Устройство выделения сейсмических сигналов

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК З(51) 6 01 Ч 1 САНИ Е ИЗОБРЕТЕНВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМ 1жсщ) ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИИ(46) 23,10,83. Бюл. Р 39 . (72) В.М. Макаров и С.Б, Пенкин (71) Институт геофизикиУральского научногоцентра АН СССР и Уральская геолого-разведочная экспедиция Минцветмет СССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 269503 кл. 6 01 Ч 1/28, 1970.2. Палагин В.В. и др. Одноканаль- ная цифровая сейсмостанция СНЦи опыт ее применения-.-В кн: Скважинные и наземные геофизические исследования при поисках рудных месторождений. Л. 1979 с. 106(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее соединенные последовательно сейсмоприемник,. усилитель, преобразователь сигнала в последовательность импуль сов, тактовый генератор и блок регистрации, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстро-, действия и увеличения помехоустойчивости, в него введено и входных сдви,ЯО 49781 говых регистров, компаратор, ревер- "1 сивный счетчик тактовых импульсов, выходной сдвиговый регистр, синхронн. затор и коммутатор, вход которого подключен к выходу преобразователя сигнала в последовательность импуль" сов,.а выходы - к информационным входам входных сдвиговых регистров, выходы которых соединены с соответствующкми входами компаратора, выходы которого подключены соответст- венно к первому и второму входам синхронизатора, первый и второй вы" ходы которого соединены соответст" венно с прямым и реверсивным входами счетчика тактовых импульсов, выход которого подключен к третьему входу ф синхронизатора, третий выход которого соединен с информационным входом выходного сдвигового регистра, выход которого подключен к блоку регистрации, а сдвиговый вход - к четвертому выходу синхронизатора, пятый выход которого соединен со сдвиговыми входами входных сдвиговых регистров, а Мффб четвертый вход подключен к выходу тактового генератора,1049781 2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем., что компаратор содержит три Э-триггера, три инвертора, двенадцать элементов И, три триггера и пять элементов ИЛИ, при этом входы компаратора соединены с входами соответствующих инверторов, Й-триггеров и с первыми входами сост ветственно первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены к инверсным выходам соответствующих 3 -триггеоов, прямые выходы которых подключены к первым входам соответственно четвертого, пятого% шестого элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего инверторов, выход первого элемента И подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И,выход второго элемента И - к первому входу девятого и к второму входу седьмого элементов И, а выход третьего элемента И - к вторым входам восьмого и девятого элеменТов И, причем выходы седьмого, девятого и восьмого элементов И подключены к прямым входам соответственно первого, второго и третьего триггеров, выходы. которых подключены к первым входам соответственно десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И, а также к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом компаратора, выход четвертого элемента И подключен к первым входам второго и третьего элементов ИЛИ, а также к вторым входам десятого и двенадцатого элементов И, выход пятого,элемен та И подключен к первому входу четФ вертого и к второму входу второго элементов ИЛИ, . а . также н второму входу одиннадцатого и к третьему входу десятого элементов 1Изобретение относится к электро- измерениям и может быть .применено, например, в сейсморазведке при использовании слабых воздействий, мно" гократно возбуждаемых невзрывными 5 источниками. Известно устройСтво выделения по" лезного сигнала путем синхронного алгебраического суммирования текущих 10 значений сигналов, принимаемых от серии воздействий, содержащее сейсмоприемник, усилитель,и регистратор 13Недостаткьм этого устройства является низкая помехоустойчивость. И, выход шестого элемента И подключен к первому входу третьего и квторому входу четвертого элементовИЛИ, а также к третьим входам одиннадцатого и двенадцатого элементов И,выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу десятогоэлемента И, а выход соединен с вторымвыходом компаратора, кроме того, выходы второго, четвертого и третьегоэлементов ИЛИ подключены к инверснымвходам соответствующих триггеров. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что синхро"низатор содержит триггер, три инвертора и четыре элемента И, при этомпервый вход синхронизатора соединенс входом первого инвертора и с первымвходом первого элемента И, выход которого подключен к первому выходусинхронизатора, второй вХод синхронизатора подключен к прямому входутриггера, инверсный вход которогосоединен с третьим входом синхронизатора и через второй инвертор - с первым входом второго элемента И, выход.которого подключен к второму выходусинхронизатора, третий выход синхронизатора соединен с выходом триггера,а четвертый выход подключен к выходутретьего элемента И, первый вход которогб соединен с выходом первогоинвертора и с вторым входом второгоэлемента И, выход которого черезтретий инвертор подключен к первомувходу чеТвертого элемента И, выходкоторого соединен с пятым выходомсинхронизатора, четвертый вход которого соединен с. вторыми входами пер"ного, третьего и четвертого элементов И и с третьим входом второгоэлемента И,2Наиболее близким к изобретениюявляется устройство выделения сейсмических сигналов, содержащее соединенные последовательно сейсмоприемник, усилитель и преобразователь сигнала в последовательность импульсов,тактовый генератор и блок регистрации 2 3,Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличение помехоустойчивости.Поставленная цель. достигаетсятем, что в устройство выделения сейсмических сигналов, содержащее соединенные последовательно сейсмоприемник, усилитель, преобразователь сигнала в последовательность импульсов,тактовый генератор и блок регистрации, введено й, входных сдвиговых регистров, компаратор, .реверсивныйсчетчик тактовых импульсов, выходнойсдвиговый регистр, синхронизатор икоммутатор, вход которого подключенк выходу преобразователя сигнала в 10последовательность импульсов, а выходы - к информационным входам входных сдвиговых регистров, выходы которых соединены с соответствующимивходами компаратора, выходы которого 15подключены соответственно к первомуи второму входам синхронизатора, пер;вый и второй выходы которого соединены соответственно.с прямым и реверсивным входами счетчика тактовых импульсов, выход которого подключен ктретьему входу синхронизатора, третий выход которого соединен с инфор,мационным входам выходного.сдвигового регистра, выход которого подключенк блоку регистрации, а сдвиговый.вход - к четвертому выходу синхронизатора, пятый выход которого соединен со сдвиговыми входами входныхсдвиговых регистров,. а четвертыйвход подключен к выходу тактовогогенератора,При этом компаратор содержит триЭ-триггера, три инвертора, двенадцатьэлементов И, три триггера и пять элементов ИЛИ, при этом входы компарато ра соединены с входами соответствующих инверторов, .0 -триггеров и с первыми входами соответственно первого,второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены к инверсным выходам соответствующих Э -.триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам соответственно четвертого, пятого и шестогоэлементов И, вторые входы которых 45соединены с выходами соответственнопервого, второго и третьего инверторов, выход первого элемента И подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И, выход второго элемента И - к первому входу девятогои к второму входу седьмого элементов И, а выход третьего элемента И -к вторым входам восьмого и девятогоэлементов И, причем выходы седьмого,девятого и восьмого элементов И подключены к прямым входам соответственно первого, второго и третьего триггерой, выходы которых подключены кпервым входам соответственно десятого./одиннадцатого и двенадцатого элементов И, а также к входам первого эле-,мента ИЛИ, выход которого соединен спервым выходом компаратора, выходчетвертого элемента И подключен кпервым входам второго и третьего эле ментов ИЛИ, а также к вторым входам десятого и двенадцатого элементов И, выход пятого элемента И подключен кпервому входу четвертого и к второму входу второго элементов ИЛИ, а также к второму входу одиннадцатогои к третьему входу десятого элементов И, выход шестого элемента И подключен к первому входу третьего и к второму входу четвертого элементовИЛИ, а также к третьим входам одиннадцатого и двенадцатого элементовИ, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входамипятого элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу десятого элемента И, а выход соединен с вторым выходом компаратора, кроме того, выходы второго, четвертого и третьего элементов ИЛЙ подключены к инверсным входам соответствующих триггеров.Кроме того, синхронизатор содержит триггер, три инвертора и четыре элемента И, при этом первый вход синхронизатора соединен с входом первого инвертора и с первым входом первого элемента И,выход которого подключен к первому выходу синхронизатора, второй вход синхронизатора подключен к прямому входу триггера, инверсный вход которого соединен с третьим входом синхронизатора и через второй инвертор - с первым входом второго элемента И,выход которогоподключен к второму выходу синхронизатора, третий выход синхронизатора соединен с выходом триггера, а четвертый выход подключен к выходу третьего элемента И, первый вход, которого соединен с выходом первого инвертораи с вторым. входом второго элемента И, восход которого через третий инвертор подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с пятым выходом синхронизатора, четвертый вход которого соединен с вторыми входами первого, третьего и четвертого элементов И и с третьим входом второго элемента И.На фиг,1 представлена блок-схема устройства выделения сейсмических. сигналов; на фиг,2 - функциональная схема компаратора; на фиг.3 - функциональная схема синхронизатора,Устройство содержит сейсмоприемник 1, усилитель 2, преобразователь 3 сигнала в последовательность импульсов, коммутатор 4, входные сдвиговые регистры 5 - 7,.компаратор 8,синхронизатор 9, реверсивный счетчик10 тактовых импульсов,. тактовый генератор 11, выходной сдвиговый регистр12 и блок 13 регистрации.Компаратор 8 для случая, например,выделения полезного сигнала из трехпринятых сигналов (для о: 3) содержит19, элементы И 20 - 31, триггеры 3234 и элементы ИЛИ 35 - 39.Синхронизатор 9 содержит триггер40, инверторы 41 - 43 и элементы И44 - 47,Устройство работает следующим 5образом.Производят п воздействий на исследуемую среду. Сигнал, возбужденныйкаждым из й воздействий, принятыйсейсмоприемником 1 и усиленный усилителем 2, поступает на преобразователь 3, н котором производитсяпреобразование входного сигнала впоследовательность прямоугольных импульсон, соответствующих переходамсигнала через нуль. При этом сигнална выходе преобразователя 3 равен логической 1, если входной сигналбольше О, и равен логическому О,если входной сигнал меньше или ра"нен О. С выхода преобразователя 3сигнал от перного воздействия черезкоммутатор 4 записывается в сдвигоный регистр 5, от второго воздействия - н сдниговый регистр 6 и т,д.Сигнал от п -го воздействия записывается н р -й сдвиговый регистр 7.Разрядность регистров выбирается нзависимости от требуемого временинаблюдения процесса.Работу компаратора 8, и синхрони- ЗОзатора 9 рассмотрим на примере, когда Й=З. С выходов сдвиговых регистров 5 - 7 сигналы синхронно поступают на И, входы компаратора 8. Импульс на выходе элемента И 20 соответствует переднему Фронту сигнала, поступающего с выхода сдвигового регистра 5, а импульс на выходе элемента И 23 соот ветстнует заднему фронту этого сигна- ла. Аналогично передние фронты сигналон, принятых от второго.и третьего воздействий, выявляются на выходах элементов И 21 и 22, а задние фронты )5 на внсодах элементов И 24 и 25 соотнетственно. Триггер 32 через элемент И 26 устанавливается в состояние 1 нри совпадении передних Фронтов сигналов от первого и второго воздействий, триггер 33 через элемент И 28 - от второго и третьего а триггер 34 через элемент И 27 от третьего и первого воздействий. Срабатывание любого из триггеров 32 - 34 через элемент ИЛИ 35 и элемент И 44 приводит к появлению им- пульсов на входе ф 1 (прямой счет) реверсивного счетчика 10. При этом с помощью инвертора 41 и элемента И 46 приостанавливается поступление 60 импульсов на сдвиговый вход выходного регистра 12, но через элемент И 47 импульсы на сдвиговый вход вход. ных регистров 5 - 7 продолжают поступать. 65 При совпадении задних фронтов тех же двух (или трех) сигналов, у которых совпадают передние Фронты, на выходах соответствующих элементов И 29 - 31 появляется логическая 1, которая через элемент ИЛИ 39 вызывает срабатывание триггера 40, с выхода которого логическая 11через третий выход синхронизатора попадает на информационный вход выходного сдвигового регистра 42. Кро- ме того, появление задних Фронтов через элементы ИЛИ 36 - 38 вызывает уставку триггеров 32 - 34 в состояние ффО. При этом с помощью инвертора 41 и элементов И 44 и 45 происходит перекюпочение счетчика 10 в режим реверсивного счета, во время которого через элемент И 46 поступают импульсы от тактового генератора 11 на сдвиговый вход ныходного регистра, 12, в который начинают последовательно записываться логические единицы, Когда реверсивный счетчик 10 досчитывает.до нулевого состояния, на его выходе появляется логическая 1, которая через инвестор 42 и элемент И 45 блокирует поступления импульсов на реверсинный вход ф" счетчика 10, В результате в сдвиговый выходной регистр 12 записывается такое, количество единиц, которое ранно зна. чению, подсчитанному счетчиком 10 ,в режиме прямого счета, и которое соответствует длительности совпавших сигналов. В конце режима реверсивного счета лОгическая 1 с выхода счетчика 10 устанавливает триггер 40 в состояние .ф,01, что приводит к появлению логического 0. на инФормационном входе выходного сдвигового регистра 12.Появление только одного заднего фронта любого из сигналов вызвавших срабатывание триггеров 32 - 34, приводит к сбросу соответствующего триггера,через элементы ИЛИ 36 - 38 соответственно. При этом, если все триггеры 32 - 34 оказываются в состоянии 0, то синхронизатор 9 переводит счетчик 10 в режим реверсивного счета и в выходной сдниговый регистр 12 записывается последовательно такое количество логических нулей, которое соотнетстнует состоянию счетчика, полученному н режиме прямого счета.В случае, когда на выходах входных сдвиговых регистров 5 - 7, нет совпадений передних фронтов сигналов, счетчик 10 находится н режиме оста- нова с внутренним состоянием 0. При этом в выходной сднигоный регистр 12 записываются логические нули синхронно с работой входных сдвиговых регистров 5 - 7,Использование устройства обеспечивает большую помехоустойчивость,поскольку формирование выходной информации производится только при усиловии, если более, чем -из Н принятых сигналов совпадают друг с другом; увеличение быстродействия, которое позволяет значительно уменьшить требуемое количество воздействий и дает возможность увеличить срок службы невэрывных источников возбуждения, испытывающих механические нагрузки.,1049781 едактор Н. Б де 4/5 Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 илиал Составитель С. Кривуценкова Техред В.Далекорей 0 Тираж 710 ИИПИ Государственного по делам изобретений и 13035, Москва, Ж-З 5, Ра аказ 8406/4 ВН комитета открыти 1 ушская н 1