DE2721023A1 - Verfahren und einrichtung zum abtrennen von zeittaktinformation von einem traegersignal - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum abtrennen von zeittaktinformation von einem traegersignal

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DE2721023A1
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William N Waggener
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Schlumberger Technology Corp
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Description

Beschreibung zum Patentgesuch
der Firma Schlumberger Technology Corporation, Houston Texas 77001,V.St.A.
betreffend:
"Verfahren und Einrichtung nun Abtrennen von Zeittaktinformation von einem Trägersignaln
Sie Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung sum Abtrennen von Zeittaktinformation von einem Trägersignal· und betrifft ferner ein digitales Signalisierungssystem und insbesondere das Abtrennen von Zeittaktinformation von einem digitalen Signalisierungssystem.
Wenn digitale Säten mittels elektrischer, akustischer, mechanischer oder anderer Einrichtungen übertragen werden, muß auf der Empfangsseite Zeittaktinformation von dem empfangenen Signal abgetrennt werden, um den Startzeitpunkt jedes übertragenen, digitalen Zeichens zu kennzeichnen, üblicherweise wurde auf der Sendeseite ein Trägersignal mit digitalen Zeichen moduliert, wobei die Zeichengeschwindigkeit bzw. -frequenz zu der Trägerfrequenz in Beziehung gesetzt ist, indem sie im allgemeinen entweder ein Vielfaches davon oder ein ganzzahliger Quotient ist. In Systemen, bei welchen das empfangene Signal ein starkes Rauschen aufwies, ist insbesondere die Schwierigkeit groß, eine.. Zeittaktinfoxmation genau zu erhalten. Beispielsweise ist ein solches, System, bei welchem ein übertragungsweg mit starkem Rauschen anzutreffen ist, ein System mit einer sogenannten "Bohrlochmessung und -erfassung während des Bohrens", wobei Bohrlocherfassungedaten an die Oberfläche eines Bohrlochs über ein Gestängerohr während des Bohr-
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vorgange übertragen werden. In einem derartigen Fall ist es schwierig, erfaßte Daten elektrisch an die Oberfläche zu tibertragen, wenn nicht das Gestängerohr mit einen speziellen, isolierten Leiter mit Einrichtungen zur Schaffung entsprechender Verbindungen für den Leiter an den Gestängerohrverbindungen vorgesehen ist. Folglich sind verschiedene Systeme vorgeschlagen worden, um Meß- und Erfassungsdaten akustisch entweder über das Gestängerohr oder in der Bohrflüssigkeit zu übertragen, üblicherweise werden die Daten in digitale Form umgewandelt und dann zum Modulieren eines Trägersignals benutzt, beispielsweise mittels einer MPhasen(verschiebungs-)Tastungn (11PSK11), einer "Frequenzumtastung" ("FSK"), oder einer "Amplitudentastung11 ("ASK"). An der Oberfläche wird das akustische Signal dann gefühlt und demoduliert, um die geforderte Anzeigeinformation zu schaffen (siehe beispielsweise US-PS 3 886 495).In dieser Systemart U11^ auch in irgendeiner anderen Ausführungsform, bei welcher das Ubertragungsmedium alles andere als ideal ist, erfährt das Signal ein starkes Rauschen und dadurch wird es schwierig, eine Zeichen-Zeittaktinformation abzutrennen. Einige Verfahren und Möglichkeiten zum Abtrennen des Zeichenzeittaktes sind in einem Artikel von W.N. Waggoner mit dem Titel "Recent Advances in Symbol Synchronization" beschrieben, der in Bd. 12, N.ο 1 von Instrument Society of America Transactions ab Seite 7 erschienen ist.
Wenn digitale Daten durch Modulieren eines Trägere übertragen werden und die Trägerfrequenz mit der Zeichengeschwindigkeit bzw. -frequenz in Beziehung gesetzt ist, kann eine Zeittaktinformation von der Trägerwelle zur Unterstützung bei einer Abtrennung von Zeichen-Zeittaktinformation verwendet werden. Dies soll an einem Zahlenbeispiel verdeutlicht werden; wenn die Zeichengeschwindigkeit z.B. 600 Zeichen pro Sekunde beträgt, und die modulierte Trägerfrequenz z.B. 2.400 Hz ist, ergeben sich vier Trägerfrequenzperioden pro Zeichenperiode· Wv einfaches Teilen der Trägerfrequenz durch einen Faktor 4 würde dann eine Taktfrequenz ergeben, welche gleich der Zeichenfrequenz ist. Obwohl die geteilte Frequenz im wesentlichen richtig sein würde, ergibt sich bei dem Teilungsvorgang eine zwei- bzw· mehrdeutig«
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Phase, welche aufgelöst werden muß.
Zeiohen-Zeittaktinformation könnte auch unabhängig von der Trägerfrequenz von den digitalen Daten abgetrennt werden, wie es in der vorstehend angeführten Veröffentlichung beschrieben ist. Zeichen-Zeittaktinformation kann jedoch nur erhalten werden, wenn ein Zeichen sich von einem auf einen anderen Wert ändert. Infolgedessen wird es bei gedehnten Perioden ohne einen derartigen übergang schwierig, eine Zeichensynchronisierung su erhalten. Wenn während einer übertragung ungewöhnlich hohe Rauschpegel auftreten, wird die Schwierigkeit noch größer, eine Synchronisierung xu erhalten.
Sie Erfindung soll daher ein System schaffen, mit welchem fehler während des Fühlen« und Feststeilens von Zeittaktinformation auf ein Minimum herabgesetzt ist.
Sie Erfindung ist daher auf ein Verfahren zum Abtrennen von Zeittaktinformation von einem Trägersignal gerichtet, das mit digitalen Zeichen moduliert wird, wobei die Zeichenfrequenz zu der Trägerfrequenz in Beziehung gesetzt ist, und eine phasenstarre Schleife ein Fehlersignal erzeugt und einen Oszillator aufweist, der auf das Fehlersignal anspricht, und weist folgende Verfahreneschritte auft es wird ein erstes Signal entsprechend dem Trägersignal bei im wesentlichen der Zeichenfrequenz erzeugt; es wird dann ein zweites Signal entsprechend den Zeichenübergängen erzeugt, und schließlich wird das erste Signal, das zweite Signal und ein Signal zusammengefaßt, das von dem Oszillator erhalten wird, um das Fehlersignal zu erzeugen.
Ferner ist die Erfindung auf eine Einrichtung zum Abtrennen von Zeittaktinformation von einem Trägersignal gerichtet, das mit digitalen Zeichen moduliert ist, wobei die Zeichenfrequens su der Trägerfrequenz in Besiehung gesetzt ist, und diese Einrichtung weist eine phasenstarre Schleife mit einem Oszillator und einer ein Fehlersignal erzeugenden Einrichtung sum Steuern des Oszillators, eine auf den Träger ansprechende Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals mit im wesentlichen der Zeichenfre-
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quenz, eine auf die Zeichenübergänge ansprechende Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Signals auf, wobei die das Fehlersignal erzeugende Einrichtung auf das erste Signal, das zweite Signal und ein von dem Oszillator erhaltenes Signal anspricht, um zum Steuern des Oszillators ein Fehlersignal zu erzeugen.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren, um ein mit digitalen Zeichen moduliertes Trägersignal zu erhalten, wobei die Zeichenfrequenz zu der Trägerfrequenz beispielsweise mittels eines ganzzahligen Br uchteils oder eines ganzzahligen Verhältnisses in Beziehung gesetzt ist. Hierzu ist eine sich selbst anpassende, trägerunterstützte Zeichenfolge- bzw. Nachlaufschleife vorgesehen, in welcher Signale, die von einem mit den Zeichen koheränten Träger erhalten sind, eine Zeichensynchronisierung während Perioden ohne Zeichenübexgänge aufrechterhalten und unterstützen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines Systeme gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 3 teilweise in Blockform eine Darstellung, in welcher die Erfindung in einem System für eine Bohrlochmessung und -erfassung vorgesehen ist.
In Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Systems gemäß der Erfindung zum Abtrennen von Zeittaktinformation von einem empfangenen Eingangsträgersignal dargestellt, das mit digitalen Zeichen moduliert ist. Der grundle. gende Zeittakt wird mittels einer phasenstarren Schleife 20 geschaffen, welche unter anderem einen spannungsgesteuerten Oszillator 21, ein Schleifenfilter und eine ein Fehlersignal erzeugende Einrichtung 23 aufweist. In dieser Aueführungsform ist die ein Fehlereignal erzeugende Ein-
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richtung ein Summierverstärker mit einem Operationsverstärker 24-, der in herkömmlicher Weise angeordnet ist, um als Summierverstärker zu dienen, d.h. mit einem entsprechenden Rückkopplunge« widerstand und einer Summierverbindung an seinem invertierenden Eingang versehen ist. Die Eingänge an der Summierverbindung des ßummierverstärkers 23 sind über Bewertungswiderstände H1 und B2 die Ausgänge von phasenvergleichern 31 bzw. 32.
Der Phasenvergleicher 31 erhält als einen seiner Eingänge ein Signal mit einer Eigenfrequenz f^, welche von dem Oszillator 21 mittels eines digitalen Taktteilers 40 erhalten wird. Der andere Eingang an dem Vergleicher 31 wird aus dem Träger des empfangenen Signals erhalten. Ein Trägertakt wird aus dem Trägersignal erhalten und ist der Eingang an einem Zähler 50, dessen charakteristische Zählperiode auf das Verhältnis zwi schen der Trägerfrequenz und der Zeichenfrequenz eingestellt ist, wobei dies Verhältnis zur Erleichterung der Darstellung ale eine ganze Zahl N angenommen wird. Der Ausgang des Zählers 50, welcher folglich im wesentlichen auf der Zeichenfrequenz liegt, ist über ein UND-Glied 55 acn den Phasenvergleicher 31 angekoppelt.
Ein Eingang an dem Phasenvergleicher 32 ist ein Signal alt einer Bezugsfrequenz f2» welche ebenfalls von dem Oszillator 21 mittels des Taktteilers 40 erhalten ist und welche la allgemeinen dieselbe ist, wie die Frequenz f^. Der andere Kingeng an dem Phasenvergleicher 32 ist der Ausgang eines Obergangedetektors 60, dessen Ausgang ein Maß für die gefühlten Zeichenübergange des alt Zeichen modulierten Trägereingangssignals ist. Inabesondere der Eingang an dem übergangsdetektor 60 wird ans den empfangenen Eingangsdaten mittels einer herkömmlichen Pilter- und Begrenzungsschaltung erhalten,um so elnenreinea Darstellung der empfangenen Zeichendaten zu erhalten. Der A^«gw*e des Bohlei- fenfliters 22, welches den Fehlerpegel anzeigt, ist an einen Schwellenwertdetektor 70 angekoppelt, dessen Ausgang eine logische "0" ist, wenn ein vorgeschriebener Schwellenwertpeeel überschritten wird. Umgekehrt ist der Ausgang des Schwellenwert-
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detektora eine logische W1n, wenn der Schwellenwertpegel nicht überschritten wird. Der Ausgang des Schwellenwertdetektors 70 ist der aweite Eingang an dem UND-Glied 55.
Das in Fig. 1 dargestellte System arbeitet folgendermaßen: Qar Ausgang des Übergangsdetektors wird mit der Frequenz f2 Pkasenverglichen, welche von dem Oscillator 21 in der phasenstarren Schleife 20 erhalten wird. Das sich ergebende Signal (das hier im allgemeinen als das "εweite Fehlerbestandteilsignal" bezeichnet wird) wird mittels des Widerstands E2 bewertet und «la ein Fehlersignal angelegt, welches die phasenstarre Schleif· mit der Frequenz und der Phase der Zeichenübergänge erhält. Der Ausgang des Übergangsdetektors 60 stellt auch den Zahler 50 zurück. Wenn das System angeschaltet wird, weist der Zähler 50 irgendeinen beliebigen, zufälligen Zählerstand auf. Das anfängliche Bückaetzsignal von dem Übergangsdetektor 60 synchronisiert ihn infolgedessen mit den Zeichensignalen, so daß der Träger die Zeichenübergänge entsprechend ersetzen kann, fall· die letzteren eine zeitlang aufhören sollten. Sobald die Schleife 20 phaaenstarr ist, ist das Fehlersignal in der Schleife, wie es am Ausgang des Schleifenfilters 20 gemessen wird, klein genug, so daß der Ausgang des Schwellenwertdetektors 70 eine logische "1" wird, wodurch wiederum das UHD-Glied freigegeben wird. Nunmehr werden Taktimpulse von dem Zähler 50 dem Phasenvergleicher 31 zugeführt, um mit dem Signal bei der Frequenz fy. in der Phase verglichen werden. Der Phasenfehler, der am Ausgang des Vergleichers 31 angezeigt wird, (und der hier im allgemeinen als das erste Fehlerkomponenten-8ignaln bezeichnet wird) wird mittels des Widerstands SI bewertet und durch den Summierverstärker 23 mit da· gemessenen, auf Zeichenübergänge beruhenden Phasenfehler summiert. 0—BB der Erfindung erhält, wenn für eine (bestimmte) Zeitdauer kein· Zeichenübergänge vorhanden sind, der Trägertaktzähler 50 eine Schlsifensynchronisierung aufrecht. Wenn Zeichenübergane· auftreten, wird der auf Zeichenübergängen beruhend· Phas«nfehl«rb«itrag aufgrund der unterschiedlichen Werte der Videstände SI und S2 schwerer als der auf dem Trägertakt beruhende Phasanfahlarb·!- trag gewertet, so daß die Schleif· dazu neigt, die Phase das Schleifenoszillators wieder einzustellen, um si· das tatsächlichen
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Zeichenübergangs-Zeittakt anzupassen. Der Wideband R1 ist veränderlich, um erforderlichenfalls eine Einstellung des Bewertungsverhältnisses zu erleichtern. Wenn die Schleife die Synchronisierung verliert, führt dies zu einer Zunahme in dem Schleifenfehlersignal, wodurch der auf den Trägertakt 50 zurückzuführende fehlerbeitrag mittels des UND-Glieds 55 verhindertwird, das gespart wird. Diese Sperrwirkung dauert bis zum Auftreten von Zeichenübergängen an, welche die phasenstarre Schleife wieder verriegeln (und damit synchronisieren). Der erforderliche Systemzeittakt wird beispieleweise von dem Taktteiler 40 erhalten·
Der spannungsgesteuerte Oszillator 21 wird vorzugsweise so eingestellt, daß er auf einer Frequenz läuft, welche ein Vielfaches der Zeichenfrequenz ist, so daß der digitale Taktteiler 40 Mehrfach Phasen der Bezugsfrequenz schaffen kann· Hierdurch kann die optimale Taktphase für die zwei Phasenvergleicher ausgewählt werden und es kann ein Ausgleich für irgendeine bekannte feste Phasenverschiebung zwischen den Trägerübergängen und den Zeichenübergängen (durch Verwenden entsprechender Frequenzen 1* und fp ) geschaffen werden. Vorzugsweise sollte die Trägerfrequenz ein verhältnismäßig großes Vielfaches der Zeichenfrequenz sein, um so die Phasenverschiebung infolge des Auflösungsvermögens des Zählers 50 auf ein Minimum herabzusetzen. In fällen, in denen die Trägerfrequenz nur ein niedriges Vielfaches der Zeichenfrequenz ist, kann ein kohärenter Frequenzvervielfacher verwendet werden, um die Träger-Bezugstaktfrequenz zu erhöhen.
Eine weniger komplizierte Ausführungsform des Systems der Fig. 1 ist in Fig. 4 dargestellt. In dieser Ausführungsform stellt der Zeichenübergangsdetektor 60 den Zähler 50 jedesmal dann zurück, wenn ein Zeichenübergang stattfindet. Auch ist ein einziger Phasenvergleicher 31 verwendet, der ein Fehlersignal durch Vergleich des Ausgangs des Taktteilers 400OtUm Ausgang dee Zählers 50 erhält. Wenn Zeichenübergänge fehlen, läuft der Zähler "frei" und hält dadurch die Schleifensynchronisierung aufrecht.
Wie ohne weiteres aus Fig. 4 zu ersehen ist, schafft der Zähler einen Ausgangsimpuls entsprechend dem Auftreten eines fiücksetz-
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impulses und/oder wenn er seinen voreingestellten Zählerstand erreicht. Sollte eine Synchronzählerausführung für den Zähler 50 gewählt werden, dann sollten diese zwei Vorgänge innerhalb derselben Zählertaktperiode auftreten, so daß beide zu einem Zählerausgangsimpuls führen. Ein Nachteil bei der Verwendung eines Synchronzählers ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß der Zählerausgang in Phase mit dem Trägertakt und nicht notwendigerweise mit dem Datensignal liegt. Obwohl diese Ausführung weniger kompliziert als das System der fig. 1 ist, ist das Auflösungsvermögen des Zählers 50 ein Begrenzungsfaktor bei der Leistungsfähigkeit.
Der Auflösungsfehler kann mit Hilfe eines asynchronen Zählers verbessert werden. Er erzeugt einen Ausgangs-impuls, indem er unmittelbar auf einen Rücksetzimpuls anspricht, wenn ein Zeichenübergang gefühlt wird. Folglich ist die genaue Phase des Datensignals an dem Phasenvergleicher 31 geschaffen, üb die phasenstarre Schleife aufrecht zu erhalten, die genau auf die Zeichenübergänge festgelegt ist. Es sollte jedoch beachtet werden, daß, wenn die Trägerfrequenz viel höher als die Datenfrequenz ist, der Phasenunterschied zwischen dem Träger und den Zeichenübergängen so klein ist, daß er selbst bei Verwendung eines Synchronzählers annehmbar sein kann.
Das vorbeschriebene System zum Abtrennen eines Zeittaktsignals kann auf dem Gebiet der Bohrlochmessung und -erfassung und insbesondere bei dem vorerwähnten Verfahren einer "Datenerfassung während des Bohrens "verwendet werden. Eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in Fig. 3 in Verbindung mit einer üblichen Drehbohreinrichtung 100 dargestellt· Ein Bohrturm 102 trägt ein Bohrgestänge 104, das in das Bohrloch 107 vorsteht und mittels eines Drehbügels 106 an einem Haken 105 hängt. Das Bohrgestänge 104 weist einen Bohrer 106, ein· oder mehrere Schwerstangen 110 und eine Länge eines Gestängerohre 112 auf. Das Rohr 112 ist mit einem Vierkantrohr 114 verbunden, das durch einen Drehantriebsmechanismus 116 vorsteht, der durch einen oder mehrere Motoren 118 angetrieben wird·
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Nahe bei dem Einlaß dee Bohrlochs 107 ist ein herkömmliches, die Bohr- bzw. Spülflüssigkeit oder Bohrschlamm bzw. Schmant umwälzendes System 115 angeordnet. Das Umwälzsystem weist eine Pumpe 120 aufv welche Bohrschlamm von einer Grube 122 aus in eine Schlammleitung 124 umwälzt und dann durch das Vierkantrohr 114, das Bohrgestänge 104 nach unten fördert, wo es ausÖffnungen in dem Bohrer 108 austritt. Der Bohrschlamm kehrt dann in einem Hingrohr 126 nach oben zurück und fließt über eine öffnung 130 in einem Mantel 128 in eine Rückleitung 132 zurück in die Schlammgrube 122.
Ein System 134 zur Datenerfassung während des Bohrens ist unten im Bohrloch nahe bei dem Bohrer 108 entsprechend angeordnet. Sie vielverapreohenste Methode, Daten ans obere Ende des Bohrlochs zu übertragen, ist ein System« welches ein Signalgenerator 136 aufweist» der steuerbar betrieben wird, um wahlweise den HuB des Bohrschlammes zu unterbrechen, um dadurch an diesen ein akustisches Signal zu übertragen. Das akustische Signal gelangt durch den umlaufenden Bohrschlamm in dem Bohrgestänge 104 nach oben und wird an der Oberfläche mittels eines Wandlers 138, der an der Schlammleitung 124 angebracht ist, gefühlt. Ein Einsatz bzw. eine Hülse 140 ist vorgesehen, um die verschiedenen Bedingungen und Zustande unten im Bohrloch zu fühl en und um den Signalgenerator 136 entsprechend den Werten der gefühlten Zustände anzusteuern· Eine Energieversorgung 142 dient dazu, den Einsatz 140 zu erregen, und weist eine Turbine auf, die in dem Strom des umlaufenden ; Schlamms angeordnet ist. Die Einzelheiten eines derartigen Systems sind beispielsweise in dem US-PS 3 309 636 beschrieben.
Die vorbeschriebene Schaltung zum Abtrennen von Zeittaktsignalen ist an der Oberfläche angeordnet, um an dessen Eingang das gefilterte Signal von dem Wandler 138 zu erhalten. Mittels eines PumpengeräuBchfilters 144 werden die Störgeräusche in dem Bohrsohlamm entfernt, welche durch den Pumpenbetrieb erzeugt werden, welcher sonst das lignal von dem Generator 136 stark verzerren würde, wie in der US-PS 3 742 443 beschrieben ist. Eine Verarbeitungaachaltung 146 erhält das gefilterte Signal und kann
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weitere Einrichtungen, wie beispielsweise ein Bandpaßfilter und eine automatische Verstärkungsregelung aufweisen, um die Signalgüte zu verbessern. Die Hauptaufgabe der Verarbeitungsschaltung 146 besteht jedoch darin, einen Trägertakt zu regenerieren, sowie den Ausgang des Filters 144 zu demodulieren. Dies wird in bekannter Weise mittels verfügbaren Schaltungen durchgeführt. Die vorbeschriebene Schaltung 146 zur Rückgewinnung anes Zeittaktes (siehe Fig. 1 und 2) erhält zwei Eingangssignale 149 und 150 von der Verarbeitungsschaltung 146, welche dem Trägertakt bzw. dem demodulierten Datensignal entsprechen. Ein entsprechendes Taktsignal, das mit den Daten in Phase ist, wird mittels der Schaltung 148 erzeugt, wie oben im einzelnen ausgeführt ist, und wird dann in die Datenrückgewinnungsschaltung 150 eingegeben. Der zurückgewonnene Takt wird mit Hilfe einer Schaltung 152 dazu benutzt, die Information in dem Datensignal auf der Leitung 150 rückzugewinner welches den gemessenen Zustand bzw. die Beschaffenheit unten im Bohrloch anzeigt. Wenn eine PSK-Modulation verwendet wird, kann die Schaltung 152 entsprechend arbeiten, um ein Bit-Entscheidungssignal aus dem Eingang 150 zu erzeugen, welches dann über einen Differentialdekodierer läuft, welcher das Auftreten eines Obergangs anzeigt. Ein Dekommutator kann ebenfalls vorgesehen sein, welcher unter der Zeittaktsteuerung der Schaltung 148 arbeitet, um den Beginn eines Datenwortes festzulegen. Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist bekannt und braucht daher im einzelnen nicht beschrieben werden.(Verarbeitungs- und Datenrückgewinnungsschaltungen sind beispielsweise in Principles of Coherent Communication" von A.J. Viterbi in McGraw-Hill, 1966, Seiten 286 bis beschrieben) Die Datenworte und/oder Messungen, die an dem Dekommutator-Ausgang erhalten werden, können wahlweise angezeigt und/oder in einer entsprechenden Einrichtung 154 aufgezeichnet werden.
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    erfahren zum Abtrennen von Zeittaktinformation von einem frägersignal, das mit digitalen Zeichen moduliert ist, wobei die Zeichenfrequenz zu der Trägerfrequenz in Beziehung gesetzt ist, und eine phasenstarre Schleife ein Fehlersignal erzeugt und einen Oszillator aufweist, der auf das Fehlersignal anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Signal entsprechend dem Trägersignal mit der Trägerfrequenz erzeugt wird; daß dann ein zweites Signal entsprechend den Zeichenübergangen erzeugt wird, und daß schließlich das erste Signal, das zweite Signal und ein Signal, das von dem Oszillator erhalten wird, zusammengefaßt werden, um das Fehlersignal zu erzeugen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalzeichenfrequenz ein ganzzahliger Bruchteil der Trägerfrequenz ist.
    3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennz ei chnet, daß das von dem Oszillator erhaltene Signal ein ganzzahliger Bruchteil der Oszillatorfrequenz ist.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß beim Zusammenfassen der Signale die Phase des von dem Oszillator erhaltenen Signals mit der Phase des zweiten Signals bei Vorhandensein von Zeichenübergängen und mit der Phase des ersten Signals zumindest beim Fehlen von Zeichenübergängen verglichen wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g ekennz ei chnet, daß beim Zusammenfassen der Signale dieersten und zweiten Signale kombiniert und die Phase des sich ergebenden Signals mit der Phase des von dem Oszillator erhaltenen Signals verglichen wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch g ekennzeichnet, daß beim Zusammenfassen der Signale die Phasen der ersten bzw. zweiten Signale mit den Signalen
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    von dem Oszillator verglichen werden, um ein drittes und viertes Signal zu erzeugen, und daß dann die dritten und vierten Signale summiert werden.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten und vierten Signale bewertet werden, um die Wirkung des vierten Signals bezüglich der des zweiten Signals hervorzuheben.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7» dadurch g ekennzeichnet, daß das erste Signal entsprechend einem vorbestimmten Zustand gesperrt wird.
    9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Sperren der Ausgangspegel des Fehlersignals gefühlt und das erste Signal gesperrt wird, wenn der Ausgangspegel einen vorher ausgewählten Pegel überschreitet.
    10.Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal aus dem Trägersignal mit Hilfe eines Zählers erhalten wird, und daß beim Zusammenfassen der ersten und zweiten Signale das Rücksetzen des Zählers mit Hilfe des zweiten Signals gesteuert wird.
    11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Erdformationen hindurchgehendes Bohrloch gebohrt wird, daß ein vorgegebener Parameter während des Bohrvorgangs gefühlt wird, daß dann Zeichen entsprechend dem gefühlten Parameter erzeugt werden, daß dann das Trägersignal mit den Zeichen moduliert wird, das modulierte Signal an die Oberfläche übertragen und das übertragene modulierte Signal an der Oberfläche gefühlt wird.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bohr- oder Spülflüssigkeit von der Oberfläche aus unten im Bohrloch umgewälzt und dann während des Bohrens zurück zur Oberfläche geleitet wird, und daß das modulierte Signal über die Bohr- oder Spülflüssigkeit akustisch an die
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    Oberfläche übertragen wird.
    13· Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägersignal und ein Signal mit Zeichenübergängen aus dem gefühlten, modulierten Signal erhalten wird, und daß die Zeichen an der Oberfläche mit Hilfe der Zeittaktsteuerung des von dem Oszillator erhaltenen Signals wiedergewonnen werden, um Messungen des Parameters zu schaffen.
    14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang, der aus den wiedergewonnenen Zeichen erhalten wird, aufgezeichnet und/oder angezeigt wird·
    15· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Signale synchronisiert werden.
    16. Einrichtung zum Abtrennen von Zeittaktinformation von einem Trägersignal, das mit digitalen Zeichen moduliert ist, wobei die Zeichenfrequenz zu der Trägerfrequenz in Beziehung gesetzt ist, gekennzeichnet durch eine phasenstarre Schleife (20) mit einem Oszillator (21) und einer ein Fehlersignal erzeugenden Einrichtung (23) zum Steuern des Oszillators (21), durch eine Einrichtung (50)(die auf das Trägersignal anspricht, um ein erstes Signal mit der Zeichenfrequenz zu erzeugen; und durch eine Einrichtung (60), die auf Zeichenübergänge anspricht, um ein zweites Signal zu erzeugen, wobei die das Fehlersignal erzeugende Einrichtung (24) auf das erste Signal, auf das zweite Signal und ein von dem Oszillator (21) erhaltenes Signal anspricht, um ein Fehlersignal zum Steuern des Oszillators zu erzeugen.
    17· Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste Signal erzeugende Einrichtung einen Zähler (50) aufweist.
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    18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalzeichenfrequenz ein ganzzahliger Bruchteil der Trägerfrequenz ist.
    19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Oszillator (21) erhaltene Signal ein ganzzahliger Bruchteil der Frequenz des Oszillators (21) ist.
    20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 biß 19» dadurch gekennzeichnet, daß die das Fehlersignal erzeugende Einrichtung (25) zwei Eingänge aufweist, und daß die das erste und das zweite Signal erzeugenden Einrichtungen (50,60) mit einem Eingang der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung (23) verbunden sind, und daß das von dem Oszillator (21) erhaltene Signal an den anderen Eingang angelegt wird.
    21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19» g e k e η nzeichnet durch einen ersten Vergleicher (31)» der auf das erste Signal und das von dem Oszillator (21) erhaltene Signal anspricht, um ein drittes Signal zu erzeugen; durch einen zweiten Vergleicher (32), der auf das zweite Signal und auf ein von dem Oszillator (21) erhaltenes Signal anspricht, um ein viertes Signal zu erzeugen, und durch eine Einrichtung(24) f um . das dritte und vierte Signal zu summieren und um das summierte Signal an der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung zu schaffen.
    22. Einrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Einrichtungen (R1, R2) zum Bewerten der Werte der dritten und vierten Signale am Eingang zu der Summiereinrichtung (24) so daß das vierte Signal mit einer höheren Bewertung als das dritte Signal angelegt wird.
    23. Einrichtung nach den Ansprüchen 17 und 21, dadurch g ekennzeichnet, daß das zweite Signal zum Rücksetzen des Zählers (50) angelegt wird.
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    24. Einrichtung nach den Ansprüchen 17 und 2O9 dadurch g ekennzeichnet, daß der Ausgang des Zählers (50) mit der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung verbunden wird, und das Rücksetzen des Zählers (50) auf das zweite Signal anspricht.
    25· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g ekennzeichnet durch eine Einrichtung (55$ 70) zum Sperren des ersten Signals bei einem vorbestimmten Zustand.
    26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung eine Einrichtung (70) zum Fühlen des Ausgangspegels der das Fehlersignal erzeugenden Einrichtung und zum Sperren des ersten Signals aufweist, wenn der Ausgangspegel einen vorher ausgewählten Pegel überschreitet·
    27· Einrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um die das erste Signal erzeugende Einrichtung mit dem zweiten Signal zu synchronisieren.
    28. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g ekennzeichnet durch eine Einrichtung (100) zum Bohren eines durch Erdformationen hindurchgehenden Bohrlochs (107); durch eine Einrichtung (140) zum Fühlen eines vorgegebenen Parameters während des Bohrvorgangs; durch eine Einrichtung (136) sum Erzeugen der Zeichen entsprechend dem gefühlten Parameter; durvh eine Einrichtung zum Modulieren des Trägersignals mit den Zeichen; durch eine Einrichtung (140) zum Obertragen des modulierten Signals an die Oberfläche; und durch eine Einrichtung (138) zum Fühlen des übertragenen, modulierten Signals an der Oberfläche.
    29· Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet daß eine Bohrflüssigkeit von der Oberfläche aus nach unten ins Bohrloch und während des Bohrens zu der Oberfläche zurück umgewälzt wird, und daß die übertragungseinrichtung (140) eine Einrichtung aufweist, um Signale über die Bohrflüssigkeit akustisch zu übertragen·
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    30. Einrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch ein Filter (144), das auf das gefühlte, moduliert· Signal anspricht, um Rauschsignale herabzusetzen, welche in der Bohrflüssigkeit durch die Pumpe (120) erzeugt werden, die sub Umwälzen der Bohrflüssigkeit verwendet wird.
    31· Einrichtung nach einem der Ansprüche 29 oder 30, g e k e m -zeichnet durch eine Einrichtung (152), um ein Trägersignal und ein Zeichenübergangpsignal aus dem gefühlten, modulierten Signal zu erhalten und um die Zeichen mit Hilfe der Zeittaktsteuerung eines von dem Oszillator (21) erhaltenen Signale zurückzugewinnen .
    32. Einrichtung nach Anspruch 31« gekennzeichnet durch eine Einrichtung (154) zum Aufzeichnen und/oder Anzeigen eines aus den rückgewonnenen Zeichen erhaltenen Ausgangs.
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DE19772721023 1976-05-10 1977-05-10 Verfahren und einrichtung zum abtrennen von zeittaktinformation von einem traegersignal Withdrawn DE2721023A1 (de)

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