Устройство для подавления узкополосной помехи

 

Изобретение относится к вибрационной сейсморазведке, использующей частотно-модулированные зондирующие сигналы, в частности к устройствам для подавления помех с сосредоточенным спектром. Цель изобретения - повышение эффективности подавления помех с узким спектром и исключение искажений -аьтлитуд полезных сигналов вне полосы подавления узкополосной помехи. Цринцип работы устройства основан на функции прерывания регистрации сигнала при равенстве частоты вибрагщи частоте максимума спектра помехи при условии локд-пизации его в узкой полосе частот. Исключение из спектра компонент, соответствующих помехе, повышает помехозащищенность приема пааезного сигнала. Для этого непрерывно производят сравнение энергии сигнала на входе и выходе узкополосного следящего за частотой полезного сигнала фильтра при помопщ двух измерителей энергии сейскшческих сигналов, при этом при превышении выходным сигналом входного блока сравнения включается прерьшатель, который прерывает регистрацию . 2 ил. с ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

yg y С 01 V 1/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4220381/24-25 (22) 03.04.87 (46) 30.03.89. Бюл, Р 12 (71) Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики (72) В.Б.Попов (53) 550.83 (088.8) (56) Патент Великобритании Ф 1547625, кл. С 01 Ч 1/24, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1124235, кл . С 01 Ч 1/28, 1982.

J (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ УЗКОПОЛОСНОЙ ПОМЕХИ (57) Изобретение относится к вибрационной сейсморазведке, использующей частотно-модулированные зондирующие сигналы, в частности к устройствам для подавления помех с сосредоточенным спектром. Цель изобретения — повьппение эффективности подавления по)

Изобретение относится к вибрационной сейсморазведке, использующей частотно-модулированные зондирующие сигналы, в частности к устройствам для подавления помех с сосредоточенным спектром.

Цель изобретения — повышение эффективности подавления помех с узким спектром и исключение искажений амплитуд полезных сигналов вне полосы подавления узкополосной помехи.

На фиг, 1 изображена блок-схема устройства для подавления узкополос ной помехи; на фиг. 2 — временные

„.SU„„1469484 А1 мех с узким спектром и исключение искажений .амплитуд полезных сигналов вне полосы подавления узкополосной помехи. Принцип работы устройства основан на функции прерывания регистрации сигнала при равенстве частоты вибрации частоте максимума спектра помехи при условии локализации pro в узкой полосе частот. Исключение из спектра компонент, с.оответствующих помехе, повышает помехозащищенность приема полезного сигнала.

Для этого непрерывно производят сравнение энергии сигнала на входе и выходе узкополосного следящего за частотой полезного сигнала фильтра при помощи двух измерителей энергии сейсмических сигналов, при этом при превышении выходным сигналом входного блока сравнения включается прерыватель, который прерывает регистрацию. 2 ил.

2 и частотные диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство содержит усилитель сейсмических сигналов 1, формирователь. управляющего сигнала 2, узкополосный следящий фильтр 3, первый измеритель энергии сейсмического сигнала 4, второй измери-ель энергии сейсмического сигнала 5, аттенюатор

6, блок сравнения 7, прерыватель 8, регистратор 9. Сейсмоприемник, датчик вибрационного сигнала и вибратор на фиг. 1 не обозначены. 10, 11 энергетические спектры сигнала на

1469484 входе устройства в случае отсутствия и присутствия узкополосной помехи соответственно, 12 — спектр помехи, графики изменения амплитуды выходно5 го сигнала второго измерителя энергии сейсмического сигнала 13, 14 графики изменения амплитуды выходного сигнала аттенюатора 15, 16, графики изменения амплитуды выходного сигнала первого измерителя энергии сейсмического сигнала 17, 13, графики изменения амплитуды выходного сигнала блока сравнения 19, 20, энерге— тические спектры сигналов на выходе 15 устройства 21, 22.

В устройстве выход усилителя сейсмических сигналов 1 соединен с информационным входом узкополосного следящего фильтра 3 и входом второго 20 измерителя энергии сейсмического сигнала 5, выход которого соединен с .входом аттенюатора 6. Выход формирователя сигнала 2 подключен к управляющему входу узкополосного следя- 25 щего фильтра 3, выход которого соединен с входом прерывателя 8 и первого измерителя энергии сейсмического сигнала 4. Выход аттенюатора 6 связан с первым входом блока сравне- 30 ния 7, второй вход которого соединен с выходом первого измерителя энергии сейсмического сигнала 4. Выход блока сравнения 7 соединен с управляющим входом прерывателя 8, выход которого 35 связан с входом регистратора 9.

Устройство для подавления узкополосной помехи работает следующим образом.

Включают вибратор, вырабатывающий 40 колебания, принимаемые датчиком вибрационного сигнала, установленным на

его рабочем органе. Вибрационный сигнал из датчика вибрационного сигнала поступает в формирователь управ- 45 ляющего сигнала 2, в котором преобразуется в форму, пригодную для. управления узкополосным следящим фильтром 3. Узкополосный следящий фильтр

3, регулируемый управляющим сигналом, 50 настраивается на его мгновенную частоту и постоянно ее отслеживает.

В то же время упругие сейсмические колебания, возбуждаемые в исследуемой среде с помощью вибратора, при- 55 нимаются сейсмоприемником и палее подаются на усилитель сейсмических сигналов 1, где усиливаются до необходимой величины. Усиленный сейсмический сигнал поступает на информационный вход узкополосного следящего фильтра 3. Мощность сигнала на выходе узкополосного следящего фильтра 3 измеряется первым измерителем энергии сейсмического сигнала 4, а мощность сигнала на его входе — вторым измерителем энергии сейсмического сигнала 5. Выходной сигнал второго измерителя энергии сейсмического сигнала 5 поступает на вход аттенюатора 6, коэффициент передачи которого меньше единицы, а затем — на первый вход блока сравнения 7. Па второй вход блока сравнения 7 поступает сигнал с выхода первого измерителя энергии сейсмического сигнала 4. Блок сравнения 7 осуществляет сравнение амплитуд входных сигналов и в зависимости от их взаимоотношения вырабатывает сигнал управления прерывателем 8. В свою очередь прерыватель 8 по сигналу управления осуществляет передачу сигнала от узкополосного следящего фильтра 3 на регистратор 9 или прерывает его, Когда помехи с сосредоточенным спектром во входном сигнале слабы или вовсе отсутствуют, а нерегулярные помехи носят стационарный характер, их мощность постоянна, и амплитуда выходного сигнала 13 второго измерителя энергии сейсмического сигнала 5 не меняется во времени. При этом огибающая амплитуд узкополосного следящего фильтра 3, выполняющего функцию анализатора спектра последовательного действия, повторяет форму амплитудного спектра входного сигнала, а временная зависимость амплитуды выходного сигнала 17 пер-! вого измерителя энергии сейсмического сигнала 4 совпадает по форме с энергетическим спектром входного сигнала 10. Ввиду отсеивания узкополосным следящим фильтром 3 помехи, выходящей за пределы полосы его пропускания, мощность сигнала на его выходе при условии единичного коэффициента передачи всегда меньше мощности сигнала на входе. По этой причине амплитуда выходного сигнала 17 никогда не превышает по величине амплитуду входного сигнала 13, Коэффициент передачи аттенюатора 6 меньше единицы и выбирается таким, чтобы при заданной степени равномерности спектра сигнала на входе устройства амп5 14694 литуда выходного сигнала 17 на выходе первого измерителя энергии сейсмического сигнала 4 превышала амплитуду выходного сигнала 15 на выходе аттенюатора 6. В этом случае сигнал на выходе блока сравнения 7 отсутствует (19) и прерыватель 8 не разрывает сигнальную цепь во время действия входного сигнала. Энергетический 10 спектр 21 сигнала на выходе устройства повторяет энергетический спектр сигнала 10 на его входе. Устройство не вносит спектральных искажений в

V принимаемый сигнал и работает в режи-15 ме согласованного фильтра, повышая соотношение сигнал/нерегулярная помеха тем больше,чем уже полоса пропускания узкополосного следящего фильтра 3. 20

Когда на входе устройства вместе с широкополосной помехой действует помеха с сосредоточенным спектром

11 и 12, режим работы устройства меняется. При совпадении частоты наст- 25 ройки узкополосного следящего фильтра 3 с частотой помехи, на его выходе появляется резкий скачок амплитуды, что проявляется и в амплитуде выходного сигнала 18 первого измерителя 30 энергии сейсмического сигнала 4. Kor да интенсивность помехи достаточно велика, величина амплитуды выходного сигнала 18 приближается к величине амплитуды сигнала 14 на выходе второго измерителя энергии сейсмического сигнала 5, превышая амплитуду выходного сигнала 16 на выходе аттенюатора 6. В момент превышения блок сравнения 7 вырабатывает выходной сигнал 20 с амплитудой, заставляющей срабатывать прерыватель 8 и отключить выход узкополосного следящего фильтра 3 от регистратора 9. При дальнейшей перестройке узкополосного сле- 45 дящего фильтра 3 наступает расстройка его относительно помехи 12, амплитуда выходного сигнала 18 падает и снова становится меньше амплитуды выходного сигнала 16. Блок сравнения 50

7 возвращается в исходное состояние, отключая прерыватель 8, который вновь восстанавливает цепь прохождения сигнала на регистратор 9. Таким образом из энергетического спектра выходного сигнала 22 исключаются компоненты, совпадающие по частоте с узкополосной помехой, а спектр полезного сигнала искажается незначитель84 но. Использование взаимной корреляции сейсмического и вибрационного сигналов для дальнейшей обработки информации позволяет повысить соотношение сигнал †поме, поскольку исключенные спектральные составляющие имеют максимальную корреляционную связь с помехой.

Коэффициент передачи последовательно соединенныхвторого измерителя энергии сейсмического сигнала 5 и аттенюатора 6 не должен превышать коэффициента передачи послецовательно включенных узкополосного следящего фильтра 3 на частоте настройки и первого измерителя энергии сейсмического сигнала 4. Чем меньше разница в коэффипиентах передачи, тем выше порог, за которым происходит срабатывание устройства и тем уже полоса подавления помехи, которая может быть задана коэффициентом передачи аттенюатора 6.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для подавления узкополосной помехи, содержащее усилитель сейсмических сигналов, формирователь управляющего сигнала, первый измеритель энергии сейсмического сигнала, регистратор и узкополосный следящий фильтр, информационный вход которого соединен с выходом усилителя сейсмических сигналов, управляющий вход с выходом формирователя управляющего сигнала, а выход с входом первого измерителя энергии сейсмического сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности подавления помех с узким спектром и исключения искажений амплитуд полезных сигналов вне полосы подавления узкополосной помехи, оно снабжено вторым измерителем энергии сейсмического сигнала, аттенюатором,блоком сравнения и прерывателем, при этом последовательно соединенные второй измеритель энергии сейсмического сигнала и аттенюатор включены между выходом усилителя сейсмических сигналов и первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого измерителя энергии сейсмического сигнала, а выход— с управляющим входом прерывателя, информационный вход которого соединен с выходом узкополосного следящего фильтра, а выход — с входом регистратора.

1469484

Составитель А.Володин

Техред М.Дидык Корректор Л Пилипенко

Редактор Н ° Горват;

Заказ 1358/53 Тираж 483 . Подписное

ВНЯИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101