Устройство для геоэлектроразведки

 

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано в геофизической аппаратуре, предназначенной , для поиска и исследования месторождений полезных ископаемых методами переходных процессов и вызванной поляризации . Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство содержит распределитель импульсов , зарядный резистор, интегрирующий и разрядный дозирующий конденсаторы , два дифференциальных усилителя постоянного тока и восьмиканальньв коммутатор. Устройство позволяет осуществлять подавление регулярных помех с частотой, кратной частоте информационных сигналов. 3 ил. iX сл со . со со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU» 43378

А1 (51) 4 С 01 Ч 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ!

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3883621/24-25 (22) 15.04.85 (46) 07.10.87. Бюл. В 37 (71) Физико-механический институт им.Г.В.Карпенко (72) П.П.Драбич (53) 550.83(088.8) (56) Исаев Г,А,, Островерх А.П, и др.

Специализированное вычислительное устройство для метода переходных процессов, — Геофизическая аппаратура.

Л.: Недра, 1977, вып. 60, с. 77-79.

Авторское свидетельство СССР

У 1177756, кл. G 01 R 19/04, 18.12.81. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ (57) Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано в геофизической аппаратуре, предназначенной, для поиска и исследования месторождений полезных ископаемых методами переходных процессов и вызванной поляризации. Целью изобретения является повышение точности измерений ° Устройство содержит распределитель импульсов, зарядный резистор, интегрирующий и разрядный дозирующий конденсаторы, два дифференциальных усилителя постоянного тока и восьмиканальный коммутатор ° Устройство позволяет осуществлять подавление регулярных помех

® с частотой, кратной частоте информационных сигналов. 3 ил.

1343378

20 лодк !юноны к тр(-тьему выхо(у распределителя 1. ()JJ,III(13ывод резистор» 2

СОС«ДИ}(С Н С ИНВЕРтИРУЮЩИМ ВХОДОМ УСИлителя 5 It первым и четвертым аналоговыми вь(ходала! коммутатора б, а второй выв(д р(зистора 2 подключен к к.пемме 10. Одна обкладка конденсатора 3 соединена с входами 6.1, 6,2 и 6.5 коммутатора 6, а вторая обкладка конденсатора 3 подключена к аналоговым входам 6.3, 6,4 и 6.6 коммутатора 6. К аналоговым входам 6.6 и

6.8 коммутатора 6 подсоединена незаэемленная обкладка конденсатора 4.

Веинвертиру(ощие входы усилителей 5 и S подключены к шине нулевого потенциала. Выход усилителя 5 соединен с выходами 6.10 и 6.11 коммутатора 6.

Выход 6.13 коммутатора 6 соединен с и»(ной нулевого потенциала. Выходы

6.14 и 6 15 коммутатора соединены с

lf «>(>j>Pre!}ff«<> It<>((f< 5t к ин}>ОРмаI t i1 (> f l I l (> И 3 М« 13 И Т «, } Н О Е (1 Е Х I l l f К « > Г1 Р Е Д

li;1 311(l t (li(> II, 1» И}3 i (Г рИр Ов(3 }If f>3 }3 Зад«}нl! Î }1 l(I I (. P 13 IJI Р }3 j> (".ЛIЕ l(11 C 1 v Ч ill t }}ЫХ IIМ

1(У. 1 } (: Ill }Х Р З 3 }I(>13 (»t 5(P Ill !Х Г И Г Íil.(ОВ С

I I О < . 1 ((t >J н >lltl I I I . (;3 (1 (11(I (((. М р (. 3 J .; I Е Т а т а инте(рир< ва}и(я и м(>жет быть испольэо13;1ИО 13 I (Офf(эеlческОЙ ап}(врат pе

lIp(. lIl;l 3наченнои для поиска и иссле;(Оf3;3 f I I f 5I Л(Е (. Т О j> (J >I(J t Е 3 И Й и О. 1 P Э и ЫХ И С }C O II (I емых м(тодОм и(1) Рхо }нь(х процессов

13ыэflа(I}IОЙ ПОЛHp}(За((1(И, ;1е((ь}(3 иэо(>ре I Elf (53 является повышенис точности и 3л(ере}!иЙ, 15

1» ф!и . 1 представлена функцио}f}l!1 1 Ii;153 (.хема уст 0 ОЙГ т В(1 }}л (>tf I . 2 схема распреде.и(теля импульсов; ((а фИГ . 3 — 13(>(МС .}i(it l(3 ДИаГРаММЫ СИГ }t IЛОВ, Обья(няю !(3(P p;I(>Оту усTp(JÉcòÂß, Устроиство (О;!ержит распределитель 1 имиульc Ов, зарядный ре 3истор 2, интегриру}оп!ий 3 11 разрядный дозирук щ и Й 4 к О и д е 1 с (I т c> p I.. f и е р В ь}Й д и фф е р е и !

}}!((с(нный ус((JIIITPль 5 постоянного тока, восьмиканальный коммутатор 6, пако}н!тельный конденсатор 7 и второй диффс ренциальный усилитель 8 постоян3lt>f (тока, клеммы 9 и 10 — соответс тf3 с }Ill(> с li нхj) О llи эиPyюшеlЙ и инфоP M«l З0

ttffofIItf1и входы у(тройства и клемму 11— егo выход. 11ервый выход распре;<елителя 1 соединен (. Ifpðâüì и третьим !

<хо.tc}}»i управления коммутатора 6. (. (Jp(>ft 3 !xi !t pilvпред (ите t>i 1 соеди,. н < !<х(3дал(1: 6.2, 6.4 и 6,8 управJIi ния .(.>л(л(утатара Ь, об ьедине нные !

<хо,lit 6. 5-6. 7 управления которого

Однои Обкладкой конденсатора 7 и

If)If3pj> гирую(цим входом усилителя 8.

Аналоговый выход 6. 16 коммутатора 6 соединен с выходом усилителя 8 и к.(! Оммой 1 1 .

Ра< предели(PJII 1 импульсов (фиг. 2) содержит кварцевый генератор 12 эталонн»й частоты, выпрямитель 13, диод 14, резистор 15, триггеры 16-18, делители

19 и 20 частоты, счетчики 21 и 22 импульсов, элементы 23 совпадений, одновибратор 24, механические переключатели 25 и 26 и дифференцирующие элементы 27 и 28, клеммы 29-31 — соответственно первый, второй и третий вь!ходы распределителя.

Устройство работает следующим образом.

Пусть на клемму 10 поступает последовательность импульсов 32, а на клемму 9 — синхроимпульсы поз. 33, причем положительному информационному импульсу соответствует положительный

V.

<5 К появления на втором выходе распределителя импульса 4 1. Под действием,!мпульса с второго выхода распредесинхроимпульс, а отрицательному информационному импульсу — отрицательный синхроимпульс .

По приходу положительного синхроимпульса 36 через некоторый интервал времени (., именуемый временем задержки, на первом выходе распределителя 1 образуется импульс 40 длитеельностью („, равной времени интегрирования. Под действием импульса открываются первый и третий каналы коммутатора 6 и конденсатор 3, под" ключаясь через открытые каналы в цепь отрицательной обратной связи усилителя 5, заряжается через резистор 2. В л!омент окончания действия импульса („ выходное напряжение на конденсаторе 3 равно:

t.(«„

А „(t)cjt = А„, R С

t ((н где А„= A(t)dt, t (; — емкость конденсатора 3, К вЂ” сопротивление резистора 2 °

После окончания действия импульса с первый и третий каналы коммутатоп ра 6 закрываются и на конденсаторе 3 сохраняется заряд с((= А„i„7 R до прихода отрицательного импульса и до

378

2 и Аи

R С4

50

1343 лителя открываются второй, четвертый и восьмой каналы коммутатора 6. Через открытые второй и четвертый каналы коммутатора 6 конденсатор 3 подсоеди5 няется в цепь отрицательной обратной связи усилителя 5 противоположными обкладками по сравнению с его включением через первый и третий каналы.

Поскольку для отрицательного импуль- 1р са включение конденсатора поменялось на противоположное (по сравнению с включением при поступлении на вход 10 устройство положительного сигнала), то конденсатор 3 на протяжении вре- 15 мени действия импульса „ с второго выхода распределителя продолжает заряжаться, и в момент окончания действия импульса „ на конденсаторе 3 ус танавливаетсЯ заРЯд () =2 Au „ /R. 2д

Одновременно конденсатор 4 через открытый восьмой канал коммутатора заряжается до выходного напряжения

Ч (i) устройства.

После окончаниЯ импУльса Uu c вто- 25 рого выхода распределителя второй, четвертый и восьмой каналы коммутатора закрываются, а на третьем выходе распределителя появляется импульс 42.

Этим импульсом открываются пятый, ЗО шестой и седьмой каналы коммутатора.

В результате одна обкладка конденсатора 3 через открытый пятый канал подсоединяется к шине нулевого потенциала, а вторая обкладка через открытый шестой канал — к инвертирующему входу усилителя 8. К этому же входу через седьмой канал подключается конденсатор 4. Разряжаясь на вход усилителя 8, конденсаторы 3 и 4 со- 40 общают накопительному конденсату 7 заряд 4; = !iУ; С = 2 Au

0 1" где dU; — изменение выходного напряжения после действия i-й пары раэнополярных входных импульсов A(t);

С вЂ” емкость конденсатора 7;

U(i-1) - выходное напряжение устройства в момент прихода

i-й пары импульсов.

На этом один цикл, состоящий из трех тактов работы устройства, заканчивается. Под действием (i+1) -й пары раэнополярных сигналов накопительному конденсатору сообщается заряд

Аиро

Л0 С = ---- — C U(i) 1 к Ч

Выходное напряжение U(i) будет изменяться до тех пор, пока зарядные и разрядные сигналы не станут равными по абсолютному значению, т.е. пока не закончится переходной процесс. В установившемся режиме gQ = О, следовательно

Как видно из последнего уравнения, выходное напряжение линейно зависит от усредненного значения А величин

AU,.

Работа распределителя заключается в следующем.

Генератор 12 вырабатывает импульсную последовательность с частотой

Г = const.

Синхроимпульсы 34 и 35, поступающие на клемму 9 устройства, выпрямляются выпрямителем 13 и поступают на С-входы триггеров 16 и 17. Под действием очередного синхроимпульса на инверсном выходе триггера 16 устанавливается потенциал логической единицы. Этим потенциалом, поступающим на R-вход делителя 19 частоты, снимается блокировка с делителя, и последний производит деление частоты в

m раз. (Число m выбирается из условия m/f o = t >, где 6 t — шаг изменения ), Следовательно, на выходе делителя 19 образуется последовательность импульсов с частотой f /m. Импульсы длительностью IIt контролируэ ются счетчиком 21. После регистрации

r импульсов bt (число r устанавливается переключателем 25) на выходе дифференцирующего элемента появляется импульс, обнуляющий триггер 16, а последний обнуляет и блокирует делитель 19 и счетчик 21 до прихода следующего синхроимпупьса. Задним фрон37 длительностью с выхода элемента 27 на выходе триггера

18 появляется потенциал логической единицы, который снимает блокировку с. делителя 20 и счетчика 22. Делитель

20 производит деление частоты в р раз. Число р выбирается из условия обеспечения минимальíorо времени

1343378 интегрирования ь = Р— . Максимальо мин ное время интегрирования в этом случае задается емкостью К счетчика, и, 6 р ° К следовательно, С, „„,= ьр

Требуемое время интегрирования устанавливается с помощью переключателя 26, 10

Триггер 17 вырабатывает коммутирующие импульсы 38 и 39 причем импульсная последовательность 38 формируется на прямом выходе триггера, а импульсы 39 формируются на инверсном выходе. Если из-за каких-либо причин произошел сбой триггера, последний возвращается в исходное состояние положительным синхроимпульсом, поступающим на S-вход триггера через диод 14. 0

Импульсы с выходов триггера 17 поступают на первые входы элементов 23 совпадений, на вторые входы которых подаются импульсы „ с выхода триггера 18. В результате на клемма 29 образуется последовательность импульсов 40. Задним фронтом импульса с клеммы 30 запускается одновибратор, на выходе которого формируется импульс 42.

Предложенное устройство осуществляет подавление регулярных помех с частотой, кратной частоте информационных сигналов, а также устраняет составляющую погрешности, обусловленную неидеальностью характеристик инвертора напряжения.

Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразведки, содержащее коммутатор аналоговых сигналов, зарядный резистор, первый дифференциальный усилитель постоянного тока и накопительный конденсатор, в котором неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к шине нулевого потенциала, в цепь отрицательной обратной связи этого усилителя включен накопительный конденсатор, а к выходу первого дифференциального усилителя, являющегося выходом устройства, подсоединен последний аналоговый выход коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит распреде— литель импульсов, второй дифференциальный усилитель постоянного тока, интегрирующий и разрядный доэирующий конденсаторы, причем вход распределителя импульсов является входом синхронизации устройства, первый выход распределителя импульсов соединен с первым и третьим входами управления коммутатора, второй выход распределителя соединен с вторым, четвертым и восьмым входами управления коммутатора, а объединенные пятый и седьмой входы управления коммутатора соединены с третьим выходом распределителя, к объединенным первому, второму и пятому входам коммутатора подклю,чена одна обкладка интегрирующего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с третьим, четвертым и шестым входами коммутатора, к объединенным седьмому и восьмому входам коммутатора подключена незаземленная обкладка разрядного дозирующего конденсатора, инвертирующий вход второго дифференциального усилителя соедИнен с первым и четвертым выходами коммутатора, а также через зарядный резистор — с информационным входом устройства, неинвертирующий вход второго дифференциального усипителя подключен к шине нулевого потенциала, выход второго дифференциального усилителя соединен с вторым и третьим выходами коммутатора, пятый выход которого подключен к шине нулевого потенциала. а шестой и седьмой выходы коммутатора соединены с инвентирующим входом первого дифференциального усилителя постоянного тока.! 343378

Bblx03

Dxod

1343378

Составитель Е. Городничев

Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Редактор В. Данко

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 4821/48

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4