и к моменту появления отраженного от дна сигнала триггеры 12 и 13 растормаживаются и подготавливаются к работеВ случае положительной полярности первого вступления отраженного сигнала импульс (фиг,2 д) с выхода компаратора 3 опрокидывает триггер 12, при этом импульс (фиг,2 и) с 688404инверсного выхода триггера 12 поступает на информационный вход (вход О)триггера 13 и блокирует сраба,тываниепоследнего от следующих позднее импульсов (фиг.2 ж) с выхода компаратора 11.По переднему фронт 1 импульса (фиг.2 и)с выхода триггера 12 формирователь14 импульса вырабатывает импульс(фиг,2 к), поступающий через схемуИЛИ 18 на выходную клемму 9 устройства (фиг,2 н) и соответствующий моменту прихода отраженного от дна сигнала.В случае отрицательной полярности 15 первоГо вступления отраженного сигнала импульс (фиг,2 ж) с выхода компаратора 11 опрокидывает триггер 13,приэтом ипульс (фиг,2 л) с инверсноговыхода триггера 13 поступает на информационный вход (вход О) триггера12 и блокирует его срабатывание отследующих позднее импульсов (фиг.2 д)с выхода компаратора 3.По переднему фронту импульса(фиг,2 л) с выхода триггера 13формирователь 15 импульса вырабатывает импульс (фиг.2 м), поступающий через схему ИЛИ 18 на выходную клемму 9 устройства (фиг2 н)и соответствующий моменту прихода отраженного от дна сигнала, Импульсыс выхода схемы ИЛИ 8 также поступаютна вход временного селектора 2 дляформирования совместно с тактовымимпульсом (фиг.2 а) временного интервала С (фиг,2 б) текущей реализации,т,е, временного интервала от моментаизлучения до момента приема отраженного от дна сигнала. Первоначальная, установка временного интервалапроизводится вручную, исходя из визуальных наблюдений на .экране осциллографа отраженного от дна сигналаили на основании данных эхолота. Вы ходные ипульсы триггеров 12 и 3 поступают на индикатор 16 знака первоговстчпления (например, светодиоды) ииндицируют знак первого вступленияотраженного от дна сигнала, Импульсы 50с выходов триггеров 12 и 13 могут также поступать на регистрирующее устройство и записываться ведином временном масштабе, например,с сейсмоакустическим разрезом дна.При пропуске отраженного от дна 55сигнала, т.е, если отраженный сигналоказался меньше порогового уровня,в следующем такте работы временнойинтервал 1автоматически устанав5. 13 Ь 88 ливается по хранящемуся в ячейке памяти временного селектора 2 значениюпредыдущего такта работы. Если отраженный от диа сигнал выделен, то код временного интервала 1 предыду 5 щей реализации стирается из ячейки памяти временного селектора 2 и в нее переписывается код временного интервала С 1 текущей реализации. Если пропуск отраженного от дна сигнала происходит в течение нескольких наперед заданных тактов работы, то временной селектор 2 выдает сигнал сбоя работы аппаратуры.Использование новых элементов второго компаратора отраженных сигналов, инвертора, двух схем ИЛИ,двух триггеров, двух формирователейимпульсон и индикатора знака первоговступления, соединенных соответствующим образом, отличает предлагаемоеустройство от известного, так какпозволяет расширить функциональныевозможности путем получения информации о полярности первого вступленияотраженного от грунта дна сигнала,а также устраняЕт недостоверностьраспознавания типа донного грунта приперемене положительной полярностипервого вступления отраженного отгрунта сигнала на отрицательную. Формула изобретенияУстройство для определения моментов прихода отраженных от дна сигна 35 лов, содержащее блок управления, временной селектор отраженных сигналов, по первому входу соединенный с блоком управления, компаратор отражен 40 ных сигналов, по входу соединенный с входной клеммой, формирователь времени анализа шумов, по входу соединенный с временным селектором отраженных сигналов, пиковый детектор анализа шумов, по выходу соединенный с компаратором отраженных сигналов, ключ 40 6 анализа шумов, по входу управлениясоединенный с формирователем временианализа шумов, а по выходу - с входом пикового детектора анализа шумов, изадатчик отношения сигнал/шум, повходу соединенный с входной клеммой,а по выходу с сигнальным входом ключа анализа шумов, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем получения информации о полярностипервого вступления отраженного отгрунта дна сигнала и устранения недостоверности распознавания типа донного грунта при перемене полярностиотраженного от грунта сигнала, в него введены инвертор, вход которогосоединен с входной клеммой, второйкомпаратор отраженных сигналов, по первому входу соединенный с выходом инвертора, первая схема ИЛИ, по первому входу соединенная с выходомвременного селектора отраженных сигналов, а по второму входу соединенная с выходом формирователя временианализа шумов, первый и второй триггеры, установочные входы которых соединены с выходом первой схемы ИЛИ,а входы синхронизации - с выходамипервого и второго компараторов отраженных сигналов соответственно, информаци нный вход первого триггерасоединен с инверсным выходом второготриггера, а информационный вход вто"рого триггера соединен с инверснымвыходом первого триггера, первый ивторой формирователи, по входам соединенные с прямыми выходами триггеров соответственно, вторая схема ИЛИ,по входам соединенная с выходами фор.мирователей, а по выходу - с вторымвходом временного селектора отраженных сигналов и с выходной клеммой устройства, и индикатор знака первоговступления, по входам соединенный спрямыми выходами триггеров.Составитель В.КрутинТехред М. Дидык Пилипен оррек актор И.Шулл одписно Заказ 289/49 НИИ е ыт п 3035, 4/5 роизводствеРе 0 РМ Тираж 522Государственного коми елам изобретений и о сква, Ж, Раушская