Устройство для передачи и приема сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ, содержащее на передающей стороне датчики, выходы которых соединены с усилителями, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, фазоимпульсные модуляторы , выходы которых соединены с информационными входами передатчика, выход передатчика через кабельную линию связи соединен на приемной стороне с входом фильтра верхних частот, выход которого через усилитель подключен к селектору импульсов, первый и второй выходы которого соединены с соответствуюрдим входом распределителя , каждый выход распределителя через последовательно соединенные интегратор и фильтр нижних частот подключен к соответствующему выходу устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем на передающей стороне фазоимпульсный модулятор выполнен на элементах И-НЕ, резисторах, конденсаторах и диоде, выход первого элемента И-НЕ подключен ко входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен через первый конденсатор к первому входу первого элемента И-НЕ, через второй конденсатор соответственно ко входу третьего элемента .И-НЕ и через первый резистор к отрицательной клемме источника питания, выход третьего элемента И-НЕ подключен к соответствующему входу передатчика , положительная клемма источника питания через второй резистор подключена ко второму входу первого элемента И-НЕ и через последовательно соединенные диод и третий резистор каждого фазоимпульсного модулятора i соединена с выходом соответствующего усилителя, выход второго элемента И-НЕ через четвертый резистор соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, вторые входы первьтх элементов И-НЕ каждого фазоимпульсного модулятора подключены к выходу генератора тактовых импульсов. о со to СП 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что селектор импульсов выполнен на конденсаторах, 4 источниках опорного напряжения, одСО новибраторах, инверторах, элементе И и на элементе задержки, вход селектора импульсов через соответству ощие конденсаторы соединен с входами ; первого и второго одновибраторов и с выходами первого и второго источников опорньрс напряжений, выход пер- . вого одновибратора через первый инвертор соединен с первым выходом селектора импу-льсов и с первым входом элемента И, выход которого подключен через первый инвертор ко второму выходу селектора импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН Ц11 G О8 С 19/24

° ° ° l

9 е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО

М .С

4 ,Ж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3468295/18-24 (22) 29,03.82 (46) 15,05.84. Бюл. ¹- 18 (72) Ф.Б.Абуталиев, В.А.Овчинников, А.Ю.Флисфедер и В.Я.Лапидус (71) Ташкентский электротехнический институт связи (53) 621.398(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

¹ 1295332, кл. Н 4 П, 1972.

2 ° Отчет ВНИИ ядерной геохимии и геофизики по теме № Г.И.1/101/143-2-3IО.М.,1971 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И

ПРИЕМА СИГНАЛОВ, содержащее на передающей стороне датчики, выходы которых соединены с усилителями, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, фазоимпульсные модуляторы, выходы которых соединены с информационными входами передатчика, выход передатчика через кабельную линию связи соединен на приемной стороне с входом фильтра верхних частот, выход которого через усилитель подключен к селектору импульсов, первый и второй выходы которого соединены с соответствующим входом распределителя, каждый выход распределителя через последовательно соединенные интегратор и фильтр нижних частот подключен к соответствующему выходу устройства, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем на передающей стороне каждый фаэоимпульсный модулятор выполнен на элементах

И-НЕ, резисторах, конденсаторах и диоде, выход первого элемента И-НЕ подключен ко входу второго эле„.SU.„ДЩЯ49 A мента И-НЕ, выход которого подключен через первый конденсатор к первому входу первого элемента И-НЕ, через второй конденсатор соответственно ко входу третьего элемента

И-НЕ и через первый резистор к отрицательной клемме источника питания, выход третьего элемента И-НЕ подключен к соответствующему входу передатчика, положительная клемма источника питания через второй резистор подключена ко второму входу первого элемента И-HE и через последовательно соединенные диод и третий резистор каждого фазоимпульсного модулятора соединена с выходом соответствующего усилителя, выход второго элемента

И-НЕ через четвертый резистор соединен с вторым входом первого элемента

И вЂ” НЕ, вторые входы первых элементов

И-НЕ каждого фазоимпульсного модулятора подключены к выходу генератора тактовых импульсов.

2, Устройство по п.l о т л и ч а ю щ е е с я тем, что селектор импульсов выполнен на конденсаторах, источниках опорного напряжения, одновибраторах, инверторах, элементе

И и на элементе задержки, вход селектора импульсов через соответствующие конденсаторы соединен с входами; нервого и второго одновибраторов и с выходами первого и второго источников опорных напряжений, выход первого одновибратора через первый инвертор соединен с первым выходом селектора импульсов и с первым входом элемента И, выход которого подключен через первый инвертор ко второму выходу селектора импульсов, 1092549 выход второго одновибратора через второй инвертор и элемент задержки подключен ко второму входу элемента И.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для передачи измерительной информации из скважины по каротажному кабелю.

Известна система для передачи сигналов, состоящая иэ скважинного передающего устройства и наземцого приемного устройства 3 1 3.

Недостатком этой системы являет.ся использование амплитудно-импульсной модуляции, что снижает помехоустойчивость устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на передающей стороне датчики, выходы которых сое-. динены с усилителями, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, фазоимпульсные модуляторы, выход передатчика через кабельную линию связи соединен на приемной стороне с входом фильтра верхи..-.гх частот, вьгход которого через усилитель поцключен к селектору импульсов, первый и второй выходы которого соединены с соответствующим входом распределителя, каждый вьгход распределителя через Зо последовательно соединеннье интеграторы и фильтр нижних частот подключен к соответствующему выходу устройст— ва (2$.

Недостатком известного устройства 35 является низкая точность, -обусловленная температурной нестабильностью фазоимпульсного модулятора, Цель изобретечия — повьгщение точности устройства, 4О

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи .и приема сигналов, содержащем на передающей стороне датчики, выходы которых соединены с усилителями, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, фазоимпульсные модуляторы, выходы которьгх соединены с информационными входами передатчика, выход передатчика через кабельную линию связи соединен на приемной стороне с входом фильтра верхних частот, выход которого через усилитель подключен к селектору импульсов, первый и второй выходы которого соединены с соответствующим входом распределителя, каждый выход распределителя, че— рез последовательно соединенные интегратор и фильтр нижних частот подключен к соответствующему выходу устройства, в нем на передающей стороне каждый фаэоимпульсный модулятор выполнен на элементах И-НЕ, резисторах, конденсаторах и диоде, выход первого элемента И-НЕ подключен ко входу второго элемента И вЂ” НЕ, выход которого подключен через первый конденсатор к первому входу первого элемента

И-НЕ, через второй конденсатор соответственно ко входу третьего элемента И-HE и через первый резистор к отрицательной клемме источника питания, выход третьего элемента И-НЕ подключен к соответствующему информационному входу передатчика, положительная клемма источника питания через второй резистор подключена ко второму входу первого элемента 1 — НЕ и через последовательно соединенные диод и третий реэис op ажцогс импульсного модулятора соединена с выходом соответствующего усилителя, выход второго элемента И-НЕ через четвертый резистор соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, вторые входы первых элементов И-НЕ каждого фазоимпульсного модулятора подключены к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход первого фазоимпульсного модулятора последующего канала подключен к соответствующему выходу предыдущего модулятора.

Селектор импульсов выполнен на конденсаторах, источниках опорного напряжения, одновибраторах„ инверторах, элементе И и на элементе задержки, вход селектора импульсов через соот1092549 4 ветствующие конденсаторы соединены с входами первого и второго одновибратора и с входами первого и второго одновибраторон и с выходами первого и второго источников опорных напряжений, выход пе; ого одновибратора через первый инвертор соединен с первым выходом селектора импульсон и с первым входом элемента.И, выход которого подключен через первый инвертор ко второму выходу селектора импульсов, выход второго одновибратора через второй инвертор и элемент задержки подключен ко второму входу элемента И, На фиг ° 1 показано устройство для передачи и приема сигналов, структурная схема системы; на фиг. 2 — схема фазоимульсного модулятора; на фиг.3структурная схема селектора импуль- 2п сон; на фиг.4 — а-сигнал на выходе передающего устройства-прототипа, б-сигнал на выходе предлагаемого передающего устройства, в-соотношение между числом каналов в предлага- 25 емом и в устройстве-прототипе.

Устройство для передачи и приема сигналов содержит передающую сторону 1, кабельную линию связи 2, приемную сторону 3, датчики 4„-4„, усилители 5-5, входы 6-б„фазоимпульсных модуляторон 7-7„, выходы 8-8z фазоимпульсных модуляторов, передатчик

9, генератор тактовых импульсов 10 входы 11 — 11 фазоимпульсных модуляtl 35 торов, вход 12 передатчика, фильтр

13 верхних частот, усилитель 14, селектор импульсов 15, входы 16 и 17 распределителя 18, интеграторы 1919„, фильтры 20-20„ нижних частот.

Фазоимпульсный модулятор 7 {фиг.2) содержит элементы И-НЕ 21-23, первый конденсатор 24, отрицательную клемму

25 источника питания, второй конден- сатор 26, резисторы 27 и 28, диод 30,45 положительную клемму 31 источника питания, первый вход 32 и резистор 33.

Селектор импуль .ов 15 (фиг.3) со" держит вход 34, конденсаторы 35 и

36, источники 37 и 38 опорного напря-5О жения, одновибраторы 39 и 40, инверторы 41 и 42, элемент задержки 43, элемент И 44 и инвертор 45, Работает устройство следующим образом. 55

Сигнал с датчика 4 усиливается усилителем 5 и подается на сигнальный вход 6 фазоимпульсного модулятора 7, который преобразует непрерывный сигнал в последовательность модулированных импульсов. Модулятор 7 запускается через вход 11 импульсами тактового генератора 10. Тогда на выходе элемента И†HE 22 появляется отрицательный импульс, ширина которого пропорциональна величине напряжения сигнала на входе б. Этот импульс дифференцируется цепочкой из элементов 26 и 27 и своим положительным выбросом заставляет сработать элемент 23. На выходе элемента И-НЕ 23 возникает отрицательиый импульс, который поступает на вход 8 передатчика 9 и на запускающий вход 1), модулятора второго канала 7 . От этого импульса срабатывает модулятор 7 и 1 также выдает импульсы на вход 8 передатчика 9 и на запускающий вход

11„ модулятора третьего канала 7„1 и т,д. Процесс последовательного срабатывания модуляторов происходит до тех пор, пока не сработает модулятор последнего канала. Затем тактовый генератор вновь запустит модулятор первого канала и цикл опроса всех датчиков сигналов повторится °

При изменении температуры пороговое напряжение на входе 6 элемента

И-НЕ 21 не изменяется, Это приводит к появлению зависимости ширины импульса на выходе элемента И вЂ” НЕ 22 не только от величины сигнала на входе б, но и от величины температу ры. Для устранения зависимости ширины импульса от температуры как сигнал, так и напряжение смещения на вход 6 снимаются с точки между резистором 28 и диодом 29, которые через резистор 30 подключены к выходу усилителя 5.

Для увеличения линейного участка модуляционной характеристики широтно-импульсного модулятора, собраннога на элементах И НЕ 21 и 22, параллельно времязадающему конденсатору 24 включен резистор 33. При этом модуляционная характеристика становится симметричной относительно нулевых значений сигнала на выходе усилителя 5. Увеличение линейности и симметричности модуляционной характеристики приводит к расширению динамического диапазона сигналов.

Передатчик 9 осуществляет электрическую независимость (развязку) выходов генератора 10 и модуляторов

1092549

7 - 7 между собой и согласует выходы укаэанных устройств со входным сопротивлением кабеля 2. Кроме этого, пере датчик 9 разделяет по амплитуде синхронизирующие и канальные импульсы так, чтобы амплитуда синхроимпульсов превосходила амплитуду канальных импульсов, Разделение по амплитуде синхронизирующих и каналовых импульсов увеличивает число каналов связи сис10 темы по сравнению с числом каналов в устройстве-прототипе (фиг.4). На фиг.4 обозначено: СИ вЂ” синхроимпульсы, следующие с периодом Т; канальные импульсы, заполняющие промежутки между синхроимпульсами и обозначенные соответственно номерами 1;

1 + и - 1 + и - t - наибольший (q S 2 временный интервал между импульсами;

tс — временной интервал, используе—

20 мый для выделения синхроимпульсов в устройстве-прототипе; t — наименьший (защитный) промежуток между импульсами. Величины t, t u tH свя25 заны с девиацией импульсов соотношениями: t „= 3,5Ь, t ), 3t

t 10,5 ..Ь, t Ь, где Я, — порядок единицы. Из фиг.4а и б следует, ч.. число каналов в устройстве-протот ипе и„ и в предлагаемом устройстве п 2 соответственно равно 1- q, Ь/Т

3,5Ь/Т

Из графика зависимости п2/n < от величины Ь /Т и q, (фиг.4 ) вйдно, что число каналов в предлагаемом о 40 устройстве всегда больше, чем в прототипе и это преобладание тем больше, чем больше девиация импульсов и мень- пе защитный промежуток между ними, С выхода кабеля импульсы поступают45

Ah вход фильтра верхних частот 13, усиливаются усилителем 14 и подаются

1 на общий вход 34 селектора 15 и через конденсаторы 35 и 36 попадают на входы одновибраторов 39 и 40, к которым подключены источники опорного напряжения 37 и 38, причем опорное напряжение источника 37 больше,чем у ис— точника 38. Вследствие превосходства по амплитуде синхроимпульсов над канальными одновибратор 39 будет срабатывать только от синхроимпуль— сов. Импульсы с выхода одновибратора

39 через инвертор 41 выдаются на первый вход элемента И 44 и на первый выход в точку вывода синхроимпульсов

16. Одновибратор 40 срабатывает от всех импульсов, подаваемых на вход селектора 34. Ширина импульсов на выходе одновибратора 40 несколько мень.ше ширины импульсов на выходе одновибратора 39. С выхода одновибратора 40 импульсы через инвертор 42 и элемент задержки 43 поступают на второй вход 46 элемента И 44, На выходе элемента И остаются только канальные импульсы, которые через инвертор 45 попадают в точку вывода канальных импульсов 17.

Синхронизирующие и канальные импульсы поступают на вход распределителя 18, который производит разделение широтно-модулированных импульсов по каналам. Широтно †модулированн импульсы на интеграторах 19 преобразу t ются в амплитудно-модулированные, которые детектируются фильтрами низких частот 20. На выходе фильтров низких частот выдается сигнал такой же формы, какой поступает на вход усилителя 5 передающей стороны устройства.

Таким образом, благодаря более высокой температурной стабильности устройство может применяться для работы в скважинах с более высокой температурой, что расширяет область его применения. (092549!

092549

ВНИКАЛИ Заказ 3259/35 Тираж 569 Подписное

Филиал ППП "Яатеит", г.ужгород, ул.Проектная, 4

1д

РйМ