Генератор сигналов управления сейсмическими вибраторами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснубпик

949579 л 1 ф

/Г=.= (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12. 01 ° 81 (21) 3237522/18-25 (51) М. Кп. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 V 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550. 83 (088. 8) Опубликовано 070882. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 07.08.82

A.С.Шагинян, A.Г.Асан-Джалалов, А.N.Седин, В.A.Ïàíòåëååâ и Е.A.Õðàáðoâ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель альное конструкторское бюро сейсмической-=- -.-техники

Специ

1,54) ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ

СЕЙСМИЧЕСКИМИ ВИБРАТОРАМИ

Изобретение относится к сейсмической разведке, а именно к устройствам управления одним или группой вибрационных источников сейсмических сигналов, и .может быть использовано при геофизической разведке.как на суше, так и на море.

Известно устройство генерирования сигналов управления сейсмическими вибраторами, предназначенное для получения квазисинусоидальных колебаний с непрерывным линейным . возрастанием или убыванием частоты.

В этом устройстве на параллельные входы сумматора поступает последовательный ряд чисел, вырабатываемых счетчиком. Переполнением сумматора является последовательность импульсов, частота которых линейно возрастает или убывает в заданном интервале времени. Эти импульсы преобразуются в синусоидальные колебания с возрастающей или убывающей частотой., которые поступают на управляющие входы исполнительного механизма сейсмического вибратора $1) .

Однако устройство имеет недостаточные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор сигналов управления сейсмическими вибраторами, содержащий тактовый генератор импульсов, выход которого, с одной стороны, через основной преобразователь частоты подключен к входу преобразователя импульсной последовательности в гармоническую функцию и, с другой стороны, — к счетному входу управляемого делителя частоты, реверсивный советчик тактовых импульсов, кодовый выход которого поразрядно соединен с управляющими входами основного преобразователя частоты, вспомогательный преобразователь частоты, схему вычитания частот, переключатель и схему сравнения частот, а также регистры для ввода длительности развертки граничных частот рабочего диапазона, причем вспомогательный преобразователь частоты включен между счетным входом укаэанного реверсивного счетчика и выходом управления делителя частоты, управляющие входы которого поразрядно соединены с выходами регистров длительности развертки, управляющие входы указанного вспомогательного преобразователя частоты поразрядно соединены с выходом схемы вычитаЗ0 ния частот, к входам которой., а так949579 ки,граничных частот рабочего диапазона, причем вспомогательный преобразователь частоты включен между счетным входом укаэанного реверсивного счетчика и выходом управляемого делителя частоты, управляющие входы которого поразрядно соединены с выходами регистров длительности развертки, управляющие входы указанного вспомогательного преобразователя частоты поразрядно соединены с выходом схемы вычитания частот, к входам которой, а также переключателя подсоединены регистры граничных частот, введены регистры промежуточных частот и длительности интервалов развертки, схемы сравнения промежуточных частот, счетчик числа совпадений частот, схема коммутации, при этом первые входы схемы сравнения частот поразрядно соединены с выходами реверсивного счетчика, а вторые входы схемы сравнения частот подключены к выходам регистров частот и входам схемы вычитания частот, выходы схем сравнения частот подключены к входу счетчика числа совпадений частот, выходы которого (кроме последнего иэ действующих по программе) подключены к входам регистров длительности развертки и входам схемы коммутации, выходы которой подключены к входам регистров установки частот, а шины сброса подключены к схемам сравнения частот через счетчик числа совпадений частот и схему коммутации.

На фиг.1 изображена принципиальная блок-схема генератора сигналов развертки; на фиг.2 — принципиальная схема блока коммутации; на фиг.Зграфики зависимости изменения частоты колебаний от времени в известных устройствах (а) и в предлагаемом

-устройстве (б). же переключателя подсоединены регистры граничных частот.

В этом устройстве колебания тактового кварцевого генератора .цифровым преобразователем превращаются в импульсную последовательность с линейным возрастанием или убыванием частоты. Эта последовательность далее преобразуется в колебания синусоидальной формы. Для управления преобразователем применен ревер- )О сивный счетчик, на вход которого подается в течение заданного интервала времени определенная частота импульсов. Этой частотой импульсов и режимом работы счетчика определяются 15 скорость и направление изменения выходных числовых значений счетчика, которые поступают на основной преобразователь. работы РеверсивноГо счет- 2() чика.(т.е. начальное и конечное значения выходного числа, возрастание или убывание чисел на выходе, скорость такого изменения) задается неизменным на весь цикл работы виб- 25 ратора. Устройство позволяет изменять граничные частоты, скорость развертки, соответственно регулировать частотный спектр колебаний, возбуждаемых сейсмическим вибратором t2) . щ

Однако без резкого уменьшения производительности полевых работ с известным устройством невозможно возбуждение в земле колебаний с точно заданным спектром и ослабление корреляционных шумов. Чтобы достигнуть таких целей, в интервалах между накапливаемыми на одном пункте возбуждения циклами работы источника необходимо перестраивать генераторы источника и сейсмостанции, что снижает производительность отработки сейсмического профиля.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей генератора сигналов управления сейсмически- 4> ми вибраторами.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор сигналов управления сейсмическими вибраторами, содержащий тактовый генератор импульсов, выход которого, с одной стороны, через основной преобразователь частоты подключен к входу преобразователя импульсной последовательности в гармоническую функцию и, с другой стороны, — к счетному входу управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик тактовых импульсов, кодовый выход которого поразрядно соединен с управляющими входами основного 60 преобразователя частоты, всйомогательный преобразователь частоты,схему вычитания частот, переключатель и схему сравнения частот,а также регистры для ввода, длительности раэверт- 65

Генератор сигналов управления вибраторами содержит тактовый генератор 1 импульсов, выход которого, с одной стороны, через основной преобразователь 2 частоты, подключен к входу преобразователя 3 импульсной последовательности в гармоническую функцию и, с другой стороны, к счетному входу управляемого делителя 4 частоты, реверсивный счетчик

5 тактовых импульсов, кодовый выход которого поразрядно соединен с управляющими входами основного преобразователя 2 частоты. Между счетным входом реверсивного счетчика 5 и выходом управляемого делителя 4 частоты включен вспомогательный преобразователь б частоты, управляющие входы которого поразрядно соединены с кодовым выходом схемы 7 вычитания частот, который также подключен к знаковому входу счетчика 5. Управ949579 ляющие входы делителя 4 поразрядно подключены к кодовым выходам регистров 8-18 установки длительности развертки.

Выходы регистров установки начальной 19, промежуточных 20-29 и конечной 30 частот соответственно соединены с входами регистров схемы 7 вычитания частот, схемы 31 переключателя и схем 32-43 сравнения частот. Кодовый выход переключа- 10 теля 31 поразрядно подключен к установочным входам счетчика, 5. Вторые кодовые входы схем 32-43 сравнения частот соединены вместе и подключены к выходу счетчика 5. Импульсные выходы схем сравнения запараллелены и подсоединейы к входу счетчика 44 совпадений частот. Его выходы подключены к входам переключателя 31, схемы 45 коммутации и регистров 8-18.

Блок 45 коммутации содержит (фиг.2) входы, к которым подключены выходы счетчика 44 числа совпадений частот, диодный распределитель 46, переключатель 47 числа используемых участков развертки, выходы 19-30, подсоединенные к соответствующим регистрам установки частот, а также выход Сброс, подключенный ко всем шинам возврата схем в исходное положение.

Работа генератора происходит следующим образом.

Перед пуском генератора устанавливают параметры развертки: длительность Т выбранных участков (на регистрах 8-18), граничные частоты и границ этих участков (на регистрах

19-30) и количество m участков (на переключателе 47). Для приведенного на фиг.l примера развертки Т, =Ос;

65

На фиг.3 изображены графики зависимости частоты f колебаний от вре мени t. Зависимость а — линейный закон изменения частоты во всем

35 интервале времени цикла возбуждения колебаний. Зависимость б также отображает линейное во времени изменение частоты. Но интервал частот от начальной fz до конечной й„ час- 40 тот разделен на три участка: с малой скоростью возрастания, с большой скоростью убывания и малой скоростью возрастания. Эти три участка во времени разделены двумя промежутками, 45 в пределах которых колебания отсутствуют. Благодаря снижению скорости развертки на первом и последнем интервалах и увеличению скорости развертки на среднем интервале получе- 50 на оптимальная частотная характеристика возбуждаемых в земле волн. Введением промежутков между тремя участками колебаний снижены корреляционные помехи. 55

Т =Oc Tg =Ос; Т4=3с; Т =Ос Т6=3с;

T7 =Oc Т =Зс; Tg — — Ос; Тю=Зс; Т„=Oc;

Е„=О Гцу f =15 Гцу f =25. Гц; f4 =О Гц; и =90 Гц; f6=25 Гц; f = О Гц;

f = O Гц; fg= 0 Гц; f„=90 Гц;

К„ =110 Гц; f„ = О Гц; =11. При этом Т; =Т полной длительности развертки. В общем случае Т, q T g фО.

По сигналу Пуск, который может быть подан, как оператором вибратора, например, с помощью кнопки, так и от внешнего синхронизирующего устройства, например по каналу связи от сейсмостанции (не показано), производится установка в счетчике 5 числа Н, соответствующего частоте

f, а на выходе генератора 1 появляются тактовые импульсы с частотой fä.

Тактовые импульсы поступают на вход управляемого делителя 4, и на выходе последнего появляются импульсы

fo с частотой —, где N — численное

М1 значение длительности Т„первого интервала развертки, установленное в регистре 8.

Частота выходных импульсов делителя 4, поступающих на вход преобразователя 6, преобразуется в другую постоянную частоту, значение которой, как и в основном преобразователе 2 частоты, находится в линейной зависимости от поступающего на его управляющие входы числа N.

Это число получается как разность где Nf„v N fz— числа, соответствующие значениям частот f< и fg, и вырабатывается схемой 7 вычитания частот. Следовательно, щ выхода преобразователя 6 на вход счетчика 5 поступают импульсы с частотой

fa, (Nf -Ю& )

ы, где n — число двоичных разрядов в преобразователе б. На знаковый вход счетчика 5 с выхбда схемы 7 вычитания частот передается код неравенства

f>-f„ )0 или fz-f<(0. В зависимости от этого числовое содержание счетчика

5,начиная с момента Пуск,возрастает (+) или убывает (-) по закону

fo

4 2 па, ы, i в соответствии с которым частота f тактовых импульсов, поступающих на вход основного преобразователя 2, преобразуется последним в частоту где и — число двоичных разрядов в преобразователе 2.

Иэ выражения (3) видно, что на выходе преобразователя 2 частота

949579

Формула изобретения

55 импульсов линейно возрастает или убывает со скоростью, равной

2 — (4)

2 "24 "ь N

В момент, когда числовое содержание счетчика 5 достигает значения

Ng, схема 32 сравнения частот выдает импульс, под действием которого напряжение на первом выходе ,счетчика 44 обращается в нуль, а на втором выходе появляется сигнал. Ре- 1О гистры 8 и 19 отключаются, а рабочие состояния устанавливаются в регистрах 9, 20 и 21, что изменяет скорость развертки со значения (4) на новое значение 15

Б4:.)) 41 < 5 )

2 "2+ "6 N 2 где Ng — число соответствующее эна2 чению частоты fg Nz — соответствует длительности Т> второго интерва- 20 ла развертки.

Аналогично происходят переключе- ния схемы на следующие интервалы развертки. По окончанию последнего интервала. развертки сигнал от счет- 25 чика 44 поступает на сбросовый выход блока переключателей и вся схема переходит в исходное состояние.

Выходные импульсы основного преобразователя 2 преобразователем 3 превращаются в сигнал гармонической формы с широтно-импульсной или амплитудной модуляцией, который далее поступает на вход электромеханического преобразователя вибрационного источника (не показано).

Предлагаемое устройство обеспечивает широкие возможности варьирования характеристиками возбуждаемых в земле упругих волн при оптимизации их по критерию согласования источника с геологической средой и позволяет достигнуть существенного ослабления корреляционных шумов в вибрационном методе сейсмораэвертки.

Генератор сигналов управления сейсмическими вибраторами, содержащий тактовый генератор импульсов, выход которого, с одной стороны, через основной преобразователь частоты подключен к входу преобразователя имйульсной последовательности в гармоническую функцию и, с другой стороны, — к счетному входу управляемого делителя частоты, реверсивный счетчик тактовых импульсов, кодовый выход которого поразрядно соединен с управляющими входами основного преобразователя частоты, вспомогательный преобразователь частоты, схему вычитания частот, переключатель и схему сравнения частот, а также регистры для ввода, длительности развертки, граничных частот рабочего диапазона, причем вспомогательный преобразователь частоты включен между счетным входом указанного реверсивного счетчика и выходом управляемого делителя частоты, управляющие входы которого поразрядно соединены с выходами регистров длительности развертки, управляющие входы укаэанного вспомогательного преобразователя частотЫ поразрядно соединены с выходом схемы вычитания частот, к входам которой, а также переключателя подсоединены регистры граничных частот, о т.л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены регистры промежуточных частот и длительности интервалов развертки, схемы сравнения промежуточных частот, счетчик числа совпадений частот, схема коммутации, при этом первые входы схемы сравнения частот поразрядно соединены с выходами реверсивного счетчика, а вторые входы схемы сравнения частот подключены к выходам регистров частот и входам схемы вычитания частот, выходы схем сравнения частот подключены к входу счетчика числа совпадений частот, выходы которого подключены к входам регистров длительности развертки и входам схемы коммутации, выходы которой подключены к входам регистров установки частот, а шины сброса подключены к схемам сравнения частот через счетчик числа совпадений частот и схему коммутации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 239655, кл. G 01 Ч 1/04, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 651282, кл. 6 01 Ч 1/04, 1969 (прототип).

949579 а zP г гг И 84 zJ zE z7 рр zg Ю 4 др,у

LFnr сюююло УФ

N/ëÿ% и юявк

Составитель Е.Городничев

Редактор Г.Кацалап Техред Т. Маточка Корректора дзятко

Ч

Заказ 5743/35 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

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