Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов

 

УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ИСТОЧНИКОВ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные схему запуска, генератор m-последовательности , радиопередатчик и последовательно соединенные радиоприемник и регенератор символов, выход последнего соединен с одним из входов схемы совпадения и с одним из входов ключа, выход которого соединен с входом регистра сдвига, выходы которого соединены с входами селектора конца гп -последовательности и с входами сумматоров по модулю 2, причем выход последнего из сумматоров соединен с вторыми входами ключа и схемы совпадения, выход последней подключен к входу счетчика числа совпадений, выход которого подключен к одному из управляющих входов ключа, отличающее ся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости , оно снабжено счетчиком, символов , с входом которого соединен выход регенератора символов, дополнительным счетчиком числа совпадений, с входом которого соединен выход схемы совпадения, а также схемой И и решающим устройством, к одному из т входов последнего подключен выход счетчика символов, а ко второму входу - выход дополнительного счетчика числа совпадений, кроме этого выход селектора конца гп -последовательности подключен к одному из входов схемы И и к третьему входу решающего уст-, ройства, один из выходов последнего подключен к второму управляющему входу ключа , а второй выход. - к втосо рому входу схемы И. а 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5l) С 01 1/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2743509/18-25 (22) 28. 03. 79 (46) 15. 07. 84. Бюл. у 26 (72) В.А. Пантелеев, Н.И. Давиденко, Е.А. Храбров и А.С. Быков (71) Специальное конструкторское бюро сейсмической техники (53) 550,83(088.8) (56) 1. Патент ClliA N 3733584, кл. 340-15,5ТС кл. С 01 V 1/02, 1973.

2. Патент США Ф 3891963, кл. С 01 V 1/14, 1975.

3. Тепляков И.И. и др. Радиолинии космических систем передачи информации. M., "Сов.радио", 1975, с. 171174 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ

ИСТОЧНИКОВ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные схему запуска, генератор rn --последовательности, радиопередатчик и последовательно соединенные радиоприемник и регенератор символов, выход последнего соединен с одним из входов схемы совпадения и с одним из входов ключа, выход которого со единен с входом регистра сдвига, выходы которого соединены с входами

„„SU„„1103168 А селектора конца m -последовательности и с входами сумматоров по модулю 2, причем выход последнего иэ сумматоров соединен с вторыми входами ключа и схемы совпадения, выход последней подключен к входу счетчика числа совпадений, выход которого подключен к одному из управляющих входов

\ ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено счетчиком символов, с входом которого соединен выход регенератора символов, дополнительным счетчиком числа совпадений, с входом которого соединен выход схемы совпадения, а также схемой И и решающим устройством, к одному иэ входов последнего подключен выход счетчика символов, а ко второму входу — выход дополнительного счетчика числа совпадений, кроме этого выход селектора конца m -последовательности подключен к одному из входов схемы

И и к третьему входу решающего уст-. ройства, один из выходов последнего подключен к второму управляющему (.".> входу ключа, а второй выход — к вто- фф рому входу схемы И. le+aL

4 11ОЗ

Изобретение относится к технике сейсморазведки, а именно к устройствам синхронизации источников сейсмических сигналов, и может быть применено при поиске нефти, газа и рудных

5 ископаемых, а также при глубинном сейсмозондировании земли.

Известна система для дистанционного управления и запуска сейсмического вибратора, содержащая соединенные по- 0 следовательно генератор меток времени, блок корректировки фазы меток времени, блок программ и исполнительное устройство, причем на регистрирующей аппаратуре к выходу-блока программ подключен передатчик синхронизирующих кодированных сигналов, а на источниках сейсмических сигналов к входу блока корректировки фазы меток времени подключен выход приемника синхро- 20 низирующих кодированных сигналов.

Перед началом работы и периодически в процессе работы передается синхронизирующий кодированный сигнал, который обеспечивает синхронную работу генераторов меток .времени устройств, расположенных на сейсмических вибраторах и регистрирующей аппаратуре.

Метки времени поступают на блок программ, который в соответствии с зара- З0 нее заданной программой работы вырабатывает запускающий сигнал на исполнительные устройства (1 1.

Недостатками данной системы являются сложность и невысокая точность синхронизации, зависящая от стабиль35 ности и точности генераторов меток времени.

Известно устройство взрывания по радио, содержащее импульсный генера-

40 тор кода, цепь фазовой манипуляции и радиопередатчик на пункте регистрации, а также радиоприемник, схему декодирования фазоманипулированных сигналов, регистр сдвига и блок срав45 нения на пункте взрыва. Кодовая последовательность вырабатывается импульсным генератором и после фазово. го манипулирования модулирует частоту передатчика на пункте регистрации.

На пункте взрыва фазоманипулярован50 ный сигнал принимается радиоприемником, декодируется и вводится в регистр сдвига, где с помощью блока сравнения осуществляется последовательное сравнение принятого сигнала с сигналом опорным. Если число совпадений достигнет некоторого порога, то блок сравнения вырабатывает сиг168 2 нал для включения источника тока в цепь электродетонатора f 2 1.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и низкое быстродействие, вызванные необходимостью использования длинной кодовой последовательноти и, следовательно, многоразрядного регистра сдвига для обеспечения при данном алгоритме работы необходимых значений помехоустойчивости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство синхронизации с использованием в качестве синхронизирующеro сигнала длинных m -последовательностей, содержащее последовательно соединенные схему запуска, генератор

m -последовательности, радиопередатчик и последовательно соединенные радиоприемник и регенератор символов, выход последнего соединен с одним из входом схемы совпадения и с одним из входов ключа, выход которого соединен с входом регистра сдвига, выходы которого соединены с входами селектора конца -последовательности и с входами сумматоров по модулю 2, причем выход последнего из сумматоров соединен с вторыми входами ключа и схемы совпадения, выход последней подключен к входу счетчика числа совпадений, выход которого подключен к одному из управляющих входов ключа, второй управляющий вход которого соединен с выходом селектора конца

m -последовательности.

Генератор m -последовательности устройства синхронизации, находящегося на регистрирующей аппаратуре, вырабатывает синхронизирующий сигнал, который передается по радио на устройства синхронизации, расположенные на сейсмических источниках.

С выхода радиоприемника синхронизирующий сигнал поступает в регистр сдвига и одновременно сравнивается с сигналом, появляющимся на выходе последнего из сумматоров. Число совпадений регистрируется счетчиком. При достижении некоторого порога числа совпадений выход последнего из сумматоров замыкается на вход регистра сдвига, при этом регистр сдвига начинает формировать местную п -последовательность, идентичную передаваемой и к тому же совпадающую с ней по фазе. По окончании передаваемого сигнала селектор конца п -последова3 11031 тельности вырабатывает запускающий импульс, приводящий в действие исполнительное устройство.

Простота формирования и обработки

t11-последовательности делают ее

5 очень удобной для применения в качестве синхрониэирующего сигнала.

Принцип работы системы синхронизации, основанный на фазировке rn -последовательностей, обеспечивает точность синхронизации не хуже периода частоты тактового генератора, используемого в системе синхронизации(3)..

Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость системы, которая оценивается вероятностью ложного срабатывания P и верол ятностью синхронизации (или вероятностью приема синхросигнала) P пр и увеличить которую до необходимого в сейсморазведке уровня можно лишь путем увеличения длины m -последовательности, что усложняет устройство и снижает его быстродействие. Например, для обеспечения вероятности лож- 25 ного срабатывания Рп 4 20 и вероятности синхронизации (или вероятности приема синхросигнала) P 0 999 при

ПР соотношении мощностей сигнала и шума

P /P = 1 необходима м -последовательс 40 30 ность длиною 68000 символов, что при частоте тактового генератора

2 кГц составит 34 с. Это существенно ограничит скорость проведения сейсморазведочных работ.

Пель изобретения — повышение поме35 хоустойчивости устройства синхронизации источников сейсмических сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве синхронизации источ40 ников сейсмических сигналов осуществляется дополнительная кратковременная проверка наличия фазовой синхронизации, принимаемой и местной м— последовательностей, для чего устройство дополнительно снабжено счетчи45 ком символов, с входом которого соединен выход регенератора символов, дополнительным счетчиком числа совпадений, с входов которого соединен выход схемы совпадения, а также схемой

И и решающим устройством, к одному из входов последнего подключен выход счетчика символов, а к второму входу — выход дополнительного счетчика числа совпадений, кроме этого выход селектора конца м -последовательности подключен к одному из входов схемы И и к третьему входу решающего устрой68 4 ства, один из выходов последнего подключен к второму управляющему входу ключа, а второй выход — к второму входу схемы И.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов содержит последовательно соединенные схему запуска 1, генератор 2 rn -последовательности, радиопередатчик 3 и последовательно соединенные радиоприемник

4 и регенератор символов 5. Выход последнего соединен с одним из входов схемы сопадеиия 6 и с одним иэ входов ключа 7, выход которого соединен с входом регистра сдвига 8, выходы которого соединены с входами селектора 9 конца сп -последовательности, а выходы определенных разрядов регистра сдвига 8 — с сумматорами 10 по модулю 2, причем выход по- . следнего иэ сумматоров 10 соединен с вторыми входами ключа 7 и схемы совпадения 6, выход последней подключен к входу счетчика 11 числа совпадений, выход которого подключен к одному из управляющих входов ключа 7, а также счетчик 12 символов, с входов которого соединен выход регенератора символов 5, дополнительный счетчик l3 числа совпадений, с входом которого соединен выход схемы сопадения 6, схему И 14 и решающее устройство 15, к одному из входов последнего подключен выход счетчика 12 символов, а к второму входу — выход дополнительного счетчика t3 числа совпадений, кроме этого выход селектора 9 конца

m -последовательности подключен к одному из входов схемы И 14 и к третьему входу решающего устройства 15, один из выходов последнего подключен к второму управляющему входу .ключа 7, а второй выход — к второму входу схемы И.14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 7 находится в положении, как показано на чертеже. Счетчики 11, 12 и 13 нахо. дятся в нулевом положении. На выходе решающего устройства 15, подключенного к входу схемы И 14„ запрещающий потенциал. При поступлении сигнала с выхода схемы запуска 1 генератор 2 т -последовательности вырабатывает синхронизирующий сигнал, 1103168 который передается радиопередатчиком 3. Сигнал синхронизации принимается радиоприемником 4, демодулируется и поступает на регенератор символов 5, где преобразуется в rn -по- 5 следовательности.

Принимаемая m --последовательность с выхода регенератора символов 5 поступает на схему совпадения 6 и через ключ 7 в регистр сдвига 8. Если символы, поступающие в регистр сдвига 8, не искажены, то с выхода последнего из сумматоров 10 по модулю 2 поступают смволы, совпадающие с передаваемыми в данный момент. Счет- 1 чик 11 подсчитывает число подряд идущих совпадений и если оно достигает некоторого порога К 1, то сигнал с выхода счетчика 11 совпадений по первому управляющему входу переключает ключ 7, тем самым замыкая выход последнего из сумматоров 10 по модулю 2 на вход регистра сдвига 8, Регистр сдвига 8 начинает формирование местной rn -последовательности, совпадающей по фазе с принимаемой.

На этом первый этап работы устройства — вхождение в синхронизм генератора местной последовательности с генератором передаваемой rn -последо- 30 вательности — заканчивается. На втором этапе работы происходит проверка правильности вхождения в синхронизм. На схеме совпадения 6 происхо-дит сравнение местной m -последовательности с принимаемой. Дополнительный счетчик 13 подсчитывает число сов.-падений, прошедших за время приема п символов rn-последовательности, подсчет которых осуществляется счет- 4О чиком символов 12, Если за время приема и символов m -последовательности в дополнительном счетчике 13 число совпадений достигнет некоторого порога К2,.то решающее устройство 15 дает разрешающий потенциал на схему

И 14.

По окончании сигнала синхронизации селектор 9 конца I. ëîñëåäîâàòeëüности вырабатывает импульс, который проходит через схему И 14 на выход устройства, а через решающее устройство 15 возвращает ключ 7 в исходное состояние.

Если же за и символов число совпадений не достигнет порога, то реша-, ющее устройство 15 также возвращает ключ 7 в исходное положение и, процесс приема начинается сначала.

Осуществление дополнительной кратковременной проверки наличия синхронизации принимаемой и местной т -последовательностей улучшает параметры системы синхронизации, а именно уменьшает вероятность .ложного срабатывания и увеличивает вероятность синхронизации, что позволяет при одних и тех же значениях упомянутых параметров значительно упростить систему и повысить ее быстродействие.

Расчет по известным методикам показывает, что для обеспечения вероятности ложного срабатывания

P 10 и вероятности синхрониэапрции Р„ 0,999 при P /P = 1 устройство, выбранное в качестве прототипр па, должно испольэовать в качестве синхронизирующего сигнала е -последовательности длиной в 68000 символов, а предлагаемое устройство— всего 2047 символов. Это значительно увеличивает быстродействие системы синхронизации и, следовательно, увеличивает производительность сейсморазведочных работ.

1103168

Составитель Н. Журавлева

Редактор Т. Митейко Техред С.Мигунова

Корректор А.Дзятко

Подписное

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

Заказ 4973/34 . Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, РауЪская наб., д. 4/5