Устройство выделения сейсмических сигналов

 

1. УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее соединенные последовательно сейсмоприемник ,. усилитель, преобразовател сигнала в последовательность импуль сов, тактовый генератор и блок регистрации , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и увеличения помехоустойчи вости, в него bведено п входных сдв говых регистров, компаратор, реверсивный счетчик тактовых импульсов, выходной сдвиговый регистр, синхронизатор и коммутатор, вход которого подключен к выходу преобразователя сигнала в последовательность импульсов , а выходы - к информационным входам входных сдвиговых регистров, выходы которых соединены с соответствующкми входами ко.мпаратора, выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам синхронизатора, первый и второй ходы которого соединены соответственно с прямым и реверсивным входами счетчика тактовых импульсов, выход которого подключен к третьему в.ходу синхронизатора, третий выход которого соединен с информационным Входе выходного сдвигового регистра, -выход Которого подключен к блокУ регистрации , а сдвиговый вход - к четвертому выходу синхронизатора, пятый выход которого соединен со сдвиговыми в.ходами входных сдвиговых регистров, а четвертый вход подключен к выходу тактового генео.атора.

СО03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) G O l V 1 28

Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3466576/18-21 (2.2) 07,05.. 82 с (46) 23.10.83. Бюл. Р 39 (72) В.М. Макаров и С. Б, Пенкин (71) Институт геофизики Уральского научного центра AH СССР и Уральская геолого-разведочная экспедиция Мин- . цветмет СССР (53) 550.834 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .

9 269503 кл. G 01 V 1/28, 1970.

2. Палагин В.В. и др. Одноканаль ная цифровая сейсмостанция СНЦ-1 и опыт ее применения-.-В кн.: Скважинные и наземные геофизические исследования при поисках рудных месторождений.

Л. 1979 с. 106. (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ

СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее соединенные последовательно сейсмоприемник,. усилитель, преобразователь сигнала в последовательность импуль-, сов, тактовый генератор и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстро-, действия и увеличения помехоустойчивости, в него введено и входных сдви„„SU„„49781 А говых регистров, компаратор, реверсивный счетчик тактовых импульсов, выходной сдвиговый регистр, синхронизатор и коммутатор, вход которого подключен к выходу преобразователя сигнала в последовательность импульсов,.а выходы — к информационным входам входных сдвиговых регистров, выходы которых соединены с соответ.ствующими входами компаратора, выходы которого подключены соответст- венно к первому и второму входам синхронизатора, первый и второй вы" ходы которого соединены соответственно с прямым и реверсивным входами счетчика тактовых импульсов, выход которого подключен к третьему входу Я синхронизатора, третий выход которого соединен с информационным входом выходного сдвигового регистра, .выход которого подключен к блоку регистрации, а сдвиговый вход — к четвертому выходу синхронизатора, пятый выход которого соединен со сдвиговыми входами входных сдвиговых регистров, а М » четвертый вход подключен к выходу р тактового генератора.

1049781

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю tq е е с я тем., что компаратор содержит три D-триггера, три инвертора, двенадцать элементов И, три триггера и пять элементов ИЛИ, при этом входы компаратора соединены с входами соответствующих инверторов, 9-триггеров и с первыми входами сооТ ветственно первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены к инверсным выходам соответствующих 3 -тьиггеьов, прямые выходы которых подключены к первым входам соответственно четвертого, пятого% шестого элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего инверторов, выход первого элемента И подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И,выход второго элемента И вЂ” к первому входу девятог0 и к второму входу седьмого элементов И, а выход третьего элемента И вЂ” к вторым входам восьмого и девятого элементов И, причем выходы седьмого, девятого и восьмого элементов И подключены к прямым входам соответственно первого, второго и третьего триггеров, выходы которых подключены к первым входам соответственно десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И, а также к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом компаратора, выход четвертого элемента И подключен к первым входам второго и третьего элементов ИЛИ, а также к вторым входам десятого и двенадцатого элементов И, выход пятого элемен та И подключен к первому входу четФ вертого и к второму входу второго элементов ИЛИ, . а . также н второму входу одиннадцатого и к третьему входу десятого элементов

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть .применено, например, в сейсморазведке при использовании слабых воздействий, мно" гократно возбуждаемых невзрывными 5 источниками.

Известно устройСтво выделения полезного сигнала путем синхронного алгебраического суммирования текутцих 10 значений сигналов, принимаемых от серии воздействий, содержащее сейсмоприемник, усилитель и регистратор (1).

Недостаткьм этого устройства является низкая помехоустойчивость.

И, выход шестого элемента И подключен к первому входу третьего и к второму входу четвертого элементов

ИЛИ, а также к третьим входам одиннадцатого и двенадцатого элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу десятого элемента И, а выход соединен с вторым выходом компаратора, кроме того, выходы второго, четвертого и третьего элементов ИЛИ подключены к инверсным входам соответствующих триггеров.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тли ч ающе е с я тем, чтосинхронизатор содержит триггер, три инвертора и четыре элемента И, при этом первый вход синхронизатора соединен с входом первого инвертора и с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому выходу синхронизатора, второй вХод синхронизатора подключен к прямому входу триггера, инверсный вход которого

cîåäèHåí с третьим входом синхронизатора и через второй инвертор — с первым входом второго элемента И, выход .которого подключен к второму выходу синхронизатора, третий выход синхронизатора соединен с выходом триггера, а четвертый выход подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого инвертора и с вторым входом второго элемента И, выход которого через третий инвертор подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с пятым выходом синхронизатора, четвертый вход которого соединен с. вторыми входами пер" ного, третьего и четвертого элементов И и с третьим входом второго элемента И.

Наиболее близким к изобретению является устройство выделения сейсмических сигналов, содержащее соединенные последовательно сейсмоприемник, усилитель и преобразователь сигнала в последовательность импульсов, тактовый генератор и блок регистрации f2 g.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быст. родействия и увеличение помехоустойчивости.

Поставленная цель. достигается тем, что в устройство выделения сей 1049781 смических сигналов, содержащее соединенные последовательно сейсмоприемник, усилитель, преобразователь сигнала в последовательность импульсов, тактовый генератор и блок регистрации, введено В входных сдвиговых ре- 5 гистров, компаратор, .реверсивный счетчик тактовых импульсов, выходной сдвиговый регистр, синхронизатор и коммутатор, вход которого подключен к выходу преобразователя сигнала в. 10 последовательность импульсов, а выходы - к информационным входам входных сдвиговых регистров, выходы которых соединены с соответствующими входами компаратора, выходы которого 35 подключены соответственно к первому и второму входам синхронизатора, пер; вый и второй выходы которого соединены соответственно.с прямым и реверсивным входами счетчика тактовых импульсов, выход которого подключен к третьему входу синхронизатора, третий выход которого соединен с инфор,мационным входам выходного.сдвигового регистра, выход которого подключен к блоку регистрации, а сдвиговый .вход — к четвертому выходу синхронизатора, пятый выход которого соединен со сдвиговыми входами входных сдвиговых регистров, а четвертый вход подключен к выходу тактового генератора

При этом компаратор содержит три

3-триггера, три инвертора, двенадцать

I элементов И, три триггера и пять элементов HJIH, при этом входы компарато-35 ра соединены с входами соответствующих инверторов, .I} -триггеров и с первыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И, вто- рые входы которых подключены к ин- 4Q версным выходам соответствующих 9 -. триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам соответственно четвертого, пятого и шестого элементов И, вторые входы которых 4 соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего инверторов, выход первого элемента И подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И, выход второго элемента И вЂ” к первому входу девятого и к второму входу седьмого элементов И, а выход третьего элемента И— к вторым входам восьмого и девятого элементов И, причем выходы седьмого, девятого и восьмого элементов И подключены к прямым входам соответственно первого, второго и третьего триггерой, выходы которых подключены к первым входам соответственно десятого ./ одиннадцатого и двенадцатого элемен- 60 тов И, а также к входам первого эле-, мента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом компаратора, выход четвертого элемента И подключен к первым входам второго и третьего эле- у ментов ИЛИ, а также к вторым входам десятого и двенадцатого элементов И, выход пятого элемента И подключен к первому входу четвертого и к второму входу второго элементов ИЛИ, а также к второму входу одиннадцатого и к третьему входу десятого элементов И, выход шестого элемента И подключен к первому входу третьего и к второму входу четвертого элементов

ИЛИ, а также к третьим входам одиннадцатого и двенадцатого элементов

И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, третий вход которого подключен к выходу десятого элемента И, а выход соединен с вторым выходом компаратора, кроме того, выходы второго, четвертого и третьего элементов ИЛИ подключены к инверсным входам соответствующих триггеров.

Кроме того, синхронизатор содержит триггер, три инвертора и четыре элемента И, при этом первый вход синхронизатора соединен с входом первого инвертора и с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому выходу синхронизатора, второй вход синхронизатора подключен к прямому входу триггера, инверсный вход которого соединен с третьим входом синхронизатора и через второй инвертор — с первым входом второго элемента И,выход которого подключен к второму выходу синхронизатора, третий выход синхронизатора соединен с выходом триггера, а четвертый выход подключен к выходу третьего элемента И, первый вход. которого соединен с выходом первого инвертора и с вторым. входом второго элемента И, восход которого через третий инвертор подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с пятым выходом синхронизатора, четвертый вход которого соединен. с вторыми входами первого, третьего и четвертого BJleMeHToB И и с третьим входом второго элемента И.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства выделения сейсмических сигналов; на фиг.2 — функциональная схема компаратора; на фиг.3 — функциональная схема синхронизатора, Устройство содержит сейсмоприемник 1, усилитель 2, преобразователь

3 сигнала в последовательность импульсов, коммутатор 4, входные сдвиговые регистры 5 — 7,:.компаратор 8, синхронизатор 9, реверсивный счетчик

10 тактовых импульсов,. тактовый генератор 11, выходной сдвиговый регистр

12 и блок 13 регистрации.

Компаратор 8 для случая, например, выделения полезного сигнала из трех принятых сигналов (для n = 3) содержит )-триггеры 14 — 16, инверторы 17

104978,1

19, элементы И 20 — 31, триггеры 32

34 и элементы ИЛИ 35 — 39.

Синхронизатор 9 содержит триггер

40, инверторы 41 — 43 и элементы И

44 — 47.

Устройство работает следующим 5 образом.

Производят и воздействий на исследуемую среду. Сигнал, возбужденный каждым из и воздействий, принятый сейсмоприемником 1 и усиленный уси- jo лителем 2, поступает на преобразователь 3, н котором производится преобразование входного сигнала в последовательность прямоугольных импульсон, соответствующих переходам «5

„сигнала через нуль. При этом сигнал на выходе преобразователя 3 равен логической 1, если входной сигнал больше О, и равен логическому О если входной сигнал меньше или ра" нен О. С выхода преобразователя 3 сигнал от перного воздействия через коммутатор 4 записывается в сдвигоный регистр 5, от второго воздействия — н сдниговый регистр 6 и т.д.

Сигнал от h -ro воздействия -записывается н р -й сдвиговый регистр 7.

Разрядность регистров выбирается н зависимости от требуемого времени наблюдения процесса.

Работу компаратора 8, и синхрони. — ЗО затора 9 рассмотрим на примере, когда и =3.

С выходов сдвиговых регистров

5 — 7 сигналы синхронно поступают на З5, входы компаратора 8. Импульс на выходе элемента И 20 соответствует переднему фронту сигнала, поступающего с выхода сдвигового регистра 5, а импульс на выходе элемента И 23 соот- 4р ветстнует заднему фронту этого сигна- ла. Аналогично передние фронты сигналон, принятых от второго.и третьего воздействий, выявляются на выходах элементов И 21 и 22, а задние фронты )5 на выходах элементов И 24 и 25 соотнетственно. Триггер 32 через элемент

И 26 устанавливается в состояние 1 нри совпадении передних Фронтов сигналов от первого и второго воздействий, триггер 33 через элемент И 28 - от второго и третьего,, а триггер 34 через элемент И 27 от третьего и первого воздействий.

Срабатывание любого из триггеров

32 — 34 через элемент ИЛИ 35 и элемент И 44 приводит к появлению им пульсов на входе 1 (прямой счет) реверсивного счетчика 10. При этом с помощью инвертора 41 и элемента

И 46 приостанавливается поступление 60 импульсов на сдвиговый вход выходного регистра 12, но через элемент

И 47 импульсы на сдвиговый вход входHbIx регистров 5 — 7 продолжают поступать. 65

При совпадении задних фронтов тех же двух (или трех) сигналов, у которых совпадают передние фронты, на выходах соответствующих элементов

И 29 — 31 появляется логическая 1, которая через элемент ИЛИ 39 вызывает срабатывание триггера 40, с выхода которого логическая 1 через третий выход синхронизатора попадает на информационный вход выходного сдвигового регистра 42. Кро ме того, появление задних Фронтов через элементы ИЛИ 36 - 38 вызывает уставку триггеров 32 - 34 в состояние О . При этом с помощью инвертора 41 и элементов И 44 и 45 происходит переключение счетчика 10 в режим реверсивного счета, во время которого через элемент И 46 поступают импульсы от тактового генератора 11 на сдвиговый вход ныходного регистра, 12, в который начинают последовательно записываться логические единицы.

Когда реверсивный счетчик 10 досчитывает.до нулевого состояния, на его выходе появляется логическая 1, которая через инне>тор 42 и элемент

И 45 блокирует поступления импульсов на реверсинный вход -1 счетчика

10, В результате в сдвиговый выходной регистр 12 записывается такое . количество единиц, которое ранно значению, подсчитанному счетчиком 10 ,в режиме прямого счета, и которое соответствует длительности совпавших сигналов. В конце режима реверсивного счета лОгическая 1 с выхода счетчика 10 устанавливает триггер

40 в состояние .О, что приводит к появлению логического О . на информационном входе выходного сдвигового регистра 12.

Появление только одного заднего фронта любого из сигналов вызвавших срабатывание триггеров 32 — 34, приводит к сбросу соответствующего триггера,через элементы ИЛИ 36 - 38 соответственно. При этом, если все триггеры 32 - 34 оказываются в состоянии О, то синхронизатор 9 переводит счетчик 10 в режим реверсивного счета и в выходной сдниговый регистр 12 записывается последовательно такое количество логических нулей, которое соотнетстнует состоянию счетчика, полученному н режиме прямого счета.

В случае, когда на выходах входных сдвиговых регистров 5 — 7, нет совпадений передних фронтов сигналов, счетчик 10 находится н режиме останова с внутренним состоянием О .

При этом в выходной сднигоный регистр

12 записываются логические нули синхронно с работой входных сдвиговых регистров 5 - 7.

Использование устройства обеспечивает большую помехоустойчивость, 1049781 поскольку формирование выходной информации производится только при усП

I ловии, если более, чем - -из и принятых сигналов совпадают друг с другом ; увеличение быстродействия, которое

:позволяет значительно уменыаить тре буемое количество воздействий и дает возможность увеличить срок службы невэрывных источников возбуждения,. испытывающих механические нагрузки., 1049781

Составитель С. КривУЫенко

Редактор Н. Бобкова ТехредВ.Далекорей Корректор М.

Заказ 8406/40 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

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

Шароши ! !

1 !