Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („)972428

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.05.81 (21) 3291253/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5I)M К э

С 01 Ч 1/04

//Н 04 L 7/02

Государственный комнтет

СССР (53) УДК 550.83 (088-.8ф

Опубли кова но 07.11.82. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 17.11.82

llo делам кэобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. С. Шагинян, А. Г. Асан жалалов, В. А. Пантелеев, -F.-A: Хт1абров

А. С. Быков

Специальное конструкторское бюро сейсмическ .й техники (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО СИ1 лРОНИЗАЦИИ ИСТОЧ1-. 4:хОВ

СЕЙСМИЧЕ КИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к технике сейсморазведки, а именно к устройствам синхронизации источников сейсмических сигналов, и может быть применено при поиске нефти, газа и рудных ископаемых, а также в системах передачи информации. 5

Известно устройство синхронизации

m-последовательности, содержащее фильтр нижних частот, перемножитель, блок поэлементного приема, регистр сдвига на L разрядов (2" — 1> L) и), сумматор совпадеlO ний, пороговый узел, п-разрядный регистр сдвига с обратной связью, детектор определения синхронизма, генератор тактовых импульсов, переключатели и формирователь отрезка местной m-последовательности.

У стройство работает следующим образом.

Сигнал принимаемой m-nc aegoaaxezaности проходит через фильтр, оступает на перемножитель и блок поэлеь.. нтного приема, а далее поступает на регистр сдвига, а через дополнительныи ключ — на ре20 гистр сдвига с обратной связью. Далее устройство с помощью формирователь воспроизводит отрезок длиной 1 местной m-последовательности, которая поразрядно сравнивается с принятой выборкой длиной I c помощью сумматора совпадений. Число совпадений сравнивастс; с порогом в пороговом блоке.

Ф рмирователь тактовых импульсов формирует векто ..| наиболее вероятных комбинаций ошибок, которые суммируются в и символами, находящимися в регистре сдвига с обратными связями, и на каждом шаге производи гся формирование местной последовательности и сравнение ее с принятой.

После превышения порога блок управления с помо,цью дополнительного ключа замыкает цепь обратной связи регистра сдвчга и к выходу перемножителя через переключатель присоединяет детектор, и в устройстве производится проверка правильности вхожде ия в синхронизм (1).

Возможность исправления ошибок в регистре сдвига с обратными связями несомненно увеличивает вероятность приема, но в то же время возрастает и вероятность ложного срабатывания при вхождении устройства в синхронизм. Понизить ее можно только за счет увеличения длины регистра сдвига I но при этом усложняется схема, причем

972428

55 требуется регистр сдвига с отводами от каждого разряда, что исключает возможность применения современных дискретных устройств памяти.

Кроме того, в последнее время в сейсморазведке стоит задача решения проблемы работы нескольких партий в зоне уверенного радиоприема друг друга.

Так как связь в основном осуществляется на одной радиочастоте, то возникает необходимость в различных сигналах синхронизации. Этого можно достигнуть за счет получения m-последовательностей различной формы, что осуществляется переключением обратных связей в регистре сдвига.

В данном устройстве комбинационный

„формирователь отрезка m-последовательности сам по себе является достаточно сложным блоком, сложность которого находится в прямой зависимости от длины L отрезка m-последовательности. Осуществление возможности быстрого переключения с одной формы сигнала синхронизации на другую значительно усложняет данный блок, что затрудняет возможность использования устройства для синхронизации источников сейсмических сигналов.

Известно также устройство синхронизации с m-последовательностью, использующее принцип сжатия принимаемого сигнала с корреляционным приемом. Устройство состоит из фильтра нижних частот, перемножителя, блока поэлементного приема, трех переключателей, регистра сдвига на L — 1 разрядов (2" — 1> L n), регистра с обратными связями (опорного генератора), порогового узла, блока управления вхождением в синхронизм, детектора определения синхронизма, генератора тактовых импульсов, делителя, коррелятора и переключателей.

В устройстве повышение помехоустойчивости достигается за счет понижения частоты рециркуляции выборок из принимаемого сигнала и тактовой частоты регистра сдвига с обратными связями при повышении длины рециркулируемого отрезка Mпоследовательности.

Запись входного сигнала в регистр сдвига осуществляется с частотой ф а в течение 1.— 1 тактов осуществляется сравнение содержимого регистра с опорным сигналом.

За период входного сигнала, составленного из выборок принимаемой m-последовательности, фаза опорного сигнала, генерируемого с частотой — ", совпадает с фазой входного сигнала. корреляционный интеграл вычисляется коррелятором. При ripeвышении порога сигнал с порогового узла фазирует регистр, который начинает генерировать m-последовательность с частотой f,. Сигнал с перемножителя поступает в детектор определения синхронизма, анализирующий правильность фазирования (2) .

Зо

Потенциальная помехоустойчивость в устройстве достигается при длине регистра М вЂ” 1, при этом для вхождения в синхронизм опорного генератора требуется передача двух m-последовательностей и еще одна необходима для проверки правильности фазирования, что ведет к увеличению длины сигнала синхронизации.

Кроме того, в устройстве при переходе на режим проверки правильности фазирования, необходимо корректировать фазу опорного генератора, которая к тому же для разных m-последовательностей различна, что усложняет задачу создания многопрограммного устройства синхронизации сейсмических источников.

Если не снижать тактовую частоту, то при большой базе N синхросигнала длина регистра 1 значительно меньше N. Так как после каждого импульса записи опорный генератор начинает работать с определенной фазой и 1 (N — 1, то только на определенном отрезке принимаемой m-последовательности может произойти вхождение в синхронизм опорного генератора.

Нет необходимости доказывать, что при работе с этим устройством для синхронного запуска источников сейсмических сигналов нельзя передавать больше одной m-последовательности, и поэтому если на выделенном отрезке не произойдет вхождение в синхронизм, то устройство не сработает, хотя еще остается значительный отрезок в N — 1 символов сигнала синхронизации.

Наиболее близким к изобретению является устройство синхронизации источников сейсмических сигналов, которое содержит регенератор символов, выход которого соединен входами блока проверки синхронизма, схемы совпадения и ключа, выход последнего соединен с первым входом регистра сдвига с обратной связью, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовой частоты через делитель частоты, а один из выходов — с входом селектора конца синхросигнала, кроме этого, выход обратной связи регистра сдвига подключен к входам ключа, блока проверки синхронизма и схемы совпадения, выход последней подключен к входу порогового блока, выход которого соединен с первым входом блока управления, два других входа которого соединены с выходами селектора конца синхросигнала и блока проверки синхронизма соответственно, а выход — с управляющим входом ключа.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал синхронизации в виде m-последовательности, переданный с сейсмостанции, поступает через регенератор символов на схему совпадения и через ключ в регистр сдвига с обратной связью. Если

972428 символы, поступающие с регенератора символов, не искажены, то с выхода обратной связи начинают поступать символы, совпадающие с принимаемыми. При поступлении подряд R+ К неискаженных символов (где R-разрядность регистра сдвига, а

К вЂ” предел порогового блока) происходит замыкание обратной связи регистра сдвига, и образованный таким образом опорный генератор начинает формирование местной .п-последовательности, которая сравнивается с входной с помощью блока проверки синхронизма. Если сигналы совпадают, то селектор до окончания m-последовательности вырабатывает импульс, который поступает на выход устройства и возвращает устройство в исходное состояние (выход регенератора символов замыкается на вход регистра сдвига).

Устройство обладает возможностью войти в синхронизм на любом отрезке принимаемого синхросигнала (3).

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость, которая в большой степени зависит от вероятности приема синхросигнала на этапе вхождения в синхронизм.

По принципу работы устройства для вхождения в синхронизм опорного генератора синхросигнал должен содержать отрезок из Р+К подряд неискаженных символов. Такой принцип вхождения в синхронизм имеет более низкую вероятность приема при тех же значениях вероятности ложного срабатывания по сравнению с корреляционным методом приема синхросигнала.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости синхронизации источников сейсмических сигналов путем повышения вероятности приема синхросигнала на этапе вхождения в синхронизм.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве синхронизации источников сейсмических символов, содержашем -регенератор символов, выход которого соединен с одним из входов блока проверки синхронизма, генератор тактовой частоты, выход которого соединен с делителем частоты, схему совпадения и ключ, выход которого соединен с первым входом регистра сдвига с обратной связью, один из выходов которого соединен с входом селектора конца синхросигнала, а выход обратной связи регистра сдвига подключен к первому входу ключа, к второму входу блока проверки синхрозма и к первому входу схемы совпадения, выход которой подключен к входу порогового блока, выход которого соединен с первым входом блока управления, два других входа которого соединены с выходами селектора конца синхросигнала и блока проверки синхронизма соответственно, а выход — с управляющим входом ключа, согласно изобретению выход регенератора символов подключен к вторым входам ключа и схемы совпадения через запоминающее устройство, а выход делителя частоты подключен к второму входу регистра сдвига с обратной связью через дополнительный ключ, к входу которого подключен выход генератора тактовой частоты, а к управляющему входу — выход блока управления.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов содержит регенератор символов 1, выход которого соединен с одним из входов блока проверки синхронизма 2, генератор тактовой частоты 3, выход которого соединен с делителем частоты 4, схему совпадения 5 и ключ 6, выход которого соединен с входом регистра сдвига 7 с обратной связью, один из входов которого соединен с входом селектора конца синхросигнала 8, а выход обратной связи регистра сдвига подключен к первому входу ключа 6, к второму входу блока про20 верки синхронизма 2 и к первому входу схемы совпадения 5, выход которой подключен к входу порогового блока 9, выход которого соединен с первым входом блока управления 10, два других входа которого соединены с выходами селектора конца

25 синхросигнала 8 и блока проверки синхронизма 2 соответственно, а выход — с управляющим входом ключа 6, кроме того, регенератор символов 1 подключен к вторым входам ключа 6 и схемы совпадения 5 через запоминающее устройство 11, а выход делителя частоты 4 подключен к второму входу регистра сдвига 7 с обратной связью через дополнительный ключ 12, к второму выходу которого подключен выход генератора тактовой частоты 3, а к управляющему з5 входу — выход блока управления 10.

Устройство работает следуюшим образом.

На этапе вхождения в синхронизм опорного генератора (регистр сдвига 7 с обратной связью) ключ 12 находится в положе40 нии а„при этом тактовая частота, поступающая на второй вход регистра сдвига 7 с обратной связью, равна 1 1 f,räå f †тактовая частота принимаемой m-последовательности, а 1-число ячеек памяти запоминающего устройства 11, при этом К (L(N =

=2 — 1 (R — число разрядов регистра сдвига, N — длина сигнала синхронизации) .

Сигнал синхронизации с входа устройства поступает на регенератор символов 1

50 и с него с частотой fî посимвольно записывается в запом инающее устройство 11.

Каждый раз после записи очередного символа символы, содержащиеся в первых P ячейках запоминающего устройства 11, последовательно вводятся через ключ 6

55 в регистр сдвига 7, после чего ключ 6 устанавливается в положение б.

Регистр сдвига 7 с обратной связью формирует с частотой f отрезок m-после972428

Формула изобретения

45 довательности длиной 1=R, фаза которой определяется символами, занесенными в регистр сдвига 7. Этот отрезок посимвольно сравнивается с содержанием запоминающего устройства 11 на схеме совпадения 5.

Процесс повторяется каждый раз после записи очередного символа в запоминающее устройство 11 до тех пор, пока очередные R символов, введенные в регистр 7, окажутся правильными, а среди 1=R символов запоминающего устройства 11 число иска>кепных символов не превысит некоторого порога. В этом случае сигнал, появляющийся на выходе порогового блока 9, поступает на блок управления 10, который в свою очередь переключает ключ 12 в положение б (ключ 6 остается в положении б).

Регистр сдвига 7 с обратной связью теперь формирует m-последовательность с частотой 1<> и фазой, совпадающей с принимаемой (если не произойдет ложное фазирование), что определяется с помощью блока проверки синхронизма на некотором отрезке из символов. Если результат проверки даст отрицательный результат, то устройство снова переходит на режим вхождения в синхронизм, в случае положительного р< зультата переход устройства в режим вхождения в синхронизм происходит после того, как селектор конца синхросигнала 8 вырабатывает импульс для запуска источника сейсмического сигнала.

В предлагаемом устройстве при той же вероятности ложного срабатывания, что и у известного достигается б< лысая вероятность приема сигнала си нхронизации, так как для вхождения в синхронизм опорного генератора синхроси нал )олжен содержать отрезок из подряд неиск<,женных символов (что более вероятней. чем R+ К, как в известном), посл дующач же корреляция формируемого отре:,ка m-последовательности с содержимым апоми :)<ощего у ройства, как показыв т ра««, незнач«те, . о ухудшает вероя < >сть вхождения в синхронизм.

<1о сравпе ю с изве, )ным устройством синхронизации блока управления сейсмического источника, отн:> )< цимся к тональным системам синхро <и ации, предложенное устройство обл )«более высокой

15 го

25 зо

40 точностью синхронизации, проще в наладке, так как не содержиз аналоговых узкополосных фильтро< и :.1постью выполняется на элементах цифр,<)o. . техники.

Устройство синхронизации источников сейсмических сигна, ов, содержащее регенератор символов,:ыход которого соединен с одним из );адов блока проверки синхронизма, ген<. р;: <.ор тактовой частоты, выход которого с. е. и <«) с делителем частоты, схему совпа. ни I и ключ, выход которого соединен с «рвым входом регистра сдвига с обратной «вязью, один из выходов которого со< липеи i входом селектора конца синхросигнала, и выход обратной связи регистра сдвига по)< чючен к первому входу ключа, к,ру) < ..., ходу блока проверки синхронизх а и к перзому входу схемы совпадения, в:)ход кот >рой подключен к входу порогового блока выход которого соединен с первым входом блока управления, два други. вх<>,га этого блока соединены с выходами селектора конца синхросигнала и блока проверки синхронизма соответственно, а выход — с управляющим входом ключа, отл" <а. <иееся тем, что, с целью повышения помсхоустойчивости устройства путем новы.и<ния вероятности приема синхросигнала !<;) ..) пе вхождения в синхронизм, вых< д р«генератора символов подключен к вторым входам ключа и схемы совпадения чер< з запоминающее устройство, а выход д<„)ителя частоты подключен к второму вхо;<.ó р гистра сдвига с обратной связью <ер<:< дополнительный ключ, к входу к<:>po«> подключен выход генератора такт «)ои <астоты, а к управляющему входу -- вы и, блока управления.

И< чники информации, прин: ты«во внимание при экспертизе

l. Ав o))< «oe свидетельство СССР

М ) )377,,"ч. Н 04 1 7/02, 1977. . Лв)<) ) кое свидетельство СССР .%,534879, кл. Н 04 1 7/02, 1976.

3. Азторское свидетельство СССР по заявке .% 743509/18 — 25, кл. G 01 V 1/04, 1979 <ч) о"отип).

Составитель Е. Городничев

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 7676/37 Тираж 717

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4