DE2450292C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung von in einem großen Amplitudenbereich liegenden Signalen unter Verwendung von in Kasdade geschalteten Verstärkerstufen, insbesondere für seismische Signale - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung von in einem großen Amplitudenbereich liegenden Signalen unter Verwendung von in Kasdade geschalteten Verstärkerstufen, insbesondere für seismische SignaleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von einem großen
Amplitudenbereich liegenden Signalen unter Verwendung von in Kaskade geschalteten Verstärkerstufen,
insbesondere für seismische Signale, bei dem der Ausgang jeder einzelnen kaskadenartigen Verstärkerstufen
n\t bestimmter fest eingestellter Verstärkung innerhalb von Prüfintervallen geprüft und dann über
einen gemeinsamen Ausgang dem Aufzeichnungsgerät zugeführt wird unter gleichzeitiger Ableitung eines
zweiten Signals zur Anzeige der Verstärkerstufe, von
welcher das Verstärkersignal dem Aufzeichnungsgerät zugefüh. t wurde.
Die Entwicklung von digitalen .Speichergeräten lur
seismische Zwecke, die einen großen Ampliiudenbereich
bewältigen können und für den Gebrauch im Feld geeignet sein müsseii und mi* denen man seismische
Daten in digitaler Form auf hochtoungen Magnetspeichern
peichern kanii. hat die Forderung nach
Analogverstärkern mit besonders präzisem Verstärkungsfaktor
und geringstmöglicher Verzerrung mit sich gebracht. Derartige Verstärker werden zwischen den
Geophonen und den Analog-Digital-Umwandlern der Speichersysteme angeordnet, um die seismischen
Signale auf einen Amplitudenumfang zu transformieren,
der vom Analog-Digital-Umwandler aufgenommen
werden kann. So wird es ermöglicht, den vollen Amplitudenumfang der seismischen Signale zu speichern.
Zweckmäßig sollten solche Systeme eine große Bandbreitencharakteristik besitzen.
Da sich seismische Signale gewöhnlich über einen großen Amplitudenbereich erstrecken, etwa über einen
von der Größenordnung von 120db, hat man dies^
Signale bisher oftmal i komprimiert, und zwar auf 78 db,
so daß sie vom Analog-Digital-Umwandler verarbeitet und auch gespeichert werden konnten. Um dieses
Komprimieren durchzuführen, hat man verschiedene Vorrichtungen zum Verändern bzw. Anpassen des
Verstärkungsfaktors angewendet, z. B. vorprogrammierte
Verstärkungen, bei denen der Verstärkungsfaktor langsam zwischen vorgegebenen Grenzen in dem
Maß variiert wird, in dem sich die durchschnittliche Amplitude des seismischen Signals verändert
In der US-Patentschrift 36 03 972 ist bereits eine Verstärkerschaltung mit breitem Amplitudenbereich
beschrieben, die ein gemultiplextes gemeinsames Ausgangssignal als Funktion der erforderlichen Verstärkung
erzeugt Im Betrieb wird am Anfang jeder Kanal-Einschaltperiode die Verstärkung auf einen
Minimalwert gesetzt Bestimmten Zeitintervallen folgend, erhöht sich die Verstärkung in einzelnen Schritten,
bis das Ausgangssignal den vollen Bereich überschreitet oder bis die Maximalverstärkung erreicht ist, so daß das
zur Aufzeichnung größtmögliche Signal erzeugt ist.
Weisen die von der seismischer Vorrichtung kommenden
seismischen Signale eine gT>ße Amplitude und eine hohe Frequenz auf, treten sehr hohe maximale
Änderungsgeschwindigkeiten auf, wenn das seismische Signal die Null-Linie passiert Weil der augenblickliche
Wert des Signals klein ist, versucht das Kaskaden-Verstärkersystem stets den Verstärkungsbereich voll
auszunutzen. Da auf diese Weise die Signalhöhe verstärkt wird, wird ebenfalls die Änderungsgeschwindigkeit
verstärkt. Daraus resultieit in dem Kaskaden
Verstärkersystem ein Ausgangssignal, dessen Änderungsgeschwindigkeit für die Erfassung durch den
Analog-Digital-Umwandler zu schnell ist.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet Schaltkreise zur Ermittlung der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals,
und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, die
Verstärkung herabzusetzen, wenn die Änderungsgeschwindigkeit
einen vorhc: limmten Wert überschreitet.
Dies wird genviß der Erfindung auf vorteilhafi.e Weise
dadurch erreicht, diü ein erstes vorbestimmtes Refc
renz-Signal erzeugt wird, daß während entsprechender
Prüfintervalle jeder der verstärkten Ausgänge geprüft und mit dem ersten Referenz-Signal verglichen wird,
daß einer der verstärkten Ausgänge ζίγ hr/eugung
eines Ausgangssignals gehalten wird, dutf ein einefestgestellten
Änderungsgeschwindig^eit cntr.pret.hen
des Signal erzeugt wird, daß ein zweites Referenz-Si
gnal erzeugt wird, das einer maximalen Änderungs-Geschwindigkeit
für das Ausgangssignal entspricht und das mit dem Signal für die bestimmte Änderungsgeschwin
digkeit verglichen wird, daß ein diesem Vergleichsvorgang
entsprechendes Signal erzeugt wird, und d.tß d,is
Halten eines verstärkten Ausgangs in I Ibereinstimni.irig
mit dem Vergleichs-Signal zur selektierenden Fr/eii
gung des Ausgarigssignals. zumindest über ein vorbestimmtes
Minimal-Schaltintervall. gesteuert wird, wenn das Ausgangisignal eine vorbeMimmtc Beziehung zum
Referenz-Signal aufweist und die Anderungsgeschwindigkeit
des Ausgangssign<ils die maximale Änderungs
geschwindigkei' nicht überschreitet.
Der cfindungsgemäße Schaltkreis für die Andc
rungsgeschwindigkeit verhindert in vorteilhafter Weise, daß das Aus^angssignal den vollen Bereich der
möglichen Verstärkung überschreitet, herrührend von dem Signal, das fortgesetzt wird, um einen Zeitwechsel
zwischen der Zc!t, in der die Verstärkungswahl
durchgeführt wird und der Zeit, in der die Analog-Digital-Umwandlung erfolgt, zu bewirken. Die die Signalhöhe
ermittelnden Komparatoren wählen die Verstärkung
dergestalt aus, daß das Ausgangssignal in einem bestimmten Betrag unterhalb des möglichen Verstärkungsbereichs
verbleibt (etwa 80-90% vom möglichen Höchstwert). Durch Auswählen einer zweckmäßigen
Kombination von einer maximal zulässigen Änderungsgeschwindigkeit und der maximalen augenblicklichen
Signalhöhe, kann das gemeinsame Ausgangssignal innerhalb der Zeitperiode eines Kanals den vollen
Bereich nicht überschreiten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein drittes Referenz-Signal erzeugt
wird, das einer Maximal-Amplitude für das Ausgangssignal entspricht, daß das Ausgangssignal mit dem
dritten Referenz-Signal verglichen und ein diesem Vergleichs-Vorgang entsprechendes Signal erzeugt
wird, daß eine Vielzahl von Steuerschaltsignalen in Übereinstimmung mit den durch den zweiten und
dritten Vergleichs-Vorgang erzeugten Signalen erzeugt werden, daß ein Prüfimpuls oder ein Halteimpuls in
erzeugt, daß der Ausgang des gemeinsamen Ausgangsverstärkers sowohl mit einer ersten Vergleichseinrichtung
und einer zweiten Vergleichseinrichtung als auch mit dem Analog-Digital-Umwandler und digitalen
-, Seuerschaltkreis verbunden ist, wobei die Vergleichseinrichtungen jeweils ein Referenz-Signal von dem
Schaltkreis empfangen und ihrerseits ein dem Ver gleichsvorgang entsprechendes Signal an die Steuer-
und Multiplex-Schaltung übermitteln, und daß die
in Steuer- und Multiplex-Schaltung einen automatisch
ablaufenden Signal-Abfragezykliis steuert, der Prüf- und
Haltczeitintervallc beinhaltet. Die Erzeugung der Prüf-
und Halteimpulse kann durch Prüf- und Halteeinrichtungen
erfolgen, die aus den Schaltkreisen, den Schaltern, den UND-Gattern und der Steuer· und
Multiplex-Schaltung zusammengesetzt sind. Der Steuerschaltkreis kann für die Ermittlung und Steuerung
der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals eine Differenzier-Schaltung aufweisen, die mit dem
wird, um einen verstärkten Ausgang als Ausgangssignal
zu erzeugen, wenn ein weitergeleiteter Prüfimpuls oder Halteimpuls am zugehörigen verstärkten Ausgang
auftritt. Die Erzeugung der Steuerschaltsignale kann die Erzeugung von Zählimpulsen beinhalten, die in der
einen Richtung gezählt werden, wenn das Ausgangssignal den maximalen Amplitudenwert und die Änderungsgeschwindigkeit
des Ausgangssignals nicht ihren Maximalwert übersteigen, während in die entgegengesetzte
Richtung gezählt wird, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals den Maximalwert
übersteigt, und die Zählung der Zählimpulse gestoppt wird, wenn das Ausgangssignal die maximale Amplitude
übersteigt und die Änderungsgeschwindigkeit für das Ausgangssignal den Maximalwert nicht übersteigt. Die
Zählvorgänge im Zählwerk können zur Erzeugung der Steuerschaltsignale dekodiert werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens findet eine Vorrichtung Verwendung, deren
Verstärkerschaltung eine Vielzahl von Verstärkerstufen aufweist, von denen jede einen vorbestimmten Verstärkungsgrad
hat und die in Kaskade geschaltet sind, wobei die Ausgangs-Schaltkreise jeder folgenden Verstärkerstufe
mit dem entsprechenden Eingangs-Schaltkreis der nächstfolgenden Verstärkerstufe der Kaskadenschaltung
verbunden und zur Erzeugung eines Ausgangssignals ein gemeinsamer Ausgangsverstärker vorgesehen
ist. Bei dieser Vorrichtung wird die Erfindung darin gesehen, daß an den Ausgangsverstärker ein Steuerschaltkreis
für die Ermittlung und Steuerung der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals angeschlossen
ist, daK vom Steuerschaltkreis für die von diesem erzeugten Steuerschaltsignale Leitungswege zu
einer Vielzahl von UND-Gattern führen, deren Ausgang mit einem Eingang eines für die jeweilige
Verstärkerstufe vorgesehenen Schalters verbunden ist wobei die Schalter ihrerseits den jeweiligen Verstärkerstufenausgang
mit dem gemeinsamen Ausgangsverstärker verbinden, daß eine Steuer- und Multiplex-Schaltung
vorgesehen ist, deren Ausgänge mit dem anderen Eingang der UNU-Gatter verbunden sind, daß ein
Analog-Digital-Umwandler und digitaler Steuerschaltkreis vorgesehen ist, dessen einer Ausgang zur
Digital-Aufzeichnung führt, dessen andere Ausgänge mit der Steuer- und Multiplex-Schaltung verbunden sind
und der einen Synchronisierungs-Impuls zur Synchronisierung
der Steuer- und Multiplex-Schaltung mit dem Steuerschaltkreis für die Änderungsgeschwindigkeit
j" κ€ΐ!!€ίΓι33ιιι€Π rvüSgäfigäVCrSiärKCr ruf uCSi
Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals verbunden ist, wobei der Ausgang der Differenzierschaltung
mit einem Komparator verbunden ist, an dessen zweiten Eingang eine Gleichspannung angelegt ist, die
.·■> einer maximalen Änderungsgeschwindigkeit entspricht
und der ein Signal als Ergebnis des Vergleichs-Vorgangs zwischen der momentanen Änderungsgeschwindigkeit
des Ausgangssignals und der maximalen Änderungsgeschwind'^keit
erzeugt, das entsprechend seinem Lei-
i'i stungspegel einen Inverter oder ein Zählwerk beaufschlagt.
Weiterhin kann mit dem Ausgang des gemeinsamen Ausgangsverstärkers ein Komparator
verbunden sein, dessen zweiter Eingang eine Gleichspannung empfängt, die einer Maximalamplitudc des
r. Ausgangssignals entspricht, und der ein Signal als
Ergebnis des Vergleichsvorganges zwischen der momentanen Amplitude und der Maximalamplitude des
Ausgangssignals erzeugt. Schließlich kann ein UND-Gatter vorgesehen sein, an dessen Eingänge das Signal
4(i und ein Signal vom Ausgang des Inverters gelegt sind,
wobei das vom UND-Gatter abgehende Signal mit dem Zählwerk verbunden ist. Das Zählwerk kann von einem
Taktgeber und vom Synchronisierungs-Impuls angesteuert werden, wobei die vom Zählwerk abgehenden
-t'i Zählvorgänge an ein nachgeschaltetes Dekodiergerät
angelegt sind, das die Steuerschaltsignale erzeugt, die an die UND-Gatter angelegt werden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
><> F i g. 1 ein vereinfachtes Block-Diagramm des erfindungsgemäßen
Verstärkersystems,
F i g. 2 ein detailliertes Block-Diagramm des in Γ ■g. 1
dargestellten Schaltkreises für die Steuerung der Nachführungs-Geschwindigkeit.
In F i g. 1 ist ein Verstärker-Kanal 1, ein Verstärker-Kanal n, eine digitale Steuer- und Multiplex-Schaltung,
ein Analog/Digital-Umwandler und digitaler Steuerschaltkreis 8, ein gemeinsamer Ausgangs-Verstärker 10
und ein aus den Elementen H, J und G bestehender
ω Komparator dargestellt, die in der US-PS 36 03 972
detaillierter beschrieben sind Der Unterschied des vorliegenden Schaltungsaufbaues gegenüber dem
Schaltungsaufbau gemäß der vorgenannten US-Patentschrift liegt in den beim Verstärker-Kanal 1 zusätzlich
f>5 vorgesehenen UND-Gattern 15, 16, 17, 18 und 19.
Entsprechende UND-Gatter (nicht dargestellt) sind für den Verstärker-Kanal π ebenfalls vorgesehen.
Es wird darauf hingewiesen, daß jegliche Anzahl an
Es wird darauf hingewiesen, daß jegliche Anzahl an
Verstärker-Kanälen gemäß Verstärker-Kanal 1 zwischen
diesen und den Verstärker-Kanal η geschaltet werden können, die von einer Vielzahl von Signalen der
Multiplex-Schaltung gesteuert werden. Die Verstärkung wird durch die Aktivierung von Schaltern I-S, bis 1-S-,
stelig vergrößert, bis das durchlaufende Signal eine
gewünschte vorbestimmte Beziehung zu einem Referenz-Signal aufweist, und für den Rest des Multiplex-Zy
kUari auf dem entsprechenden Verstärkungsgrad gehalten
wird. IN
Unter normalen Betriebsbedingungen wird die Verstärkung zu Beginn einer Verslärker-Kanal-F.inschaltperiode
auf einen Minimalwert geselzt. Speziellen Zeitintervallen folgend, erhöht sich die Verstärkung in
diskreten Stufen, bis das Ausgangssigna! den vollen Bereich überschreite! oder bis die maximal mögliche
Verstärkung erreicht ist. Dadurch wird das größtmögliche
Signal erzeugt und an den Analog/Digital-Umwandler 8 übermittelt. Weist jedoch z. B. das eingangssignal
Si eine groGe Amplitude und eine hohe Frequenz auf. >
tritt eine sehr große Nachführ-Geschwindigkeit auf. wenn das Signal Si die Null-Linie passiert. Wenn der
augenblickliche Wert des Signals St kleiner ist. versucht
der Teil der Einrichtung, der quasi als Gleitkomma- Verstärker
wirkt, stets auf die volle Verstärkung zu ' verstärken. Dadurch wird das Signal S: und ebenso
dessen Nachführ-Geschwindigkeit verstärkt mn dem Ergebnis, daß der Verstärker ein Ausgangssignal
aufweisen kann, dessen Nachführ-Gesehwindigkeit für die Verarbeitung durch den Analog/Digital-Unnsandlcr ;■■
8 zu schnell ist. Ein Stcuerschaltkreis 25 für die Njchlühr-Gcschwindigkcil prüft das am Ausgangs Verstärker
10 anliegende gemeinsame Ausgangssignal In und erzeugt Steuerschaltsignale E; bis F1. für den
Verstärker-Kanal 1. wie nachfolgend noch näher ;. beschrieben.
Empfängt das UND-Gatter 15 ein Vcrstärkungs-Signal
von einer Multiplex-Schaltung 5 und das Steuer schaltsignni £* vom Steuerschaltkreis 25 mit hohem
Leistungspegel, übermittelt das UND-Gatter 15 ein i"
Signal mit hohem Leistungspegel zum Schalter IS,,
worauf der so aktivierte Schalter I-Si bewirkt, daß das
an einem Schaltkreis Di anlieecnde Signal zum
Ausgangs-Verstärker 10 gelangt. Gleichermaßen aktivieren ihrerseits die UND-Gatter 16 bis 19 ihre Schalter t.
I-S; bis I-Si in Erwiderung auf ein Verstärkungs-Signal
von der Multiplex-Schaltung und einem Steuerschaltsignal vom Steuerschalkreis 25.
Wie in F i g. 2 dargestellt, wird das Ausgangssignal Vn
einer Differenzier-Schaltung 30 zugeführt, in der es zur ·>η
Bildung eines Signales Fm. das mit der Nachführ-Geschwindigkeit
1^ des Signals Si korrespondiert, differenziert
wird. Das Signal Fio wird einem Komparator 33
zugeführt, der zusätzlich noch eine Gleichspannung V, -,-,
empfängt, die der maximal zulässigen Nachführ-Ge-
schwindigkeit
entspricht. so daß der Komparator 33 als Nachführ-Geschwindigkeits-Detektor arbeitet.
Wenn 1Js (Signal F)o) größer ist als die maximal ""
zulässige Nachführ-Geschwindigkeit j (Gleichspannung
V1). erzeugt der Komparator 33 ein Signal F15
mit hohem Leistungspegel als Verstärkungs-Verminde- „-,
rungssignal und gibt dieses an ein vor- und zurückschaltendes Zählwerk 38 und an einen Inverter 39.
Weist das Signal Fi 5 einen hohen Leistungspegel auf.
erzeugt der Inverter 39 ein Signal FIt, mit niedrigem
l.eistungspegel und leitet dieses weiter zu einem UND-Gatter 40. das dadurch abgeschaltet wird. Das
eingeschaltete UND-Gatter 40 erzeugt ein Verstärkungs-Erhöhungssignal
F17 mit hohem Leistungspegei für das Zählwerk 38.
Das Ausgangssignal V0 wird ebenso einem anderen
Komparator 45 zugeleitet, der zusätzlich noch eine Gleichspannung V>
empfängt, die mit dem Gesamtver-Stärkungsbereich dividiert durch die Verstärkung einer
Stufe korrespondiert, und nachfolgend als Gesamtverstärkung IG bezeichnet wird. Der Komparator 45
übermittelt ein Signal Fm mit niedrigem l.eistungspegel
zum UND-Gatter 40. wenn die Größe des Ausgangssignals V'i größer ist als die Referenz-Gleichspannung V;
und das Signal Fm mit hohem Leistungspegel, wenn die
Größe des Ausgangssignals Vn kleiner ist als die Gcsamtverstärkung IG.
Ist das Ausgangssignal V, nicht größer als die
Gesamtverstarkung /G. ist es zulässig, die Verstärkung
durch Vergrößerung der Amplitude des Ausgangssignals Vi, zu erhöhen.
1st das Signal F,- auf einem hohen Leistungspegei. ist
das UND-Gatter 40 partiell aktiviert. Zeigt der Komparator 33 an. daß das Signal FH>
nicht den Maximalwert übersteigt, ist das Signal Fm vom
Komparator auf niedrigem l.eistungspegel und bewirkt im Inverter 39. daß dieser ein Signal Fu. mit hohem
Leistungspegel erzeugt, das das UND-Gatter 40 vollständig einschaltet, um ein Signal Fi; mit hohem
l.eistungspegel zum Zählwerk 38 zu übermitteln.
Das Zählwerk 38 wird durch einen Synchronisicrungs-Impuls
F- auf den Wert I zurückgestellt, obgleich es für den Fachmann ersichtlich ist. daß das Zählwerk
auch auf jeden anderen Wert zurückgestellt werden kann. Das Zählwerk 38. das Zeitimpulse von einem
Taktgeber 50 empfängt, wird durch die Richtung der Signale, die entsprechend angezeigt wird, durch die
l.eistungspegel der Signale Fts und F,: vom Komparator
33 und dem UND-Gatter 40 gesteuert. Ist das Signal Fi;
auf einem hohen Leistungspegei, ist das Signal Fn auf
einem niedrigen Leistungspegel und das Zählwerk 38 addiert die Zeilimpulse des Taktgebers 50. Ist das Sienal
I',-, auf einem hohen Leistungsniveau, ist das Signal Fi;
auf einem niedrigen Leistungsniveau und bewirkt im Zählwerk 38 ein Subtrahieren der Zeitimpulse vom
Taktgeber 50. Sind die Signale F15 und Fi; beide auf
niedrigem Leistungspegel, zählt das Zählwerk 38 die Zeitimpulse vom Taktgeber 50 nicht. Ein Dekodiergerät
55, das von herkömmlicher Bauart sein kann, dekodiert
die Zählvorgänge des Zählwerkes 38 und erzeugt die Steuerschaltsignale F>bis F6.
1st die Nachführungs-Geschwindigkeil zu hoch,
bewirkt das Signal F10 der Differenzierschaltung 30
beim Komparator 33 das Verstärkungs-Erniedrigungs-Signal F^ mit hohem Leistungspegel. Der nächste
Impuls vom Taktgeber 50 verringert den Zählvorgang, so daß. was auch immer für ein Steuerschaltsignal vom
Dekodiergerät 55 erzeugt wird, dieses auf hohem Leistungspegel ist. anstatt auf einen niedrigen Leistungspegei
zu gehen, und das nächst nachfolgende Steuerschaltsignal, das von einem niedrigen Leistungspegei
auf einen hohen Leistungspegel geht läßt das Signal auf einen niedrigen Leistungspegel gehen, aber
das nächst vorausgehende Steuerschaltsignal geht auf einen hohen Leistungspegel.
Für die Bedingung, bei der Vo die Gesamtverstarkung
IG übersteigt, erzeugt der Komparator 45 ein Signal Fig
mit niedrigem Leistungspegel, das bewirkt, daß das UND-Gatter 40 ein Signal Em von niedrigem Leistungspegel zum Zählwerk 38 übermittelt. Übersteigt die
Nachführungs-Geschwindigkeit nicht ihr Maximum, übermittelt der Komparator 33 ein Signal £15 mit
niedrigem Leisti'ngspegel zum Zählwerk 38. Wie schon vorherbeschrieben, zählt das Zählwerk 38 die Zeitimpulse
vom Tak.geber 50 nicht, wenn die Signale £Ί5 und
E\r auf niedrigem Leistungspegel sind. Übersteigt die Nachführungs-Geschwindigkeit ihren Maximalwert,
übermittelt der Komparator 33 ein Signal Et=, mit hohem
10
Leistungspegel, während das Signal Ei; auf niedrigem
Leistungspegel ist und das Zählwerk 38 subtrahiert die vom Taktgeber 50 kommenden Zeitimpulse.
Das vorbeschriebene Verstärker-System ist ein die
• Verstärkung steuerndes System mit Schaltkreisen zur
Steuerung der Nachwhrungs-Geschwindigkeit, so daß das zu einem Analog/Digital-Umwandler übermittelte
Ausgangssignal nicht die Prüffähigkeit des Analog/Digital-Umwandlers
übersteigt noch den Analog/Digital-
ni Umwandler übersteuert.
Claims (4)
1. Verfahren zur Aufzeichnung von in einem großen Amplituden-Bereich liegenden Signalen
unter Verwendung von in Kaskade geschalteten Verstärkerstufen, insbesondere für seismische Signale, bei dem der Ausgang jeder einzelnen
kaskadenartigen Verstärkerstufe mit bestimmter fest eingestellter Verstärkung innerhalb von Prüfintervallen geprüft und dann über einen gemeinsamen
Ausgang dem Aufzeichnungsgerät zugeführt wird unter gleichzeitiger Ableitung eines zweiten Signals
zur Anzeige der Verstärkerstufe, von welcher da* Verstärkersignal dem Aufzeichnungsgerät zugeführt
wurde, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes vorbestimmtes Referenz-Signal (+ V, -V)
erzeugt wird, daß während entsprechender Prüfintervalle jeder der verstärkten Ausgänge geprüft
und rei. dem ersten Referenz-Signal (+ V, — V)
verglichen wird, daß einer der verstärkten Ausgänge
rar Erzeugung eines Ausgangssignals (V0) gehalten
wird, daß ein einer festgestellten Änderungsgeschwindigkeit entsprechendes Signal (£10) erzeugt
wird, daß ein zweites Referenz-Signal (V1) erzeugt wird, das einer maximalen Änderungsgeschwindigkeit für das Ausgangssignal (V0) entspricht und das
mit dem Signal (£10) für die bestimmte Änderungsgeschwindigkeit verglichen wird, daß ein diesem
Vergleichs-Vorgang entsprechendes Signal (£15) erzeugt vird, und daß das Halten eines verstärkten
Ausgangs in Übereinstimmung mit dem Vergleichs-Signal (Eu) zur selektierenden Erzeugung des
Ausgangssignals (V0), zumindest über ein vorbestimmtes Minimal-Schaltin.irvall, gesteuert wird,
wenn das Ausgangssignal (K1) eine vorbestimmte
Beziehung /um Referenz-Signal (+ V. - V) aufweist
und die Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangs Signals (Vo) die maximale Änderungsgeschwindig
keil nicht überschreitet.
2 Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekenn
zeichnet, daß ein dritte·, Referenz-Signal (V?)
erzeugt wird, das einer Maximal-Amplitude für das
Ausgangssignal (V0) entspricht, daß das Ausgangs
Signal (V0) mit dem dritten Referenz-Signal (V.)
Vergleichen und ein diesem Vergleichs-Vorgang entsprechendes Signal (/fm) erzeugt wird, daß eine
Vielzahl von Steuerschaltsignalen (Ei- ft) in Über
tinstimmung mit den durch den /weiten und dritter
Vergleichs Vorgang erzeugten Signalen (E\„ £Ί«)
erzeugt werden, daß ein Prüfimpuls oder ein Halteimpuls in Übereinstimmung mit den Steucrsi
gnalen (E1-U) weitergeleitet wird, um einen
Verstärkten Ausgang als Ausgangssignal /u erzeu gen. wenn ein weitergeleiteter Prüfimpuls oder
Halteimpuls am zugehörigen verstärkten Ausgang
auftritt.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Steuer
Ichaltsignale (if.?- ft,) die Erzeugung von Zählimpul
sen (vom Zähler 50) beinhaltet, daß die Zählimpulse in der einen Richtung gezählt werden, wenn das
Ausgangssignal (V0) den maximalen Amplitudenwert und die Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals ( V0) nicht ihren Maximalwert übersteigen, daß in die entgegengesetzte Richtung gezahlt
wird, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals (V0) den Maximalwert übersteigt
und daß die Zählung der Zählimpulse gestoppt wird,
wenn das Ausgangssignal (Vo) die maximale Amplitude übersteigt und die Änderungsgeschwindigkeit für das Ausgangssignal (Va) den Maximalwert nicht übersteigt, und daß die Zählvorgänge im
Zählwerk (38) zur Erzeugung der Steuerschaltsignale (£2 - Eb) dekoriert werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, deren Verstärkerschaltung eine Vielzahl von Verstärkerstufen aufweist,
von denen jede einen vorbestimmten Verstärkungsgrad hat und die in Kaskade geschaltet sind, wobei
die Ausgangsschaltkreise jeder folgenden Verstärkerstufe mn dem en isprechenden Eingangsschaltkreis der nächstfolgenden Verstärkerstufe der
Kaskadenschaltung verbunden und zur Erzeugung eines Ausgangssignals ein gemeinsamer Ausgangsverstärker ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den
Ausgangsverstärker (10) ein Steuerschaltkreis (25) für die Ermittlung und Steuerung der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals (Vb) angeschlossen ist, daß vom Steuerschaltkreis (25) für die von
diesem erzeugten Steuerschaltsignale (£2 - S,) Leitungswege zu einer Vielzahl von UND-Gattern (15,
16, 17, 18, 19) führen, deren Ausgang mit einem Eingang eines für die jeweilige Verstärkerstufe (A\,
Bu B2, B}, Bt) vorgesehenen Schalters (1-Si bis 1-S5)
verbunden ist, wobei die Schalter (1-Si bis I-S5)
ihrerseits den jeweiligen Verstärkerstufen-Ausgang mit dem gemeinsamen Ausgangsverstärker (10)
verbinden, daß eine Steuer und Multiplexschaltung (5) vorgesehen ist, deren Ausgänge mit dem anderen
Eingang der UND Gatter (15, 16, 17, 18, 19) verbunden sind, daß ein Analog-DigitalUmwandler
und digitaler Steuerschaltkreis (8) vorgesehen ist. dessen einer Ausgang zur Digital-Aufzeichnung
führt, dessen andeie Ausgänge mit der Steuer- und
Multiplex Schaltung verbunden sind und der einen Synchronisierungs-Impuls (l· ) zur Synchronisierung
der Steuer- und MultiplexSchaltung (5) mit dem Sieuerschaltkreis (25) fur die Änderungsgeschwindigkeit erzeugt, daß der Ausgang des gemeinsamen
Ausgangsverstärkers (10) sowohl mit einer ersten Vergleichseinrichtung (H) und einer zweiten Ver
gleichseir ■ htung (l)a\i auch mit dem Analog-Digital-Umwandler und digitalen Steuerschaltkreis (8)
verbunden ist. wobei die Vergleichseinrichtungen (H. I) jeweils cm Referenz-Signal von dem
Schaltkreis (G) empfangen und ihrerseits ein dem Verglcichs-Vorgang entsprechendes Signal (Q, f'Jan
die Steuer- und Multiplex-Schaltung (5) übermitteln,
und daß die Steuer und Multiplex Schaltung (5) einen automatisch verlaufenden Signal Abfragezy
klus steuert, der Prüf- und Halte/eitintervalle
beinhaltet
) Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erzeugung der Prüf und
Halteimpulse durch Prüf- und Halteeinrichiungen
erfolgt, die aus den Schaltkreisen (I) bis />,). den
Schaltern (IS' bis I Ss). den UND-Gattern (15, 16,
17, 18, 19) und der Steuer- und Multiplex-Schaltung (5) zusammengesetzt sind, daß der Steuerschaltkreis
(25) für die Ermittlung und Steuerung der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals (V0) eine
Differenzier-Schaltung (30) aufweist, die mit dem gemeinsamen Ausgangsverstärker (10) zur Bestimmung der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals (Vn) verbunden ist, daß der Ausgang der
Pifferenzier-Schaltung (30) mit einem Komparator
(3) verbunden ist, an dessen zweiten Eingang eine Gleichspannung (Vi) angelegt ist, die einer maximalen
Änderungsgeschwindigkeit entspricht und der ein Signal (Eis) als Ergebnis des Vergleichs-Vorgangs
zwischen der momentanen Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals (Vo) und der
maximalen Änderungsgeschwtndigkeit erzeugt, das entsprechend seinem Leistungspegel einsn Inverter
(39) oder ein Zählwerk (38) beaufschlagt, daß ι ο weiterhin mit dem Ausgang des gemeinsamen
Ausgangsverstärkers (10) ein Komparator (45) verbunden ist, dessen zweiter Eingang eine Gleichspannung
(Vi) empfängt, die eine Maximal-Amplitude des Ausgangssignals (V0) entspricht, und der ein
Signal (E18) als Ergebnis des Vergleichs-Vorgangs
zwischen der momentanen Amplitude und der Maximal-Amplitude des Ausgangssignals (Vo) erzeugt,
daß ein UND-Gatter (40) vorgesehen ist, an dessen Eingänge das Signal (£Ί8) und ein Signal (£ib)
vom Ausgang des Inverters (39) gelegt sind, daß das vom UND-Gatter (40) abgehende Signal (Eu) mit
dem Zählwerk (38) verbunden ist, daß das Zählwerk (38) von einem Taktgeber (50) und vom Synchronisierungs-Impuls
(£7) angesteuert ist und daß die vom .?> Zählwerk (38) abgehenden Zählvorgänge an ein
nachgeschaltetes Dekodiergerät (55) angelegt sind, das die Steuerschaltsignale (E2-E6) erzeugt, die an
die UND-Gatter(15,16,17,18,19) angelegt sind.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US415022A US3919657A (en) | 1973-11-12 | 1973-11-12 | Wide dynamic range amplifier system with slew rate control |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2450292A1 DE2450292A1 (de) | 1975-05-28 |
| DE2450292B2 DE2450292B2 (de) | 1980-05-29 |
| DE2450292C3 true DE2450292C3 (de) | 1981-03-19 |
Family
ID=23644041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE2450292A Expired DE2450292C3 (de) | 1973-11-12 | 1974-10-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung von in einem großen Amplitudenbereich liegenden Signalen unter Verwendung von in Kasdade geschalteten Verstärkerstufen, insbesondere für seismische Signale |
Country Status (10)
| Country | Link |
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| CA (1) | CA1027647A (de) |
| CH (1) | CH579849A5 (de) |
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| FR (1) | FR2251126B1 (de) |
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| IT (1) | IT1025600B (de) |
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