Устройство для определения момента прихода акустических сигналов

 

УСТГОЙСТЮ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ПРИХОДА АКУСТИЧЕСКИХСИГНАЛОВ, содержащее источник сигналов, усилитель, пороговый каскад и регистратор, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности и точности выделения полезных сигналов на фоне помех, дополнительно введены регулиремый усилитель, регулируемый фильтр частот, формирователь и схема И, причем выход схемы И подключен к регистратору, первый вход через формирователь и усилитель-органичитель подключен к источнику сигналов, а второй вход через пороговый каскад, фильтр низких частот и регулируемый усилитель также подключен к источнику сигналов.^€

424 А

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 G 01 Ч 1 40

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиа.!

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

l1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2340431/25. (22) 30.03.76 (46) 30.03.86. Бюл. У 12 (71) Южное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение . (72) В. И. Антоненко (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 477376, кл, G 01 Ч 1/40, опублик. 1975.

Авторское свидетельство СССР й0 246628, кл. G 01 Ч 1/40, опублик. 1969. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯМОМЕНТА ПРИХОДА АКУСТИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ, содержащее источник сигналов, усилитель, пороговый каскад и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения надежности и точности выделения полезных сигналов на фоне помех,дополнительно введены регулиремый усилитель, регулируемый фильтр частот, формирователь и схема И, причем выход схемы И подключен к регистратору, первый вход через формирователь и усилитель-органичитель ятодключен к источнику сигналов, а второй вход через пороговый каскад, фильтр низких частот и регулируемый усилитель также подключен к источнику сигналов.

5 74024

Изобретение может быть использовано при геофизических исследованиях скважин, в частности в аппаратуре акустического каротажа.

Известны устройства, предназначенные для помехоустойчивого выделения первых S вступлений волн акустического каротажа.

Все они, в основном, имеют, временную селекцию сигнала, обеспечивая более или менее узкое окно стробирования, и в каждом одним из основных узлов является амплитудный дис . 10 криминатор или пороговый каскад, срабатываюший по первому вступлению полуволны сиг . нала или по первому переходу через нуль.

Для надежного выделения сигнала пороговый каскад имеет определенный порог срабатывания по положительной или отрицательной полуволне сигнала, превышающий уровень шумов и помех. При превышении порога помехой, она вызывает срабатывание порогового каскада. 20

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения момента прихода акустических сигналов, содержашее источник сигналов, усилитель, пороговый каскад и регистратор, в котором была реализована схема автоматического измерения шумов и регулирования уровня порога. Обладая некоторым преимуществом по сравнению с нерегулируемыми дискриминаторами в ломехозашищенности, она имеет и ряд недостатков. Прежде всего, при частоте сигнала порядка 20 кГц, при изменении уровня срабатывания, вносится динамическая ошибка, по времени, доходящая до четверти периода колеебания основного сигнала, т. е, 12 мкс. Такая ошибка недопустима и поэтому уровень срабатывания должен быть постоянным и равным нулю, т. е. желательно срабатывать по первому переходу через нуль. Кроме того, данная схема не исключает сбоя при случайных им40 пульсных помехах.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение надежности и точности выделения сигналов на фоне помех.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены регулируе45 мый усилитель, регулируемый фильтр частот, формирователь и схема И, причем выход схемы И подключен к регистратору, первый вход через формирователь и усилитель-ограничитель подключен к источнику сигналов, а второй вход через пороговый каскад, фильтр низких частот и регулируемый усилитель также подключен к источнику сигналов..

В одном канале двухканальной схемы выделения переходов через нуль исследуемый сигнал максимально усиливается, формируется и поступает на схему И, а в другом канале сигнал усиливается и через фильтр низкой частоты и пороговый каскад подается на ту же схему И. Таким образом, прошедшзй через фильтр сигнал очищается от импульсных помех и высокочастотных составляюших, выделяется пороговым каскадом и открывает схему И, между тем как на второй вход с. схемы И поступает сформированный максимально усиленный сигнал, и на выходе схемы И появится сигнал, сформированный по переходам через нуль синусоидального сигнала, причем при изменении порога дискриминации время появления сформированного на выходе схемы И сигнала не изменяется, отсюда схема надежно защищена от действия импульсных помех, а также исключена временная ошибка выделения сигнала.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фйг. 2 — временные диаграммы волнового пакета.

Устройство состоит из источника сигналов

1, усилителя-ограничителя 2, регулируемого усилителя 3, фильтра 4, порогового каскада

5, формирователя 6, схемы И 7 и регистратора 8.

Все элементы имеют известные схемные решения.

Поступающая от источника сигнала 1 информация акустического каротажа представляет собой радиоимпульс (волновой пакет) сложной формы на фоне всевозможных стационарных и всевозможных импульсных помех, отличаюшийся от полезного сигнала по частоте и амплитуде. Обычно приемный тракт подвержен высокочастотным импульсным помехам, нарушающим работу устройств обнаружения первого вступления волнового пакета.

На фиг. 2 показаны временные диаграммы волнового пакета 9, где переход через нуль находится в точке а на фоне импульсной помехи, появившейся перед первым вступлением точки б. При обычном пороговом выделении сигнала помеха будет зафиксирована как сигнал, так как ее амплитуда превышает уровень первого вступления.

Поступивший волновой пакет усиливается усилителем. 2 (временная диаграмма 10), формируется по амплитуде каскадом 5 (диаграмма 11) и поступает на схему И 7. Усиленный усилителем,3 сигнал поступает на фильтр 4 (диаграмма 12). Регулируя частоту среза фильтра, более высокочастотные составляющие сигнала ослабляются и наблюдаются

9 фазовые сдвиги (запаздывание до 90 ) сигнала. На временных диаграммах 12, 13 пунктиром показан уровень срабатывания порога каскада 5 (диаграмма 13). Ослабленные помехи не достигают уровня срабатывания

Корректор В. Бутяга

Редактор E. Месропова

Техред И.Верес

Заказ 1626/4

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

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

3 5 каскада 5, между тем как первое вступление более низкочастотного сигнала воздействует на пороговый каскад 5, на выходе формируется сигнал. Сформированный на выходе каскада 5. сигнал не стабилен по времени.

Время переднего фронта его изменяется при изменении амплитуды сигнала при регулировке порога (регулируя, например, коэффициент усиления усилителя 3). Поэтому использовать этот сигнал как информацию первого вступления невозможно.

Однако при подаче его на второй вход схемы И 7 на выходе схемы И при совпаде-, нии импульсов формирователя 6 и каскада

5 сформируется импульс 14, передний фронт

74024 4 которого по времени совпадает с первым переходом через нуль волнового пакета 9. (точка а). Импульс 14 с выхода схемы . И

7 запускает регистратор 8 (регистрирующий импульс 15, фронт которого соответствует первому вступлению волнового пакета). Та. ким образом, устройство обеспечивает надежное выделение полезного сигнала, на фоне помех, 1О

Кроме того, устройство может достаточно надежно выделить, например, поперечную волну при акустическом каротаже, если ее частота в 1,5 — 2 раза ниже частоты продоль нои Волны.