Сейсмоприемное устройство
СЕЙСМОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее частотный преобразователь , усилитель, соединенный с первым входом мультиплексора, о т личающеес я тем, что, с целью повышения точности устройства в широком динамическом диапазоне входных сигналов, в него введены синтезатор , детектор, фильтр низких частот , второй частотный преобразователь , блок индекса и линейности преобразования , подключенный своими входами .и выходами к входам и выходам управления первого и второго частотных преобразователей, выходы которых соединены с входами синтезатора , выход которого через усилитель , детектор и фильтр низких час- С: тот подключен к второму входу муль (Л типлексора .
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(5ц О 01 Ч 1/22
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPGHOMY СВИД=ТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3657348/24-25 (22) 27.10.83 (46) 15.04.85. Бюл. У 14 (72) N.Ñ. Хлыстунов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (53) 550.83(088.8) (56) 1. Патент США 11 3958216, кл. G 01 Ч 1/00, опублик. 1976 .
2. Патент США В 3988712, кл. G 01 V 11//2222, опублик. 1976 (прототип). (54) (57) СЕЙСМОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее частотный преобразователь, усилитель, соединенный с пер вым входом мультиплексора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства в широком динамическом диапазоне входных сигналов, в него введены синтезатор, детектор, фильтр низких частот, второй частотный преобразователь, блок индекса и линейности преобразования, подключенный своими входами .и выходами к входам и выходам управления первого и второго частотных преобразователей, выходы которых соединены с входами синтезатора, выход которого через усилитель, детектор и фильтр низких частот подключен к второму входу мультиплексора.
1150596
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сейсмоприемное устройство, содержащее частотный преобразователь, усилитель, выход которого соединен с первым входом мультиплексора f23.
Однако выходной сигнал сейсмоприемного устройства представляет собой
- 35 дискретизированный амплитудно-модулированный частотно-модулированный или фазо-модулированный сигнал, точность восстановления и регистрации которого в аналоговой форме не мо- 40 жет принципиально превышать сотых долей процента.
Хотя в известном устройстве и осуществляется дискретизация выходного сигнала, но вместе с тем главным параметром, несущим информацию, во всем диапазоне измерения является среднее значение частоты, амплитуды или фазы, что значительно снижает точность регистрации мгновенного значения сейсмического сигнала, например, в связи в потерей набега фазы за время, равное длительности выборки при частотной модуляции или фаэовой модуляции, а при самой короткой выборке точность регистрации также низка в связи с резким падением энергии сигнала сообщения.
55
Изобретение относится к геофизич ес кой аппаратур е и может быть использовано в гравиметрических, электроизмерительных и динамометрических приборах общепромышленного 5 назначения.
Известна телеметрическая сейсморегистрирующая система, содержащая в каждом канале на передающей стороне сейсмодатчик и усилитель с модулятором и канальным генератором, а на приемной стороне — селектор канала с демодулятором и регистратором или передатчиком дальней связи 111. f5
Однако в связи с принципиальными ограничениями по точности регистрации аналоговых сигналов любыми из известных типов аналоговых регистраторов даже при использовании 20 помехоустойчивой глубокой частотной модуляции (ЧИ) при преобразовании ее в аналоговый сигнал в первичной полосе частот погрешность его регистрации не может быть теоретически 25 киже сотых долей процента.
Цель изобретения — повышение точI ности сейсмоприемного устройства в широком динамическом диапазоне входных сигналов.
Укаэанная цель достигается тем, что в сейсмоприемном устройстве, содержащем частотный преобразователь, усилитель, выход которого соединен с первым входом мультиплексора, введены синтезатор, детектор, фильтр низких частот, второй частотный преобразователь, блок индекса и линейности преобразования, подключенный своими входами и выходами к входам и выходам управления первого и второго частотных преобразователей, выходы которых соединены с входами синтезатора, выход которого через усилитель, детектор и фильтр низких частот подключен к второму входу мультиплексора.
На чертеже изображена структурная схема сейсмоприемного устройства.
Сейсмоприемное устройство состоит из двух дифференциально включенных первичных частотных преобразователей 1 и 2, соединенных между собой блоком 3 индекса и линейности преоб— разования, выходы частотных первичных преобразователей 1 и 2 подключены к входам синтезатора 4, выполненного, например, в виде фазового детектора или смесителя с усилителя 5, выход которого через детектор 6 и фильтр 7 низких частот соединен с одним входом мультиплексора 8, а другим входом мультиплексора 8 соединен непосредственно.
Сейсмоприемное устройство работает следующим образом.
На входы первичных частотных преобразователей 1 и 2 подается cåéñмический сигнал, который преобразуется в частотные сигналы („ и несущие которых одновременно модулируются по амплитуде вследствие наличия блока 3 индекса и линейности преобразования, обеспечивающего электрическое или электромагнитное взаимодействие преобразователей
1 и 2. Затем частотно-модулированные (ЧМ) сигналы Г„ и подаются на вход синтезатора 4. Если синтезатор выполнен в виде смесителя, то на его выходе будет ЧИ-сигнал ф с амплитудной модуляцией, причем индексы частотной и амплитудной модуляции
9б
4 значения частоты ЧМ. Так как пндекс амплитудной модуляции принципиально не может превышать единицы, то точность восстановления информации по сигналу АИМ не превысит сотых долей процента, поэтому этот сигнал может быть использован для грубой оценки среднего текущего значения ЧМ, но, вместе с тем, по амплитуде этого сигнала можно точно восстановить кратность k в преде всих 4Ф лах от 1 до „„ при условии, о что выполняется соотношение ж т кьФ """ где К4К, — относительная погрешность восстановления АИМ. точность измерения девиации будет равна
Составитель Г.Бокарев
Редактор И.Ковальчук Техред М.Надь Корректор Л.Пилипенко
Заказ 2138/36
Тираж 748 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская. наб., д. 4/5
Филиал ППЛ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 l 1505 буду пропорциональны амппитуде сейсмического сигнала.
После усиления усилителем 5 на детекторе б фильтра 7 низких частот (ФНЧ) выделяется сигнал амплитудной модуляции, который затем дискретизируется мультиплексором 8 и поступает в виде амплитудно-импульсной модуляции на вход сейсмоприемного устройства. Наряду с дискретизацией 10 амплитудно †модулированно сигнала мультиплексор 8 по своему первому входу осуществляет дискретизацию
ЧМ-сигнала Ф, причем амплитуда выборок в этом случае будет соответствовать его фазе. Если индекс
ЧМ-сигнала 1, то в этом случае точность восстановления информации не будет превышать точность при амплитудной модуляции. 20
Однако при больших индексах модуляции ЧМ-сигнала, т.е. при больших амплитудах сейсмического сигнала девиации йФ частоты будут превышать частоту дискретизации муль- 25 типлексора, если, например, выбрать ее значение равным удвоенной полосе 2 Г, сейсмического сигнала 1„, тогда восстановление частоты,ЧМ-сигнала по фазе будет затруднено неопре- З0 целенностью порядка кратности. (Ъ 4д ф/2Х «(с+ ) девиации частоте дискретизации 2f . В связи с этим следует использовать выборку амплитудно-импульсной модуляции 35 (АИМ) на выходе мультиплексора 8, по которой устанавливается порядок кратности k а по выборкам фазы:
1 определяются более точные текущие
Более точное измерение частоты можно осуществить по выборкам фазы с абсолютной погрешностью аФ.
Если, например, принять, что восстановление амплитуды на выходе мультиплексора 8 осуществляется с одинаковой точностью d" то тогда
4 а результирующая
Так как 4 Д 1
ыахаФ и ец достигает 10, то поэтому использование AN и ЧМ в предлагаемом устройстве позволяет повысить точность и расширить при заданной точности диапазон измерения.
