Устройство для измерения интервалов времени

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцнапнстнчеснихРеспублик оц 9645 ОДата опубликования описания 09. 10.82(72) Авторы изобретения Б.В. Рядов, Е.ф, Дубров, А.А. Колтуновский и А.И.Пестринский входы которых а выходы разиэмерители ходу сумматоточ пли х щ М огоИзобретение относится к акустическим измерениям, а именно к устройствам для измерения времени распространения упругих колебаний в осадочных породах, слагающих дно водоемов или в .породах стенок скважин при акустическом каротаже.Известно устройство для измерения интервалов времени, содержащее компаратор, подключенный к единичному входу триггера, управляющего двумя клю чами и счетчиком, интегратор, преобразователь напряжение-интервал, генератор опорной частоты, подключенный к входам двух логических схем И и логической схемы ИЛИ 1,Недостатком известного устройства является резкое снижение точности коррекции интервала времени при изменении амплитуды принятого сигнала.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения интервалов времени, содержащее усилите" ли, первое и второе пороговые устройствармирователи,соединены между собой,дельно подключены черезинтервалов времени ко вра).Недостатком известного устройствявляется резкое ухудшение точностикоррекции интервала времени при измнении амплитуды принятого сигнала вусловиях шумов.Цель изобретения " .повышениености измерения при изменении амтуды принятого сигнала в условиямов.Поставленная цель достигается течто в устройство, содержащее усили"тель, а также первое и второе порвне устройства-формирователи, входыкоторых соединены между собой, а выходы раздельно подключены через измерители интервалов времени к входусумматора, введены последовательноединенные блок управления и нормализатор, вход которого подключен к вы964570 4 дом усилителя 2, по второму входус блоком 1 управления, а по выходусо входами пороговых устройств 4 и 5. Выход первого порогового устройства 1 соединен со входами формирователей 6 и 7 временных интервалов, второй формирователь 7 временного интервала по второму входу соединен с выходом второго порогового устройства 5, а по выходу - со вторым измерителем 9 временного интервала, первый формирова" тель 6 временного интервала по второ" му входу соединен с блоком 1 управления, а по выходу - с первым измерителем 8 временного интервала, измерители 8 и 9 временных интервалов по .второму входу соединены с блоком 1 управления, а по выходу - с сумматором 10. Блок 1 управления содержит Устройство содержит (см. фиг. 2) блок 1 управления, усилитель 2, нор" мализатор 3 амплитуды сигнала, первое 50 пороговое устройство 4, второе пороговое устройство 5, первый 6 и второй 7 формирователи временного ин-, тервала, первый измеритель 8 временно- "го интервала, второй измеритель 9 55 временного интервала и сумматор 10, причем нормализатор 3 амплитуды сигна. ла по первому входу соединен с выхоходу усилителя, а выход подключен квходам первого и второго пороговыхустройств, при этом вход блока управления подключен к входу первого формирователя, а выход - к входам первого и второго измерителей интерваловвремени, выходы пороговых устройствраздельно подкпюченц к входам соответствующих формирователею, при этомвыход первого порогового устройстваподключен к входу второго формирователя.На фиг. 1 изображен импульс упру"гих колебаний на входе усилителя;на фиг. 2 - структурная схема устрой-,15ства для измерения. интервалов време 1 ни; на фиг. 3 " функциональная схемаблока управления; на фиг. 4 - функци"ональная схема нормализатора амплитуды сигнала. 120Схема (фиг, 1) содержит тактовыйимпульс 1, импульс 11 на входе усили-тепя при затухании в среде, Равномимпульс И на входе усилителя призатухании в среде, Равном Д ) Р 25шумы 1 У,В- истинное время распространения упругих колебаний от момента излучения до момента пересечения сигна- лом в приемном тракте нулевого уровня, д 1 - время распространен%я упругих колебаний от момента излучениядо момента пересечения сигналом в приемном тракте первого порогового уровня ч для импульса 11, 51 - времяпребывания сигнала между первым ч и35вторым ч пороговыми уровнями для импульса 11, д 1- время распростране"ния упругих колебаний от момента излучения до момента пересечения сигналом140в приемном тракте первого пороговогоуровня ч для импульса И, ь 1 ц " время,пребывания сигнала между первым чи вторым ч пороговыми уровнями для45импульса И,.При этом тактовый генератор 11, триггер 12, схему 13 совпадения, первую 14 и вторую 15 линии задержки, причем выход тактового генератора 11 соединен, со счетным входом триггера 12, входом первой линии 14 задержки и вторым входом первого формирователя 6 временного интервала, схема 13 совпа" дения по первому входу соединена с прямым выходом триггера 12, по второму входу - с выходом второй линии 15 задержки, и по выходу " со вторым входом нормализатора 3 амплитуды сигнала, выход первой линии 14 задержки соединен со входом второй линии 15 задержки, инверсный выход триггера 12 соединен со вторыми входами измерителей 8 и 9 временных интервалов. Нормализатор 3 амплитуды сигнала содержит аналоговый ключ 16, пиковый детектор 17, устройство 18 деления и управляемый аттенюатор 19, причем аналоговый ключ 16 по первому входу соединен с выходом усилителя 2, по второму входу " с блоком 1 управления, а.по выходу - с пиковым детектором 17. Управляемый аттенюатор 19 по перво - му входу соединен с выходом усилителя 2, по второму входу " с выходом устройства 18 деления, а по выходусо входами пороговых устройств.1 и 5, выход пикового детектора 17 соеди" нен со входом устройства 18 деления, Измерение временного интервала производится за 2 такта излучения-приема.Устройство работает следующим об" разом.После заглубпения в грунт приемно" излучающей системы и включения аппара.-, туры тактовый генератор 11 блокаформирователь 7 временного интервала. и заканчивает формирование импульса, равного времени пребывания сигнала между первым и вторым пороговыми уров" нями.Импульсы с выходов Формирователей 6 и 7 временных интервалов поступают на первые входы измерителей временных интервалов 8 и 91 на вторые входы которых поступает разрешающий потенциал с выходатриггера 12 блока 1 управления . Если первый и второй пороговые уровни выбраны так, что время пребывания сигнала от момента пересечения нулевого уровня до первого порогового уровня равно времени пребывания сигнала между первым и вторым пороговыми уровнями, то на измерители временных интервалов подается одна и та же опорная частота, Бсли эти времена пребывания выбраны кратнцми, то соответствующим образом подбираются и опорные частоты, питающие измерите". ли 8 и 9 временных интервалов.После измерения временных интервалов на измерителях 8 и 9 временных интервалов устанавливаются коды, соответствующие измеряемым временным интервалам. Эти коды подаются на сумматор 10, где из кода, соответствующе- го временному интервалу от момента излучения до момента пересечения первого порогового уровня; вычитается код, соответствующий;временному интеовалу, равному времени пребывания сигнала между первым и вторым порогэ" выми уровнями.Использование в устройстве для из" мерения интервалов времени таких эле" ментов как нормализатор и блок управ пения позволяет значительно повысить точность измерения при изменении амплитуды принятого сигнала в условиях шушумов, особенно при малых базах измерения и понижении диапазона используемых частот, когда время распространения между излучателем и приемни" ком соизмеримо с длительностью первого вступления принятого =игнала. Кро ме того, данное устройство позволяет проводить измерение временных интервалов двухэлементным зондом, состоящим иэ одного излучателя и одного приемника, с точностьюа при пони" женин диапазона используемых частот даже лучшей), присущей трехэпементным зондам, состоящим из одного излучателя и двух приемников или двух из" лучателей и одного приемника, т.е. 5 964570 6управления 1 вырабатывает первый тактовый импульс, который опрокидываеттриггер 12, выдающий разрешающий по"тенциал на схему 13 совпадения и за-.пускает первую линию 14 задержки. Зад-%ним Фронтом первой линии 14 задержкизапускается вторая линия 15 задержки,Линии 14 и 15 задержки служат для повышения помекозащищенности и позволяют осуществить временную селекцию 1 впринятого сигнала. Импульс с выходавторой линии 1.5 задержки через схе"му 13 совпадения поступает на входаналогового ключа 16 и открывает егона время вероятного поступления 1сигнала. на усилитель 2. Принятый сиг"нал усиливается усилителем 2, и черезоткрытый аналоговый ключ 16 поступает на пиковый детектор 17, где запоминается. Устройство 18 деления осуществляет операцию деления -АХгде у - выходная величина а аналоговом или цифровом виде;х - величина, пропорциональная у 5напряжению на выходе пикового детектора 17;иВ - масштабный коэффициент.Сигнал с выхода устройства 18 деления устанавливает управляемый аттенюатор 19 в такое положение, чтопрошедший через него во втором тактеработы принятый сигнал будет. иметьстрого определенную амплитуду, равную уровню нормировки мо. Второй так 3товый импульс запускает первый формирователь б временного интервала ивторично опрокидывает триггер 12,который эапирает схему 13 совпадения,Принятый во 2-м такте сигнал усилиловается усилителем 2, приводится кединичному уровню чо нормализатором 3амплитуды сигнала, и поступает на входы пороговых устройств 4 и 5. Придостижении сигналом первого порогового.45уровня первое пороговое устройство 4выдает импульс, который поступает напервый Формирователь временного интервала, заканчивая Формирование вре.менного интервала от момента излуче 5 Сния до момента превышения сигналомпервого порогового уровня, Импульсс выхода первого порогового устройства 4 поступает также на второй Формирователь 7 временного интервала и запускает его. При достижений сигналомвторого порогового уровня .второе пороговое устройство 5 вырабатывает импульс, который поступает на второй7, 964570 8 позволяет упростить устройство, сни-., него введены последовательно соединен эить усилие для эаглубления и извле- ные блок управления и нормализатор, чения зонда из грунта дна водоема, вход которого подключен к выходу усичто позволит упростить устройство для лителя, а выход подключен к входам заглубления и извлечения зонда. З первого и второго пороговых устройств,при этом вход блока управления под"ключен к входу первого формирователя,формула изобретения . а выход - к входам первого и второгоизмерителей интервалов времени, выхоУстройство для измерения интерва 1 О ды пороговых устройств раздельно лов времени, содержащее усилитель, подключены к входам соответствующих а также первое и второе пороговые формирователей, при этом выход пер" устройства"формирователи, входы ко- вого порогового устройства подключен торых соединены между собой, а выхо- к входу второго формирователя. ды раздельно поДключены через измери-,И Источники информации,1тели интервалов времени к входу сум- принятые во внимание при экспертизе матора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, . 1. Авторское свидетеяьство СССР что, с целью повышения точности изме- Мф 607176, кл. С 04. Г 1 О/04, 1976, рения при изменении амплитуды приня" , 2, Авторское свидетельство СССР того сигнала в условиях шумов, в зв Ю 207263, кл. 6 04 Г 10/04, 1967.ьГ.Вигунов Составит радов Коссе,й Редактор Заказ 76 ехре ого ний 5 Ра 6 Тираж, 62 ВНИИПИ Государствпо делам изобр 1 035 Москва Ж1 2 лиал ППП "Патент" Корректор Н. Король Подрисное комитета СССРи открытийшская наб, д. 4/5Вдгород, ул. Проектная,