Сейсмоприемная система

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((1)1 000970 (6«) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.77 (2«) 2512219/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень № 8 (51) М. Кд...G 01 т 1/22

Геоударствевкый комитет

СССР йо делам изобретений и открытий (53) Уд К 550,834 (088.8) Дата опубликования описания 28.02,83 с (72) Авторы изобретения

B. В. Меер, В. И. Нестеров и Б. Г. Л «цин (7I ) Заявитель (54) СЕЙСМОПРИЕМНАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к многоканальным системам с проводным разделением каналов и может быть использовано при регистрации слабых сигналов от различных пространственно распределенных

5 датчиков, например в технике сейсморазведки, телеметрии и т.д.

Известна многоканальная сейсмоприемная система связи, содержащая сейсмоприемники, преобразователи сигнала, несимметричную многоканальную систему проводов, оконечные приемники сигналов

I и корректируюшие двухполюсники, шунтирующий вход каждого из них (1).

Недостатком этой системы является недостаточная помехозащищенность вслед. ствие невозможности уменьшения взаим- . ных влияний между каналами в сигнальной полосе частот.

Известна сейсмоприемная система с 20 проводным разделением каналов, содержащая несимметричную многоканальную

"истему и,: водов, а в каждом канале сейсмоприемники, преобразователи сигнала, развязываюшие симметричные четырехполюсники в виде парафазного решаюшего усилителя, и оконечные приемники сигналов. При этом для ослабления взаимного влияния между каналами по общей шине в широком диапазоне частот выходы четырехполюсника подключены к

-oHopHbIM входам сейсмоприемника и преобразователя, а входы соединены с общей шиной (2 ) .

Однако при пространственно протяженных или площадных расстановках сейсмоприемников (или их групп), в проводниках связи сейсмоприемников с сиГнальным входом преобразователя и соответствук щим выходом четырехполюсника, достигающих в подобных случаях десятков и сотен метров, возникают наведенные различными промышленным объектами (электрические сети, средства связи, производственные электромагнитные излучатели и т.п.)

ЭДС помехи. Эти ЭДС суммарно воздействуют между опорным входом преобразователя, имеющим фиксированный по1000é7О тенциал обшей шины, .и его сигнальным входом. С увеличением расстояний меж ду сейсмоприемниками или их отдельными группа>а1, а следовательно и проводников связи, ЗДС помехи растет и может во много раз превысить уровень взаимных ьлияний по общей шине.

Цель изобретения — повышение помехоустой1чивости в условиях электромагнитных воздейс.твий. 30

Для этого нары элементов прямой и обратной передачи парафазного решающего усилителя разделены на части, между которь1ми соответственно включены сейсмоприемник и последовательная .RC-цепочка, а второй выход усилителя подключен к сигнальному входу преобразователя, 1хроме того, каждый парафазный усилитель выполнен в виде последовательно го соединенич операционногo усилителя с дифференциальным входом одновходового ипвертируюшего усилителя, содержа1цегo последовательное включение транзисторов с взаимно дополнительным типом проводимости и охваченного резис ив1. ы .. 11ел11тc .ëеM От|. ицатольпОй 06pGT пой связи.

Ня )bill, 1 изобря lleIILT

С" <3! "(Я СЕйСМОЛРИЕМЦОй СИСТЕМ!=14 Е1Я iPHГ, 2 — схема пярафазного усил .10>1я.

Система содер>кит ) 1 -кянальиу10

ы симметричную проводную систему, в1;Ji101ян.111ую общую пулевую шину 1 и

::,1г110>1ьн110 проводя 2 числом от 1 до

35 у1, я в каждом канале сейсмоприемпый

1113ухпо>11001п1к (или их группу) 3, трехпапос1:1111 преобрязовятел1: 1 сигнала (пяпример, фильтр, кодирук.1цее устрой40 ство и T. д.), ря. вязыва1оп1ий эле,Tp011ный четырехп011юсиик 5 и 01 Оllечпы» приемники сигналов 6 (например, тран-. сформатор, се11смоуси11итсль, накопитель и т.IïI..). Преобразователь 1 имеет сиг11яль>11,1й 7 н опорный 8 входы (дифференциальный вход) и своим выходом 9 через провод>гики 2 соединен с входами 10

ОкОнечных TlpBpMHTTK08 6! Опорн1з1е ВхОды

11 которых через общую шину 1 и четырехполюсник 5, соединенный с опорным входом Я преобразователя 4„замыкаютсч в контур передачи сигналя с выхода 9 последнего. 1хя>кдый четырехполюсник 5 выполнен в виде пярафазного решаю1цего усилителя, содержац1его малошумяший усилитель 12 с выходакп1

13 и 14 и дифференциальными входами

15 и 16, Охваченный цепью отрицательной обратной связи через пары разделенных на части 17, 18 и 19, 20 элементов (например, резисторов) цене и прямой и обратной передачи, Все резисторы 20 подключены к обшей нулевой шине 1, сейсмоприемники 3 через резисторы 21 и протяженные провода 22 подключены к общим точкам элементов

19 и 20, а общие точки элементов 17 и 18 соединены между собой через последовательную RC-цепочку 23. Второй выход 24 четырехполюсникя 5 соедчнен непосредственно с сигнальным входом 7 преобразователя 4. Напряжс п=. питания на все электронные устройства системы фиг. 1 подается относительпо общей нулевой шины 1.

Структурная схема усилителя 12 (фиг. 2) содержит операционный усилител 25, последовательно соединенный с одновходовым иивертируюшим усили-, телем 26, охваченным ре:зистивными делителями 27 и 28 отрицательной обратной связи.

Усилитель 26 содержит входную ветвь, выполненную на транзисторах 29 и 30, резисторах 31 - 33, я также усилительную ветвь ня последовательном вкл10чении транзисторов 34 и 35 с взаимно дополнительным типом lIpoBopHMocTH резистора 36, и повторитель няпря>кения (транзисторы 37 и 38).

Система (фиг. 1) работает следующим образом.

При одинаковых величинах пар элемеп тo>3 17 - 21 в каждом четырехполюснике 5, что дости1 ается, например, средствами тонкопленочной микроэлектроники, действие синфазных -напря>кений помехи, наводимых в протяженных проводниках 22, уменьшается соответственно коэффипиенту ослабления синфазной помехи (Ile менее 70 — 80 дБ), присущему операционным усилителям 25 с дифференциальным входом. Лналогичным э< фектом подавления четырехполюсник

5, как и в прототипе, обладает по отношению к сигналам на общей шине 1. В то же время, благодаря дифференциальному включению сейсмочриемника 3 относительно входов четырехполюсника 5 сейсмосигнял усиливается в раз, начиная с нижней граниченной частоты% - (Р.(,.) " . Дальнейшая режекция остаточных сигналов синфазной помехи на

10009Т0 выходах 3 3 и 14 усилителя 12 осуществляется благодаря их подключению между сигнальным 7 и опорным 8 входами преобразователя 4. Эквивалентное напряжение приведенного смещения нуля" усилите- 5 ля 12 и его дрейф являются инфранизкочастотными сигналами, для которых

A. С вЂ” цепочка обладает практически бесконечным импедансом, передающимся на выход 13 и 14 с коэффициентом пере- 1О дачи. 17 1 6 гарантирующим ненасыщенный режим ра- . боты и еискаженную обработку сейсмосигналов в устройствах 4 и 5. Благодаря этому улучшается отношение сигналшум и увеличивается помехозащищенность системы при пространственно протяженных или площадных расстановках сейсмо- уц приемников.

В случае пространственного размещения вместе с сейсмоприемником 3 четырехполюсника 5 ЭДС помехи наводится на провода связи его выходов с входами преобразователя 4 и налагается на уже усиленный в четырехполюснике 5 сигнал без ухудшения отношения сигнал/шум.

Однако в этом случае на протяженные провода питания усилителя 12 может 30 наводиться ЭДС помехи, эффективно подавляемая только в том случае, когда входы усилителя 12 включены по отношению к ней как к синфазному сигналу.

Это достигается благодаря схемотехническому построению усилителя 26 следующим образом.

Входная ветвь, выполненная на транзисторах 29 и 30, резисторах 31 — 33, в опняет Жункцию согласования уровня и h8-46 зы выхопного сигнала усилителя 25 с уровнем и фазой, необходимыми для.обеспечения работы усилительной парь| выполненной на транзисторах 29 и 30, и резисторе 31. Выходной сигнал усилителя

25, сдвинутый на необходимые уровни входной ветвью, снимается с резистора 31 инвертированным по фазе на вход полевого транзистора 34, включенного по схеме с общим затвором, в то же время он снимается без изменения фазы с делителя, включающего транзистор 30

Ю и резисторы 32 и 33, на базу транзистора 35, благодаря чему транзисторы

34 и 35 являются один для другого динамической нагрузкой и обеспечивают высокий коэффициент усиления схемы, необходим -гй для точного инвертирования выходного сигнала усилителя 25 при охвате его делителем 27 и 28 обратной связи. Выполнение усилительной ветви на транаисторах 34 и 35 с взаим но дополнительным типом проводимости позволяет подключить их управляющие переходы к источникам питания + Гп и

-Еп, благодаря чему ЭДС помехи в цепи питания практически одинаково воздействует на зти переходы и эффективно подавляется. Высокая степень подавления упомянутой помехи операционным усилителем 25, обеспечиваемая диф:1.сренциальным построением его входного каскада, практически не ухудшается при включении по схеме усилителя 12 благодаря помехоустойчивости дополнитс льного усилителя 26 и отсутствия цепей связи его входа с об цей щиной 1.

Таким образом, в предлагаемой системе сочетается высокая помехозаццнцепность с ослаблением взаимных влияний при использовании несимметричной проводной системы.

Формула изобретения

1. Сейсмопрпемцая система с проводным разделением каналов, содержащая несимметричную многоканальную систему проводов и в каждом канале сс:-йсмоприемники, преобразователи сигнала, развяэывающие симмс .тричные чс-т..ц ехполюспики B виде парафазногo рец.аюшс.го усилителя, один из выходов котс:рого подключен к опорному вхо у преобразователя, а входы соединопы с обшей шиной несимметричной проводной системы. и оконечные прйемцики сигналов, о т л ичаюша ясятем,что, с цельюповышения помехоустойчивости в условиях электромагнитных воздействий, пары элементов прямой и обратной передачи парафазног о решающего усилителя р 1 çä èòÿ ны на части, между которыми соответственно включены сейсмоприемцик и последовательная К цепочка, а второй вь|ход усилителя подключен к сигнальному входу преобразователя, 2. Система по л. 1, о т л и:i а 1 ш а я с я тем, что каждый парафа"-пый усилитель выполнен B виде последовательного соединения операционного усилителя с дифференциальным входом и одновходового инвертируюшего усилителя, сс держащего последовательное включение транансторов с взаимно дополнителл ным типом проводимости и охваченного рс.зис

7 1000970 тивным делителем отрипательной обратной связи. ¹

Фиг t

@..г

ВНИИПИ Закаэ 1 380/49 Тираж 708 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информапнир принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

276173, кл. Н 04 B 3/00, 1968, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2081117, кл. G01Y 1/28, 1974 (прототип).