Генератор сигналов управления сейсмическими вибраторами

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРес убпик пц 949579(51) М. Кп.з с присоединением заявки Мо(23) Приоритет 6 01 Ч 1/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 070882, Бюллетень Мо 29 Дата опубликования описания 07,08.82 А. С,Шагинян, А. Г. Асан-Джалалов, А. М. Седин,В,А.Пантелеев и Е.А.Храбров(71) Заявитель альное конструкторское бюро сейсмической-=. техники Специ 1,54) ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИМИ ВИБРАТОРАМИ Изобретение относится к сейсмической разведке, а именно к устройствам управления одним или группой вибрационных источников сейсмических сигналов, и сможет быть использовано при геофизической разведке.как на суше, так и на море.Известно устройство генерирования сигналов управления сейсмическими вибраторами, предназначенное для получения квазисинусоидальных колебаний с непрерывным линейным . возрастанием или убыванием частоты. В этом устройстве на параллельные входы сумматора поступает последовательный ряд чисел, вырабатываемых счетчиком. Переполнением сумматоРа является последовательность импульсов, частота которых линейно возрастает или убывает в заданном интервале времени. Эти импульсы преобразуются в синусоидальные колебания с возрастающей или убывающей частотой., которые поступают на управляющие входы исполнительного механизма сейсмического вибратора 11 .Однако устройство имеет недостаточные функциональные возможности,Наиболее близким к предлагаемому является генератор сигналов управления сейсмическими вибраторами,содержащий тактовый генератор импульсов, выход которого, с одной стоРоны, через основной преобразовательчастоты подключен к входу преобразователя импульсной последовательности в гармоническую функцию и, сдругой стороны, - к счетному входууправляемого делителя частоты, реверсивный счетчик тактовых импульсов,кодовый выход которого поразрядносоединен с управляющими входами основного преобразователя частоты,вспомогательный преобразователь частоты, схему вычитания частот, переключатель и схему сравнения частот,а также регистры для ввода длительности развертки граничных частот рабочего диапазона, причем вспомогательный преобразователь частотывключен между счетным входом укаэанного реверсивного счетчика и выходом управления делителя частоты,управляющие входы которого поразряд но соединены с выходами регистровдлительности развертки, управляющиевходы указанного вспомогательногопреобразователя частоты поразрядносоединены с выходом схемы вычита ния частот, к входам которой., а так 949579же переключателя подсоединены регистры граничных частот.В этом устройстве колебания тактового кварцевого генератора цифро". вым преобразователем превращаютсяв импульсную последовательность слинейным возрастанием или убываниемчастоты. Эта последовательность далее преобразуется в колебания синусоидальной формы. Для управления преобразователем применен реверсивный счетчик, на вход которого подается в течение заданного интервала времени определенная частота импульсов. Этой частотой импульсов ирежимом работы счетчика определяются 15скорость и направление изменения выходных числовых значений счетчика,которые поступают на основной преобразователь.Режим работы реверсивного счетчика. (т.е, начальное и оконечноезначения выходного числа, возрастание или убывание чисел на выходе,скорость такого изменения) задаетсянеизменным на весь цикл работы вибратора. Устройство позволяет изменятьграничные частоты, скорость развертки, соответственно регулироватьчастотный спектр колебаний, возбуждаемых сейсмическим вибратором (2). З 0Однако без резкого уменьшенияпроизводительности полевых работс известным устройством невозможновозбуждение в земле колебаний с точно заданным спектром и ослаблениекорреляционных шумов. Чтобы достигнуть таких целей, в интервалах междунакапливаемыми на одном пункте возбуждения циклами работы источниканеобходимо перестраивать генераторыисточника и сейсмостанции, что снижает производительность отработкисейсмического профиля.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей генератора сигналов управления сейсмическими вибраторами,Поставленная цель достигается тем, что в генератор сигналов управления сейсмическими вибраторами, содержащий тактовый генератор импульсов, выход которого, с одной стороны, через основной преобразователь частоты подключен к входу преобразователя импульсной последовательности в гармоническую функцию и, с другой стороны, - к счетному входу управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик тактовых импульсов, кодовый выход которого поразрядно соединен с управляющими входами основного 60 преобразователя частоты, всйомогательный преобразователь частоты,схему вычитания частот, переключатель и схему сравнения частот,а также регистры для ввода, длительности раэверт ки,граничных частот рабочего диапазона, причем вспомогательный преобразователь частоты включен междусчетным входом укаэанного реверсивного счетчика и выходом управляемогоделителя частоты, управляющие входыкоторого поразрядно соединены с выходами регистров длительности развертки, управляющие входы указанного вспомогательного преобразователячастоты поразрядно соединены с выходом схемы вычитания частот, к входам которой, а также переключателяподсоединены регистры граничныхчастот, введены регистры промежуточных частот и длительности интерваловразвертки, схемы сравнения промежуточных частот, счетчик числа совпадений частот, схема коммутации, приэтом первые входы схемы сравнениячастот поразрядно соединены с выходами реверсивного счетчика, а вторые входы схемы сравнения частот подключены к выходам регистров частоти входам схемы вычитания частот,выходы схем сравнения частот подключены к входу счетчика числасовпадений частот, выходы которого(кроме последнего иэ действующих попрограмме) подключены к входам регистров длительности развертки ивходам схемы коммутации, выходы которой подключены к входам регистровустановки частот, а шины сбросаподключены к схемам сравнения частотчерез счетчик числа совпадений частот и схему коммутации,На фиг,1 изображена принципиальная блок-схема генератора сигналовразвертки; на фиг,2 - принципиальная схема блока коммутации; на фиг,Зграфики зависимости изменения частоты колебаний от времени в известныхустройствах (а) и в предлагаемомустройстве (б).Генератор сигналов управления вибраторами содержит тактовый генератор 1 импульсов, выход которого, с одной стороны, через основной преобразователь 2 частоты, подключен к входу преобразователя 3 импульсной последовательности в гармоническую функцию и, с другой стороны, к счетному входу управляемого делителя 4 частоты, реверсивный счетчик 5 тактовых импульсов, кодовый выход которого поразрядно соединен с управляющими входами основного преобразователя 2 частоты, Между счетным входом реверсивного счетчика 5 и выходом управляемого делителя 4 частоты включен вспомогательный преобразователь б частоты, управляющие входы которого поразрядно соединены с кодовым выходом схемы 7 вычитания частот, который также подключен к знаковому входу счетчика 5, Управляющие входы делителя 4 поразрядно подключены к кодовым выходам регистров 8-18 установки длительности развертки.Выходы регистров установки начальной 19, промежуточных 20-29 и 5 конечной 30 частот соответственно соединены с входами регистров схемы 7 вычитания частот, схемы 31 переключателя и схем 32-43 сравнения частот. Кодовый выход переключа теля 31 поразрядно подключен к установочным входам счетчика, 5, Вторые кодовые входы схем 32-43 сравнения частот соединены вместе и подключены к выходу счетчика 5. Импульсные вы ходы схем сравнения запараллелены и подсоединейы к входу счетчика 44 совпадений частот, Его выходы подключе- ны к входам переключателя 31, схемы 45 коммутации и регистров 8-18,Блок 45 коммутации содержит (фиг.2) входы, к которым подключены выходы счетчика 44 числа совпадений частот, диодный распределитель 46, переключатель 47 числа используемых участков развертки, выходы 19-30, подсоединенные к соответствующим регистрам установки частот, а также выход Сброс, подключенный ко всем шинам возврата схем в исходное положение. Работа генератора происходит следующим образом,Перед пуском генератора устанавливают параметры развертки: длительность Т выбранных участков (на регистрах 8-18), граничные частоты й границ этих участков (на регистрах 19-30) и количество в участков (на переключателе 47), Для приведенного на фиг.1 примера развертки Т, =Ос; 60 65 На фиг.З изображены графики зависимости частоты й колебаний от вре мени 1Зависимость а - линейный закон изменения частоты во всем35 интервале времени цикла возбуждения колебаний. Зависимость б также отображает линейное во времени изменение частоты. Но интервал частот от начальной Е до конечной й час тот разделен на три участка: с малой скоростью возрастания, с большой скоростью убывания и малой скоростью возрастания. Эти три участка во времени разделены двумя промежутками, 45 в пределах которых колебания отсутствуют. Благодаря снижению скорости развертки на первом и последнем интервалах и увеличению скорости развертки на среднем интервале получена оптимальная частотная характеристика возбуждаемых в земле волн, Введением промежутков между тремя участками колебаний снижены корреляционные помехи. 55 Т=Ос; Т =Ос; Т 4=3 с; Т=Ос; Т 6=3 с;Т 7 =Ос; Т =Зс; Т -- Ос; Тю=Зс; Т=Ос уЕ=О Гцу 1=15 Гцу Й=25. Гц; 14=0 Гц;Г =90 Гц; 26=25 Гц; Е= 0 Гц;= О Гц; й= 0 Гц; ,о =90 Гц;Е =110 Гц; й, = О Гц; в=11. Приэтом Т; =Т полной длительности развертки. В общем случае Т,и 0,По сигналу Пуск, которыйможет быть подан, как операторомвибратора, например, с помощью кнопки, так и от внешнего синхронизирующего устройства, например по каналусвязи от сейсмостанции(не показано),производится установка в счетчике 5числа НЕ , соответствующего частотеГ , а на выходе генератора 1 появляются тактовые импульсы с частотой Й.Тактовые импульсы поступают на входуправляемого делителя 4, и на выходе последнего появляются импульсыЕос частотой - , где Б - численноезначение длительности Т первогоинтервала развертки, установленноев регистре 8,Частота выходных импульсов делителя 4, поступающих на вход преобразователя б, преобразуется в другую постоянную частоту, значениекоторой, как и в основном преобразователе 2 частоты, находится в линейной зависимости от поступающегона его управляющие входы числа Я.Это число получается как разностьМ 2-1 Я Е где 1%Еи 1 Я Ег -числа, соответствующие значениямчастот Й и Й, и вырабатываетсясхемой 7 вычитания частот. Следовательно, щ выхода преобразователя бна вход счетчика 5 поступают импульсы с частотойЙо2 ь дгде п - число двоичных разрядов впреобразователе б, На знаковый входсчетчика 5 с выхбда схемы 7 вычитаниячастот передается код неравенстваЕ 2-й )О или й-й(0. В зависимостиот этого числовое содержание счетчика5,начиная с момента Пускф,возрастает (+) или убывает (-) по законуЯ=Вв "- (2)Е,-2 пь, Н фв соответствии с которымчастота Йтактовых импульсов, поступающих навход основного преобразователя 2,преобразуется последним в частоту где и - число двоичных разрядов в преобразователе 2. Иэ выражения (3) видно, что на выходе преобразователя 2 частота949579 формула изобретения 50 55 импульсов линейно возрастает или убывает со скоростью, равной--- (4)2 гф "ь ИВ момент, когда числовое содержание счетчика 5 достигает значения И, схема 32 сравнения частот выдает импульс, под действием которого напряжение на первом выходе ,счетчика 44 обращается в нуль, а на втором выходе появляется сигнал. Ре гистры 8 и 19 отключаются, а рабочие состояния устанавливаются в регистрах 9, 20 и 21, что изменяет скорость развертки со значения (4) на новое значение 15)5)2 "2+ "6 И2где И( - число соответствующее эна 2чению частоты й, М 2 - соответствует длительности Т 2 второго интерва ла развертки.Аналогично происходят переключе-ния схемы на следующие интервалы развертки, По окончанию последнего интервала развертки сигнал от счет чика 44 поступает на сбросовый выход блока переключателей и вся схема переходит в исходное состояние,Выходные импульсы основного преобразователя 2 преобразователем 3 превращаются в сигнал гармонической формы с широтно-импульсной или амплитудной модуляцией, который далее поступает на вход электромеханического преобразователя вибрационного источника (не показано).Предлагаемое устройство обеспечивает широкие возможности варьирования характеристиками возбуждаемых в земле упругих волн при оптимизации их по критерию согласования источника с геологической средой и позволяет достигнуть существенного ослабления корреляционных шумов в вибрационном методе сейсмораэвертки.45 Генератор сигналов управления сейсмическими вибраторами, содержащий тактовый генератор импульсов, выход которого, с одной стороны, через основной преобразователь частоты подключен к входу преобразователя имйульсной последовательности в гармоническую функцию и, с другой стороны, - к счетному входууправляемого делителя частоты, реверсивный счетчик тактовых импульсов, кодовый выход которого поразрядно соединен с управляющими входами основного преобразователячастоты, вспомогательный преобразователь частоты, схему вычитаниячастот, переключатель и схему сравнения частот, а также регистры дляввода, длительности развертки, граничных частот рабочего диапазона, причем вспомогательный преобразовательчастоты включен между счетным входомуказанного реверсивного счетчикаи выходом управляемого делителячастоты, управляющие входы которогопоразрядно соединены с выходами регистров длительности развертки,управляющие входы укаэанного вспомогательного преобразователя частотЫ поразрядно соединены с выходом схемы вычитания частот, к входам которой, а также переключателяподсоединены регистры граничныхчастот, о т.л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в неговведены регистры промежуточных частот и длительности интервалов развертки, схемы сравнения промежуточных частот, счетчик числа совпадений частот, схема коммутации, приэтом первые входы схемы сравнениячастот поразрядно соединены с выходами реверсивного счетчика, а вторые входы схемы сравнения частотподключены к выходам регистров частот и входам схемы вычитания частот,выходы схем сравнения частот подключены к входу счетчика числа совпадений частот, выходы которого подключены к входам регистров длительности развертки и входам схемы коммутации, выходы которой подключенык входам регистров установки частот,а шины сброса подключены к схемамсравнения частот через счетчик числа совпадений частот и схему коммутации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 239655, кл. О 01 Ч 1/04, 1969.2. Авторское свидетельство СССРР 651282, кл. О 01 Ч 1/04, 1969949579 В гР Ф гг гю г 4 О м 7 гВ Л Ю Ирж у едактор Г.Кацал Дз ят каз 5743 Тираж 717 осударственного к ам изобретений и Москва, Ж, Раушфилиал ППП 1 Патентф г. Ужгород, ул. Проектная,ВНИИПИно д113035,Составитель Е.ГородничевТехред Т. Маточка Коррек Подписноемитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5 Йю сюююло УФРР/лылю юлой