DE2644885A1

DE2644885A1 - Verfahren und einrichtung zum pruefen geophysikalischer datenaufnahmeeinrichtungen

Info

Publication number: DE2644885A1
Application number: DE19762644885
Authority: DE
Inventors: Oke A Fredriksson; Elmer L Thomas
Original assignee: Chevron Research and Technology Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1975-10-01
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1977-04-14
Also published as: FR2326800A1; FR2326800B1; DE2644885C2; GB1557698A; CA1083719A; US4039806A; JPS5244147A

Description

Hamburg, den 27. Septa 192776

Priorität: 1. Oktober 1975, U.S.A., Pat.Anm.Nr. 618 550

Anmelder;

Chevron Research Co.

575 market Street

San Francisco, CaI. 94105, U.S.A

Verfahren und Einrichtung zum Prüfen geophysikalischer Datenaufnahmeeinrichtungen

Bei seismischen Aufschlußverfahren im freien Gelände und in Stadtgebieten werden am Erdboden oder in der Nähe der Erdoberfläche akustische Wellen erzeugt und nach unten in die Erde abgestrahlt. Reflexionen treten an der Grenzfläche unterirdischer Schichten auf, deren akustische Impedanzen verschieden sind, und diese Reflexionen werden dann durch Geophongruppen aufgenommen, die an der Erdoberfläche aufgestellt sind. 3sde

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Geophongrupps, dia eina Anzahl einzelner Geophone umfassen kann, erzeugt ein zusammengesetztes elektrisches Signal oder Signalgemisch, welches eine ffieGeinrichtung ansteuert, die gewöhnlich in ainem Auf zaichnungsiuagan in dar Nähe dar Geophone untergebracht ist.

Die Geräte für seismische Feldmessungen müssen geprüft uierdan. Für diesen Zweck wird häufig ein Sinuswellenganarator eingesetzt, um die Elemente eines Aufnahmesystems wahlweise anzusteuern. Das Ansprechen der Geräte ist ein MaQ für ihre Faldbrauchbarkeit. Für Felduntersuchungen sollten derartige Generatoren jedoch leicht, klein und tragbar sein und dabei gleichzeitig unter Verwendung einer Batterie als Stromquelle eine sehr genaue Sinusform erzeugen. Es ist bisher kein Generator bekannt geworden, der alle diese Anforderungen erfüllt.

Die Erfindung betrifft daher insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zum Prüfen geophysikalischer Datenaufnahmeeinrichtungen, insbesondere von Geophonan. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Prüfverfahren, bei welchem mit synthetisch erzeugten Sinuswellen in einem Frequenzbereich von 1 - 500 Hz gearbeitet wird und auf einen Frequenzgenerator (Synthesizer) zur Verwendung in dem arfindungsgemäSan Verfahren, wobei vor allem auch im üblichen Feldbetrieb die Genauigkeit von Laborprüfungen erreicht werden soll.

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Die Erfindung bezweckt hauptsächlich die Schaffung aines leichten, tragbaren, digitalen Frequenzgenerators,und zwar insbesondere eines nicht rekursiven digitalen Frequenzgenerators mit so hoher Genauigkeit, daß ar im Gelände und auch im Labor zur Prüfung von Geräten oder Teilen eines geophysikalischen Datenaufnahmesystems eingesetzt werden kann·

Ein erfindungsgemäßer Frequenzgenerator weist einen spannungsgesteuerten Oszillator variabler Frequenz auf, der einen Impulszug mit einer ausgewählten Impulsfrequenz erzeugt. Die Impulsfolgefrequenz ist proportional der Frequenz f des synthetisierten Ausgangssignals und ist beispielsweise Cf , wobei C eine Konstante, beispielsweise 360 ist. An den Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators ist ein Aufwärts-Abwärts-Zähler angeschlossen, der als Antwort auf den Impulszug mit der Frequenz Cf · eine Serie von 8-bit-Adressen erzeugt. Der Zähler ist dann an einen vorzugsweise zweistufigen Programmspeicher oder iYlikro-Programmspeicher angeschlossen. Der Programmspeicher nimmt C(C/2) + i]] definierte 16-bit-Binärcodeworte auf, welche definierte Amplituden der synthetisch zu erzeugenden Sinusform darstellen. Diese Codeiuorte werden aufgrund eines Steuerbefehls auf einen Digital-Anlaog-Konverter gegeben. Der Betrieb des Digital-Analog-Konverters ist mit einer gesonderten Störaustastschaltung synchronisiert. Die Störaustastschaltung liegt am Ausgang des Digital-Analog-Konverters. Bei einer Verschiebung der Binärworte durch den

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Digital-Anlog-Konverter unterdrückt die damit zusammenwirkende Austastschaltung Störspitzen, die durch die verschiedenen Digitalelemente des Frequenzgenerators erzeugt werden. Dadurch ist eine hohe Genauigkeit der am Ausgang des Digital-Analog-Konverters über einen zur PrUfung der Elemente eines geophysikalischen Datenaufnahmesystems erforderlichen Frequanzbareich von 1 » 500 Hz gewährleistet·

Bei sinsr bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ufird der Impuissug mit der Frsquenz Cf entweder von einem Digitalosziliator fester Frequenz oder einem spannungsgesteuerten Oszillator erzeugt«, der einen Betrieb bei faster oder veränderlicher Frequenz ermöglicht_e

Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Programmspeicher zwei Stufen von Speicherzellen für jeweils 181 definierte 8-bit-Binär-Halbu/orte» Diese Tandemzellen sind jeweils gleichzeitig eingeschaltet^ um nacheinander das 16-bit-BinäriDortj, aus weichem definierte sinusförmige Amplitudenwerte erzeugt raerden_s auf dan Digital-Analog-Konverter zu geben· Dabei ist zu beachten, daß die bit-Länge jedes vom Programmspeicher kommenden Binärwortes doppelt so groß ist wie die bit-Länge der jeweils in einzelnen Zeilen gespeicherten Halbierte,, Dies ergibt den Uorteii, daß die im Binärwortcode enthaltene korrespondierende Quantisierung und genaue bit-Trennung nach der Analog-Digital-Umsetzung die Erzeugung einer

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sehr genauen und stabilen Sinusform über den gesamten interessierenden Frequenzbereich gewährleistet. Die erzeugte SinuswelLe hat also vorzugsweise die Form diskreter quantisierter Wort-Schritte, die sich aus der UJiederholungsfrequenz des Impulszuges der Frequenz Cf ergeben· Wenn C gleich 360 ist, entspricht jeder getrennte Schritt der erzeugten Sinusform einem elektrischen Grad und ermöglicht damit eine vorteilhafte Steuerung und Messung» UJe η η die Eingangsfrequenz Cf ansteigt, steigt auch die Ausgangsfrequenz f « Das System ermöglicht also eine Frequenzmodulation^,

Der erfindungsgemäße digitale Frequenzgenerator, bei dem as sich insbesondere um einen nicht rekursiven digitalen Frequenzgenerator handelt, erzeugt also eine überraschend genaue Sinuswelle, welches die Anforderungen bei der Prüfung von Elementen eines geophysikalischen Datenaufnahmesystems in jedem Falle auch in normalen Feidbstrieb erfüllt«

Der oben verwendete Ausdruck "nicht rekursiv" dient zur Bezeichnung eines Frsquenzgsnerator-s, der diskrsfce, quantisierte Samples oder Abfrageuterta einer digitalisierten Sinusform aus einem Speicher, beispielsweise einem Programmspeicher auf einen Digital-Analog-Konverter gibt, in welchem eine Umsetzung der Binärwerte erfolgt, so daß im Ergebnis eins synthetische Sinuswelle am Ausgang des Digital-Analog-Konverters auftritt.

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Waiters Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in welchen die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert und dargestellt ist. Es zeigen :

Fig. 1 und 2 Blockdiagramme eines erfindungsgemäßen nichtrekursiven digitalen Frequenzerzeugers,

Fig. 3 eine Darstellung von Adressiervorgängen für

verschiedene Phasenwerte zur Verdeutlichung der Arbeitsweisen des in Fig· 1 und 2 gezeigten Frequenzerzeugers,

Fig. 4A und 4B Blockdiagramme verschiedener Einheitselemente

zur Veranschaulichung von Schaltungseinzelheiten und

Fig. 5 einen Oszillator für einen Betrieb mit ll/obbel-

oder Feetfrequaizen.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäß aufgebauten, nichtrakursiven Frequenzgenerator mit Frequenzsynthese. Der Frequenzgenerator 10 ist vorzugsweise aus größeren integrierten Schaltkreisen (LSI) aufgebaut. Der in Fig_e 1 gezeigte Generator zur Frequenzsynthese iuird von einer beispielsweise aus einer Batterie bestehenden Spannungsquelle 11 gespeist, deren Ausgang durch ein Regelgerät 12 gesteuert wird. Das Regslgerät 12 weist Schaltkreise auf, die durch einen (Yleßtechniker von Hand gesteuert werden, um in üblicher Uieise den gewünschten

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Betrieb einzuleiten. Der Regler 12 versorgt die verschiedenen Elemente des Frequenzerzeugers 10 mit Steuersignalen und sorgt für Kontinuität bziu. eine enge Verbindung zwischen diesen Elementen und der Spannungsquelle 11,

Es erscheint zweckmäßig, bevor der Betrieb des erfindungsgemäßen Frequenzerzeugera Ί 0 im einzelnen beschrieben wird, zunächst die Erzeugung synthetisierter sinusförmiger Wellen aus mathematischer Sicht zu erörtern.

Dabei soll X(t) eine kontinuierliche sinusförmige Welle einer Frequenz f sein. Dann ist

X(t) s A sin 2 f_ot = A sin 2γ£ ,

wobei f die Frequenz und T die Periodendauer ist.

Wenn die Formel (1) für einen einzelnen Wert ausgedrückt ujird, uiird

X(n) = A sin §gg. (2)

Dabei ist X(n) der UJert der Funktion innerhalb des η-ten Intervalls, wobei jedes Intervall vorzugsweise ein Grad lang gemacht uiird.

Oeder gesonderte Bogen des Phasenkreises 16 in Fig. 3 legt

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. Λ.

ein ausgewähltes Argument bzw. einen Phasenvektor einer Sinusform fest. Das Argument bzw. der Vektor wird als Funktion eines ausgewählten Zeitintervalls T/360 erzeugt. Seine genaue digitale Darstellung, beispielsweise von Gleichung (2) ausgehend, ist auch eine Funktion der im Sinuswellengenerator 14 nach Fig. 2 verfügbaren Speicher.

Fig. 2 verdeutlicht im einzelnen den Betrieb eines erfindungs· gemäß aufgebauten nichtrekursiven digitalen Frequenzerzeugers 10.

Die Schaltung 10 kann eine sehr genaue synthetisierte Sinusform erzeugen. Die erzeugte Sinusform wird dadurch erzielt, daß 'ziemlich lange Binärworte zunächst aufgenommen und dann umgesetzt werden, und zwar unter Verwendung von Schaltungselementen, die verhältnismäßig wenig Leistung verbrauchen. Die sich ergebende Sinusform ist besonders zur Prüfung von Elementen oder Unterelementen eines geophysikalischen Datenerfassungssystems für den Feldeinsatz sehr gut brauchbar. Die Prüfung erfolgt über einen Frequenzbereich von 1 - 500 Hz.

Der in Fig. 2 dargestellte Frequenzerzeuger 10 weist im einzelnen einen Digitaloszillator (DO) 17 im Nebenschluß zu einem gesonderten spannungsgesteuerten Oszillator 18 (VCO)

auf. Der Digitaloszillator 17 ist für Betriebsarten mit Festfrequenzen vorgesehen und kann einen Kristalloszillator in

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Reihe mit mehreren Teilern aufweisen, um verschiedene Impulszüge mit definierten UJiederholungsf requanzan zu erzeugen. Demgegenüber erzeugt der spannungsgesteuarte Oszillator 18 ein Ausgangssignal, dessen Frequenz entweder festliegt oder als Funktion der Zeit veränderbar ist. Diese Elementen bilden gemeinsam den in Fig. 1 gezeigten Wehrfachoszillator 13 für unterschiedliche Betriebsarten. Am gemeinsamen Ausgang des Digitaloszillators 17 oder des spannungsgesteuerten Oszillators 18 in Fig. 2 ist der erzeugte Impulszug 13A jetueiJs eine Reflexion der unten noch näher erläuterten Betriebsarten bei fester, veränderlicher oder geiuobbelter Frequenz, ausgenommen, daß zu irgendeinem Zeitpunkt die Impulsrate des Impulszuges 13A gleich Cf ist, wobei C eine konstante, vorzugsweise 360, und f die Frequenz der zu erzeugenden Sinusform 15 ist.

Ams Ausgang des Digitaloszillators 17 und des spannungsgestBuerten Oszillators 18 ist eine Torschaltung 20 vorgesehen. Der Impulszug 13A wird durch die Taktwahl-Torschaltung 20 getastet als eine Funktion der durch den Regler 12 in Fig.1 erzeugten Steuersignale. Am Ausgang der Torschaltung 20 liegt ein Sinuswellen-Generator 14.

Der Sinusgenerator 14 meist Aufwärts-Abwärts-Zähler 21 auf, siehe Fig. 2. Die Zähler 21 werden durch eine Logik-Schaltung 21A gesteuert. Diese Anordnung diant zur Erzeugung der ga-

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wünschten Serien von 8-bit Abfrageadressen für einan zweistufigen Programmspeicher bzu/. fiükro-Programmspaicher 22. Der Programmspeicher 22 ist vorzugsweise über Pufferverstärker 23 an die Ausgangsseite der Aufwärts-Abwärts-Zähler 21 angeschlossen.

In Abhängigkeit von den durch die Zähler 21 erzeugten Adressen sorgt der Programmspeicher 22 für eine Reihe von [(C/2) + i3 gesonderten 16-bit-Binäriuorten. Jedes Wort stellt eine gesonderte definierte Amplitude bzw. ein Argum.ent der zu erzeugenden Sinurform als Zeitfunktion dar. Die liJdrte werden nacheinander in einen Digital-Analog-Konverter 24 gegeben. An den Ausgang des Digital-Analog-Konverters 24 ist ein Störunterdrückungskreis 25 angeschlossen, der durch eine monostabile Entzerrungschaltung 26 gesteuert ist. Die Schaltungen 25 und 26 haben den unten erläuterten Zweck, nachteilige Einwirkungen von Störungen oder Verzerrungen, die durch Zustandsänderungen des Digital-Anlaog-Konverters 24 und anderer Elemente des Frequenzerzeugers 10 entstehen können, abzuschwächen oder auszuschalten. Die durch Frequenzsynthese zusammengesetzte Sinusform 15 am Ausgang der Schaltung 25 ist daher im wesentlichen frei von Signalspitzen bzw. Nadelimpulsen. Dieser erwünschte Zustand ist besonders vorteilhaft, wenn das sinusförmige Ausgangssignal zur Prüfung seismischer Einrichtungen im erwähnten Frequenzbereich von 1 - 500 Hz verwendet wird.

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Die Fig. 4A und 4B zeigen Einzelheiten des Sinuswellengenerators 14 und der Unterdrückungsschaltung 25.

In Fig. 4A sind die Aufwärts-Abwärts-Zähler 21 als Kaskade geschaltet und jeweils gesondert mit 21B oder 21C bezeichnet. Die Steuerung der Zahler 21B und 21C erfolgt über die oben erwähnte logische Steuerschaltung 21A.

Die logische Steuerschaltung 21A besitzt gemäß Fig. 4A NAND-Gatter 27 und 28, NOR-Gatter 29 und 30 sowie eine Flip-Flop-Schaltung 31. Die NOR-Gatter 29 und 30 sind zur Steuerung der Flip-Flop-Schaltung 31 vorgesehen. Auf der Aufluärtsseite des Zählzyklus wird durch den Impulszug 13A schrittweise eine Reihe von Adressen erzeugt. Diese Adressen sind für eine vollständige Steuerung der Speicherzellen 22A und 22B des Programmspeichers 22 geeignet. Es gelangt daher eine Reihe von Binärworten vom Programmspeicher 22 zum Digital-Anlag-Konverter und zwar in ausreichender Anzahl, um zwei benachbarte Quardranten der zu erzeugenden Sinusform festzulegen. Beispielsweise erzeugt beim Aufwärts-Zyklus ein durch Fadenwinkel zwischen θ = + 90 und θ = -90° bestimmter Zwei-Quadranten-Code definierte Amplitudenwerte über zwei aufeinanderfolgende Quadranten. In ähnlicher Weise werden bei der Abwärts-Zählfolge Phasenwinkel in einem Bereich von Q = -90° bis 8 s +90° entsprechend festgelegt. Das heißt, daß der Abwärts-Zählzyklua durch Rückstellung der Flip-Flop-Schaltung 31 über die

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Gatter 27, 28 und 29 eingeleitet wird. Er endet, wenn die Schaltung 21A über das NOR-Gatter 30 die Null-Adresse im Zähler 21 abtastet. Danach setzt das NOR-Gatter 30 die Flip-Flop-Schaltung 31 , so daß der Aufwärts-Zählzyklus erneut beginnen kann.

Bekanntlich ist nur ein Quadrant der zu erzeugenden Sinusform eindeutig. Der Programmspeicher 22 schlieui jedoch Funktionsujsrte zweier Quadranten ein, welche programmierbaren Speicher-Unter-Einheiten 22A und 22B zugeordnet sind. Adressen von den Zählern 21 steuern Zellen jeder Einheit 22A und 22B in Kaskade, 3ede der Einheiten 22A und 22B weist eine Reihe von Speicherzellen auf. Diese Zellen können f(C/2)+il Binärworte bereitstellen. Gemeinsam liefern die Zellen Binärwarte, welche zweimal die bit-Länge der von den Zählern 21 gelieferten Adressenworte aufweisen· 3ede der von den Zählern 21 gelieferten Adressen hat eine Länge von 8 bit, so daß die vom Programmspeicher' 22 aufgenommenen Binärcode-Worte eine Länge von 16 bit haben. UJie bereits erwähnt wurde, wird die Adressierung der Speichereinheiten 22A und 22Bdurch die Aufwärts-Abwärts-Zähler 21 gesteuert. Bei jedem Aufwärts- oder Abwärts-Zählzyklus werden gleichzeitig beide Einheiten 22A und 22B erreicht, um die größeren U/ortlängen zu erzeugen, welche nach Umsetzung Amplitudenwerte der Sinusform über zwei aufeinanderfolgende Quadranten erzeugen. Da die C(C/Z)+1j diskreten, im Programmspeicher gespeicherten 16-bit-Binärworte als

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Funktion der Impulsfrequenz Cf auftreten, führt eine Änderung der Frequenz des Impulszuges auch zu einer Änderung der Frequenz der erzeugten Sinusu/elle. Die Worts stellen diskrete Amplitudeniuerte der zu erzeugenden Sinusform dar.

Tafeln I und II v/erdeutlichen die Beziehung zwischen dan durch die Aufiuärts-Abuiärts-Zähler 21 erzeugten 8-bit-Adressen und dem resultierenden vollständigen 16-fcB.t-Binärtuort-Code, der vom Programmspeicher 22 zum Digital-Analog-Konverter gelangt·

Tafel

"B-Bit Adressen durch -Zähler 21

Aufiuärts- Zählfolqe	Binäradresse
0 1 2	00000000 00000001 00000010
180	10110100

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	Unterein	000	22a	1	O	Tafe	1 II	^{Lt 22}^₅	001	Phase	das Speichers 22	*	0U1	22a	O	Unterein	111	010
	heit 2°	000	000		O	6-bit-Sinus-Proqramm	OQO	no	-10	Unterein		001	011	O	heit 22b ₂15	101	IUO
	0.	000	000		O	Unterein-	000	101 ■ ·	-11	heit 2°	001	100	O	OU	011	101
Phasa	O	000	000	1	he:	010	on . .	-12	1	010	101	1	01	000	111
♦ 90	0	000	000	O	ÜÜ	no	on	-20	1	010	101	1	10	011	11 1
0 9 ,	0	000	001	O	00	011	101	-21	1	010	no	1	11	110	011
88 '	0	000	001	1	00	001	001	-22	1	100	111	O	11	000	000
80	0	000	011	O	11	111	001	-30	1	100	000	1	11	101	100
79	0	000	100	1	01	000	011	-31	1	100	000	1	OO	010	100
78	0	001	100	1	11	010	111	-J2	1	101	001	O	11	000	110
70	■0	001	000	O	10	100	001	-40	1	101	001	1	11	111	001
69	0	001	001	1.	10	001	100	-41	1	101	001	1	01	100	101
•68	O	001	001	1	01	no	011	-42	1	110	010	O	11	001	101
GO	O	001	110	1	00	110	no	-50	1	110	001	1	10	m	001
5 9	0	010	111	O	01	100	001	-51	1	110	001	O	OO	UII	101
58	0	010	000	1	01	100	010	-52	1	110	010	O	Ol	on	UOl
50	O	010	1 10	1	11	111	on	-60	1	110	111	1	11	110	011
49	0	011	111	1	01	no	011	.-61	1	111	111	1	11	OUU	100
48	0	100	000	O	11	no	001	-62	1	111	000	O	11	ÜOU	111
40	0	100	000	1	10	000	010	-70	1	111	100	1	OO	000	no
39	0	100	000	1	01	110	001	•-71 .	1	111	100	1	01	111	on
38	0	101	001	U	00	101	001 ·■	-72	1	111	100	O	OO	Ü01	101
3 0	0	101	010	O	00	111	100 '	.-80	1	111	111	O	10	101	100
29	0	101	011	O	11	010	010	-81	1	111	111	O	OO	000	000
28	O	no	100	1	11	110	1 10	-82	1	111	111	1	01	101	on
20	0	no	.100	1	OO	000	010	-88	1	111	111	1	11	111	010
19	O	110	101	O	01	111	000	-89	1	111	111	1	.11	111	111
18	0	111	111	1	01	.1.10	100	-90	1		111		11
10	O	000	1-10	O	11	000	000		1				11
9	0	000	•ooo	O	11	000	100		1
8	1	00,1		00	111
ti	1			11
O	00
-1	00

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'ή.

Die bei der Aufwärts- oder Abwärts-Zählfolgs der'Zähler 21 erzeugten Binärädressen sind in der rechten Spalte der Tafel 1 andeutungsweise dargestellt. Es werden also 181 getrennte

Binäradressen (2° 2 ) durch die Zähler 21 erzeugt. Die

Null-Adrsssen (00000000) sind also von den Adressen dBr 181sten Reihe (10110100) durch 179 andere Adressen getrennt.

Tafel II zeigt den bei einer Aufwärts- oder Abwärts-Zählfolge nacheinander vom Programmspeicher 22 a_ufgenommenen 16-bit-Binärwort-Code. Beim Aufwärts-Zählzyklus für Phasenwinkel ! zwischen θ = +90 und 8 = -90 heißt also das erste gesonderte 16-bit-3inärwort des "Aufwärts"-Codes 00000000 00000001, während daa letzte erzeugte Binärwort 11111111 11111111 heißt.

Alle in Tafel II gezeigten Binärworte haben eine UJortlänge von 16 bit, und die Genauigkeit für die darunterliegende bzw. unterlagerte Spitze-Spitze-Analogamplituds beträgt etwa einen Teil in 65000. Die nach der Verarbeitung bzw. Aufbereitung jedes Binärwortes vom Programmspeicher 22, wie in Tafel II dargestellt, vom Digital-Analog-Konverter 24 erzeugte Sinusform hat also einen hohen Genauigkeitsgrad. Eine große Genauigkeit ist auch tatsächlich sehr vorteilhaft für eine am Einsatzort ausgeführte Prüfung seismischer Geräte über den interessierenden Frequenzbereich.

Fig. 4B zeigt nähere Einzelheiten des Digital-Analog-Konvar-

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ters 24.

Der Digital-Analog-Konverter 24 weist gemäß Darstellung einen einzelnen Ausgang 40 eines nicht dargestellten Operationsverstärkers auf. Die Spannung am Ausgang 40 wird im Digital-Analog-Konverter aufgebaut. Diese Spannung stellt einen quantisierten Analogwert dar, der einem vom Programmspeicher 22 kommenden 16-bit-Binärwort entspricht. Die im Programmspeicher 22 gespeicherten Worte sind fest. Es kann jedoch eine Amplitudensteuerung der resultierenden Analogwerta am Digital-Analog-Konverter vorgesehen sein.

Fig. 4B zeigt auch Einzelheiten der Unterdrückungsschaltung 25.

Die Schaltung 25 dient dazu, durch den Frequenzgenerator bei der Frequenzsynthese erzeugte hochfrequente Einschwingvorgänge zu unterdrücken, die in Form unerwünschter Signalspitzen auftreten. Diese Störspitzen können positiv oder negativ sein und durch eine Zustandsänderung der Bauteile im Frequenzgenerator 10 erzeugt werden. Solche Einschwingvorgänge können beispielsweise durch Zustandsänderungen im Digital-Analog-Konverter 24 erzeugt werden, wenn ein Binärwort vom Programmspeicher 22 in einen bestimmten Analogwert umgesetzt wird. Wenn die Störspitzen oder Einschwingvorgänge nicht unterdrückt werden, erscheinen sie wie Signale und werden in äquivalente Analogwerte umgesetzt, die dann an den Ausgängen 52 auftreten·

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Die UnterdrUckungsschaltung 25 weist einen FET-Schalterstromkreis 45 auf, der durch den oben ermähnten Schaltkreis 26 gesteuert ist. Der Schaltkreis 26 besteht vorzugsweise aus einer monostabilen Kippschaltung 46, die durch den Impulszug 13A am Ausgang des Oszillators 13 in Fig. 1 über ein ODER-Gatter 47 angeschaltet wird. Sein Betrieb ist daher koordiniert und synchronisiert mit der Verschiebung der 16-bit-Binärworte durch den Digital-Analog-Konverter 24.

Im Betrieb laufen die Impulse bedingt durch die monostabile Schaltung 26 synchron mit dem durch den Digitaloszillator 17 oder den spannungsgesteuerten Oszillator 18 gemäß Fig. 2 erzeugten Impulszug, weil das ODER-Gatter 47 diesen Impulszug auf den Entstör-Flip-Flop 46 tastet. Uom Entstör-Flip-Flop gelangen die Impulse, die etwa die Breite einer Störspitze oder eines Störimpulses haben, zum Eingang einer Verstärker-Regelschaltung 48 und von da zum FET-Schalterkreis 45. Der Betrieb des l/erstärker-Regelkreises 48 ist einfach. Der Regelkreis weist einen Transistorverstärker 53 auf, dessen Basis wahlweise über einen Kondensator 54 und Widerstände 55 und 56 vom Schaltkreis 26 angesteuert wird. Da sowohl der Digital-Analog-Konverter 24 als auch der Schaltkreis 26 schrittweise durch den gleichen Impulszug 13A betrieben werden, ist eine Synchronisierung zwischen FET-Schalterkreis 45 und dem Digital-Anlaog-Konverter 24 gewährleistet.

Der FET-Schalterkreis 45 weist auch einen Abtast- und Halte-

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Kondensator 51 auf, der dem Ausgang des Feldeffekttransistors 50 parallel geschaltet ist. Der Kondensator 51 dient dazu, den Spannungspegel des uorhergohenden Ausgangssignales des Digital-Analog-Konverters festzuhalten bzuj. zu speichern, während der FET-Schalter 50 offen ist. Darüber hinaus hält •die am Kondensator 51 abfallende Spannung, wenn dar Schalter 50 bei einer Zustandsänderung des Digital-Analog-Konverters 24, beispielsweise mährend der Einschwingzeit, in der aufgrund der Zustandsänderung Impulsstörungen auftreten, offen ist, den vorherigen Pegel frei von Änderungen, die auf Einschujingvorgängen beruhen.

Fig. 5 dient zur Verdeutlichung der Gesichtspunkte, die einen vorzugsweise vorgesehenen Gebrauch am Einsatzort bei geophysikalischen Messungen im,Feldbetrieb gestatten.

Fig. 5 zeigt nähere Einzelheiten einer in Fig. 2 vorgesehenen spannungsgesteuerten Oszillatorschaltung 18.

mit der dargestellten Schaltung 18 kann die Frequenz des durch den spannungsgesteuerten Oszillator 70 erzeugten Impuls-Zuges entweder linear oder über einen geiuobbelt bziu. so geändert werden, daß ein bestimmter Frequenzbereich durchlaufen wird. Ein Operationsverstärker 72 ist hauptsächlich zur Festlegung der Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 70 vorgesehen. Der Ausgang 73 des Operationsverstärkers 72

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ist mit einer Eingangsleitung 75 des spannungsgesteuerten Oszillators 70 verbunden und unmittelbar über einen Kondensator 76 parallel zu dem durch eine monostabile Kippschaltung 78 gesteuerten FET-Schalter 77 in einer Rückkopplungsschleife 74 an einen Eingang des Operationsverstärkers geführt. Der FET-Schalter 77 ist geschlossen, wenn der spannungsgesteuerte Oszillator 70 bei einer festen Frequenz arbeitet. Die Größe der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 72 bestimmt somit bei dieser Betriebsart unmittelbar die Ausgangsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators

UJenn der FET-Schalter 77 über die Kippschaltung 78 geöffnet ist, wird die Schaltung mit einer gBiuobbelten bzw· sich über einen bestimmten Bereich ändernden Frequenz betrieben. In diesem Falle ist zunächst eine zweite, über eine Ausgangsleitung 80 des spannungsgesteuerten Oszillators 70 sowie die negative Eingangsleitung des Operationsverstärkers 72 zurückgeführte Schleife 79 des Operationsverstärkers 72 wichtig. In dieser Schleife liegt ein Kondensator 81 über einen Widerstand 82 und Schaltdioden 83 und 84 in Reihe mit den Eingangsleitungen des Operationsverstärkers 72·

Unter der Annahme, daß die monostabile Kippschaltung 78 beispielsweise über den Regler 12 in Fig. 1 getriggert bzw. ausgelöst wurde, steuert somit ein Signal das ODER-Gatter 85. Es wird weiter angenommen, daß ein Spannungssignal und eine

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Ausgangsfrequenz am spannungsgesteuerten Oszillator 70 bebereits durch den Pegel auf der von Hand eingeschalteten Eingangsleitung 71 des Operationsverstärkers 72 festgelegt wurde. Der getriggerte Flip-Flop 78 betätigt dann den FET-Schalter 77. Der Schalter 77 öffnet, und der Kondensator beginnt aufzuladen, wobei der am Ausgang 80 des spannungsgesteuerten Oszillators rückwirkende Pegel der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers steigt. Der Kondensator 81 als Differenzierglied am Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 70 erzeugt in Verbindung mit dem Widerstand negative Stromspitzen auf der negativen Eingangsleitung des Operationsverstärkers 72, um diesen auf höhere Ausgangspegel auszusteuern. Dies führt dazu, daß die Frequenz des durch den spannungsgesteuerten Oszillators 70 erzeugten Impulszuges sich exponentiell ändert, bis der FET-Schalter 77 geschlossen ist.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Prüfen geophysikalischer Datenaufnahmeeinrichtungen mit Hilfe einer synthetisch erzeugten Sinusuielle einer Frequenz f in einem Bereich von 1 bis 500 Hz, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulszug mit einer der Frequenz f_ proportionalen UJiederholungsfrequenz Cf erzeugt wird, daß in Abhängigkeit von diesem Impulszug eine Reihe von Adressen erzeugt wird, daß in Abhängigkeit von diesen Adressen eine Reihe von M definierten Binärcodeiuorten von einem Speicher mit einer entsprechenden Anzahl von Speicherstellen in digitaler Form aufgenommen werden, wobei jedes Binärwort einen definierten Amplitudenwert der zu erzeugenden Sinuswelle darstellt, daß die gespeicherten Binärcodeworte aus ihrer digitalen Form in eine entsprechende Analog-Amplitude umgewandelt werden, und daß bei der Frequenzsynthese auftretende Störspitzen während der Digital-Arelog-Umsetzung ausgetastet werden·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Störaustastung eine einzelne Ausgangsleitung eines fUr die Digital-Analog-Umsetzung vorgesehenen Konverters während eines synchron mit ZustanHsänderungen, die bei der Digital-Analog-Umsetzung auftreten, ausgewählten Zeitraumes abgeschaltet und nach dem Abklingen der Impulsstörungen auf einen annehmbaren Pegel wieder eingeschaltet wird.

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3. Einrichtung mit einem Frequanzgenerator zur Ausführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgenerator eine Schaltungsanordnung (13) zur Erzeugung eines Impulszugss mit einer UIIaderholungsfrequanz von Cf vorgesehen ist, daß eine von diesem Impulszug angesteuerte Zähleranordnung (21) zur Erzeugung einer Reihe von Adressen vorgesehen ist, daß dieser Zähleranordnung eine Speichereinrichtung (22) nachgeschaltet ist, welche in Abhängigkeit von den Adressen ansprechende Speicherstellen aufweist zur Erzeugung einer Serie jeweils eine Digitalamplitude der zu erzeugenden Sinuswelle als Zeitfunktion darstellender Binärcodeworte, daß ein Digital-Analog-Konverter (24) an die Speichereinrichtung angeschlossen ist zur Erzeugung definierter, dan jeweils von der Speichereinrichtung zugeführten Binärcodawortan entsprechender Analog-Amplitudenwerte, und daß eine synchron mit der Eingabe der Binärworte in den Digital-Analog-Konverter eingeschaltete Störimpulsaustastschaltung an den Digital-Anlog-Konverter angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (22) zwei Speicherstufen (22A, 22B) mit jeweils iYl definierten Speichsrstellen zur Erzeugung einer Reihe von Binärcodeworten in Abhängigkeit der Adressenreihe aufweist.

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5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ΙΪΙ = (C/2) + 1 ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß C = 360 und damit IKI = 181 ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe der aus 16-bit-UJorten bestehende Worte aus der Speichereinrichtung (22) in den Digital-Analog-Konwerter mit der Geschwindigkeit Cf _Q erfolgt.

8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Störimpulsaustastschaltung (25) eine durch den Impulszug mit Cf eingeschaltete Kippschaltung (46) und einen auf diese ansprechenden Schalterkreis (45) aufweist, durch welchen ein vom Digital-Analog-Konverter abgehender Leitungspfad (40) während eines wählbaren Zeitintervalls synchron mit Zustandsänderungen des Konverters abschaltbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalterkreis (45) einen mehrfachschalter (50.) in Reihe mit einem Speicherkondensator (51) und den Digital-Analog-. Konverter aufweist und den Ausgang des DigitatAnalog-Konverters synchron mit dem Impulszug für bestimmte Zeiträume unterbricht.

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"f.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung des Speicherkondensators mährend einer durch die Leitungsunterbrechung bemessenen Zeit im wesentlichen konstant bleibt,

11. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (22) ein Programmspeicher oder ilflikro-Programmspeicher ist_e

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