NO790496L - METHOD AND DEVICE FOR DEMODULATING SIGNALS IN A BURGING LOGGING SYSTEM - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR DEMODULATING SIGNALS IN A BURGING LOGGING SYSTEMInfo
- Publication number
- NO790496L NO790496L NO790496A NO790496A NO790496L NO 790496 L NO790496 L NO 790496L NO 790496 A NO790496 A NO 790496A NO 790496 A NO790496 A NO 790496A NO 790496 L NO790496 L NO 790496L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- carrier
- loop
- filter
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 81
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 37
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 28
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 25
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 22
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 13
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000003079 width control Methods 0.000 claims description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 2
- 241000965255 Pseudobranchus striatus Species 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
- E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
- E21B47/20—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by modulation of mud waves, e.g. by continuous modulation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
- E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/10—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range
- H03L7/101—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range using an additional control signal to the controlled loop oscillator derived from a signal generated in the loop
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/10—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range
- H03L7/107—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range using a variable transfer function for the loop, e.g. low pass filter having a variable bandwidth
- H03L7/1075—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range using a variable transfer function for the loop, e.g. low pass filter having a variable bandwidth by changing characteristics of the loop filter, e.g. changing the gain, changing the bandwidth
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/227—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
- H04L27/2275—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses the received modulated signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
"Fremgangsmåte og apparat for demodulering av signaler i et system for logging under boring" "Method and apparatus for demodulating signals in a system for logging while drilling"
Den foreliggende oppfinnelse vedrører kommunikasjonssy-stemer og mer spesielt et apparat og en fremgangsmåte for motta-gelse og tolkning av datasignaler som er overført til jordoverflaten i et system for logging under boring. The present invention relates to communication systems and more particularly to an apparatus and a method for receiving and interpreting data signals which have been transmitted to the earth's surface in a system for logging during drilling.
Logging under boring medfører overføring til jordoverflaten av målinger tatt nede i borehullet mens boring pågårfidet målingene som vanligvis utføres ved hjelp av instrumenter som er montert like bak drillboret. Det er en klar fordel å kunne tilveiebringe informasjoner kontinuerlig under boring med hele strengen på plass. Likevel har ikke systemer for logging under boring oppnådd utbredt kommersiell anerkjennelse t hovedsakelig på grunn av problemer i tilknytning til overføring av måleinformasjonen gjennom de støyfylte og ugunstige omgivelsene i et borehull. Det er kommet forskjellige forslag for oppnåelse av overføring av måleinformasjon til jordoverflaten. En foreslått teknikk går for eksempel ut på å overføre loggemålinger ved hjelp av isolerte elektriske ledere som strekker seg gjennom borstrengen. Denne metoden krever imidlertid tilpasning av borstrengrørene>innbefattet tilveiebringelse av elektriske forbindelser ved rørkoblingene. En annen foreslått metode anvender en akustisk bølge som forplanter seg oppover gjennom borstrengen av metall#men de høye nivåene til forstyrrende støy i en borstreng^ er et problem ved denne teknikken. En annen teknikk som synes særlig lovende t anvender en borevæske i borehullet som over-føringsmedium for akustiske bølger modulert med måleinformasjonen. Borevæske eller "slam" blir vanligvis sirkulert nedover gjennom borstrengen og drillboret og oppover gjennom det ringformede rommet som avgrenses av den delen av borehullet som omgir borstrengen. Dette gjøres konvensjonelt for å fjerne "borespon" og for å opprettholde et ønsket hydrostatisk trykk i borehullet. I den teknikken det refereres til# er det en akustisk sender nede i borehullet, kjent som en roterende ventil,., eller "slamsirene" 1 som gjentatt avbryter strømmen av borevæske, og dette fører til at det frembringes et akustisk bærebølgesignal i borevæsken ved en frekvens som avhenger av hastigheten på av-bruddene. Den akustiske bærebølgen blir modulert som en funksjon av digitale loggedata nede i borehullet. Ved en moduleringstek-nikk med faseskiftnøkling ("PSK") blir den akustiske bærebølgen modulert mellom to (eller flere) fasetilstander. Forskjellige kodemetoder er mulige ved bruk av PSK-roodulasjon. Ved en kode-metode med "ikke tilbake til null" ("non-return to zero") representerer en forandring i fasen en spesiell binær tilstand (for eksempel en logisk "1") mens fravær av en faseforandring representerer den andre binære tilstanden (for eksempel en logisk "0"). Faseforandringene oppnås mekanisk ved å midlertidig modifisere av-brytelsesfrekvensen til slamsirenen til en høyere eller lavere frekvens inntil en ønsket faseforskyvning (positiv eller nagativ) er oppnådd, og så tilbakeføre slamsirenen til dens nominelle frekvens. Hvis for eksempel den nominelle frekvensen til slamsirenen er 12 Hz, kan en fasedreining på 180°\ oppnås ved midlertidig å Logging during drilling entails the transmission to the ground surface of measurements taken down the borehole while drilling is in progress, rather than the measurements which are usually carried out using instruments mounted just behind the drill bit. It is a clear advantage to be able to provide information continuously during drilling with the entire string in place. Nevertheless, systems for logging while drilling have not achieved widespread commercial recognition, mainly due to problems associated with transmitting the measurement information through the noisy and unfavorable environment of a borehole. Various proposals have been made for achieving the transfer of measurement information to the earth's surface. One proposed technique, for example, involves transmitting log measurements using insulated electrical conductors that extend through the drill string. However, this method requires adaptation of the drill string pipes > including the provision of electrical connections at the pipe connections. Another proposed method uses an acoustic wave that propagates upward through the metal drill string#but the high levels of disturbing noise in a drill string^ is a problem with this technique. Another technique that seems particularly promising uses a drilling fluid in the borehole as a transmission medium for acoustic waves modulated with the measurement information. Drilling fluid or "mud" is typically circulated downward through the drill string and drill bit and upward through the annular space defined by the portion of the borehole surrounding the drill string. This is done conventionally to remove "drilling chips" and to maintain a desired hydrostatic pressure in the borehole. In the technique referred to# there is an acoustic transmitter down the borehole, known as a rotary valve,., or "mud siren" 1 which repeatedly interrupts the flow of drilling fluid, and this causes an acoustic carrier wave signal to be produced in the drilling fluid at a frequency which depends on the speed of the interruptions. The acoustic carrier wave is modulated as a function of digital logging data down the borehole. In a phase shift keying ("PSK") modulation technique, the acoustic carrier wave is modulated between two (or more) phase states. Different coding methods are possible when using PSK modulation. In a non-return to zero coding method, a change in phase represents a particular binary state (for example, a logic "1") while the absence of a phase change represents the other binary state ( for example a logical "0"). The phase changes are achieved mechanically by temporarily modifying the interruption frequency of the mud siren to a higher or lower frequency until a desired phase shift (positive or negative) is achieved, and then returning the mud siren to its nominal frequency. For example, if the nominal frequency of the mud siren is 12 Hz, a phase rotation of 180°\ can be achieved by temporarily
senke frekvensen til slamsirenen til 8 Hz i 125 millisekunder lower the frequency of the mud siren to 8 Hz for 125 milliseconds
(som er en periode ved 8 Hz og en og en halv periode ved 12Hz)(which is one period at 8 Hz and one and a half periods at 12Hz)
og så tilbakeføre slamsirenefrekvensen til 12 Hz. Det er lett å and then return the mud siren frequency to 12 Hz. It is easy to
se at en fasedreining på 180° også kan oppnås ved forbigående å øke slamsirenefrekvensen for en passende tidsperiode (dvs. for å oppnå en ønsket fremskutt fase) og så tilbakeføre den til den nominelle frekvensen. see that a phase turn of 180° can also be achieved by transiently increasing the mud siren frequency for a suitable period of time (ie to achieve a desired advanced phase) and then returning it to the nominal frequency.
Ved kovnensjonelle kommunikasjoner ved hjelp av fase-skiftnøklingfblir bærebølgefasen konvensjonelt forandret i alternerende retninger (dvs. alterneredde mellom negativ og positiv fasedreining) slik at netto forandring i bærebølgefasen over en lang tidsperiode er nær null. I et system for logging under boring hvor en elektromekanisk innretning/slik som en slamsirene, anvendes for å påføre borevæsken akustiske bølger, blir det foretrukket å utføre alle faseforandringer i samme retning (dvs. alle positive eller alle negative), noe som medfører at teknikken for drift av slamsirenen blir mer effektiv og enkel. (Hvis for. eksempel alle faseforandringene oppnås ved forbigående å senke frekvensen, er det aldri nødvendig å øke frekvensen over den nominelle frekvensen, og slamsirenen trenger mindre drivkraft. Styrekretsene kan også være mindre komplekse.) Uttrykket "enveis" PSK-modulasjon betyr In conventional communications using phase shift keying, the carrier wave phase is conventionally changed in alternating directions (i.e. alternating between negative and positive phase rotation) so that the net change in the carrier wave phase over a long period of time is close to zero. In a system for logging during drilling where an electromechanical device/such as a mud siren is used to apply acoustic waves to the drilling fluid, it is preferred to carry out all phase changes in the same direction (ie all positive or all negative), which means that the technique for operation of the sludge siren becomes more efficient and simple. (If, for example, all the phase changes are achieved by transiently lowering the frequency, it is never necessary to increase the frequency above the nominal frequency, and the mud siren needs less driving power. The control circuits can also be less complex.) The term "one-way" PSK modulation means
denne type modulasjon der alle faseforandringer er i samme retning. this type of modulation where all phase changes are in the same direction.
Det modulerte akustiske signalet blir mottatt ved top-pen av hullet ved hjelp av en eller flere transdusere som omformer det akustiske signalet til et elektrisk signal. Det er så nød-vendig å gjenvinne den digitale informasjonen som ligger i modulasjonen av det mottatte signalet. Dette gjøres kort forklart ved først å behandle de mottatte signalene for å trekke ut bærebølge-signalet. Den rekonstruerte bærebølgen blir så brukt til å demodulere det modelerte elektriske signalet synkront. The modulated acoustic signal is received at the top of the hole by means of one or more transducers which convert the acoustic signal into an electrical signal. It is therefore necessary to recover the digital information contained in the modulation of the received signal. This is briefly explained by first processing the received signals to extract the carrier signal. The reconstructed carrier wave is then used to synchronously demodulate the modeled electrical signal.
I den konvensjonelle typen system som er beskrevet, blir det typisk anvendt et båndpassfilter ved mottageren, idet filteret har et båndpass-spektrum sentrert ved den nominelle bærefrekvensen og blir brukt til å detektere den modulerte bærebølgen. Som en del av den foreliggende oppfinnelsen er det imidlertid oppdaget at anvendelse av et filter sentrert ved den nominelle bærefrekvensen, resulterer i mindre enn optimal ytelse. Enveisbeskaffenheten av modulasjonen resulterer spesielt i at den gjennomsnittlige bærefrekvensen blir forskjellig fra den nominelle bærefrekvensen. Det har også blitt innsett at det oppstår et ytterligere problem ved å bruke konvensjonelle filtere i faseskiftnøklings-systemer av den beskrevne typen. En typisk konvensjonell filter-.konstruksjon søker å oppnå en symmetrisk spektral karakteristikk omkring filterets senterfrekvens. Enveisbeskaffenheten av modulasjonen resulterer imidlertid i en symmetrisk filterkarakteristikk som er mindre enn optimalt tilpasset frekvenskarakteristikken til det overførte signalet. In the conventional type of system described, a bandpass filter is typically used at the receiver, the filter having a bandpass spectrum centered at the nominal carrier frequency and being used to detect the modulated carrier wave. However, as part of the present invention, it has been discovered that using a filter centered at the nominal carrier frequency results in less than optimal performance. In particular, the one-way nature of the modulation results in the average carrier frequency being different from the nominal carrier frequency. It has also been realized that a further problem arises in using conventional filters in phase shift keying systems of the type described. A typical conventional filter construction seeks to achieve a symmetrical spectral characteristic around the filter's center frequency. However, the one-way nature of the modulation results in a symmetrical filter characteristic that is less than optimally adapted to the frequency characteristic of the transmitted signal.
Det er et formål og et aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen og tilveiebringe et forbedret filter for bruk ved deteksjon i et overføringssystem med faseskiftnøkling av den type hvor modulasjonen blir oppnådd ved forbigående enveis modifikasjon av bærefrekvensen. It is an object and aspect of the present invention to provide an improved filter for use in detection in a phase shift keying transmission system of the type where the modulation is achieved by transient one-way modification of the carrier frequency.
I den kjente systemtypen som er beskrevet, blir det vanligvis anvendt en samløpssløyfe for bærebølgen ved mottageren, idet formålet med samløpssløyfen er å låse den på bærebølgen til de mottatte signalene og å frembringe tidssignaler som kan brukes i demodulasjonsprosessen. Det er ønskelig å oppnå en låsing til bærebølgen så raskt som mulig for å unngå mulige tap av informasjon. Det er også ønskelig, straks låsing er oppnådd, å ha en samløpssløyfe som er forholdsvis stabil, dvs. at den ikke påvirkes ugunstig av kortvarige feilsignalkomponenter i sløyfen ved forskjellige frekvenser. Disse to formålene er noe motstridende, siden forholdsvis rask oppnåelse av låsing krever en forholds-....... vis stor sløyfebredde mens sløyfestabiliteten vanligvis vil tilsi en forholdsvis liten sløyfebredde. Det er kjent at sløyfebred-den kan varieres manuelt straks låsing oppnås, men denne teknikken er ikke særlig hensiktsmessig. I den type apparat for logging under boring som er beskrevet ovenfor, og hvor det anvendes forholdsvis lavfrekvente akustiske signaler, oppstår det også praktiske problemer når man forsøker å variere sløyfebredden til samløpssløyfen for bærefrekvensen. Spesielt medfører varieringen av sløyfebredden vanligvis innkobling av forskjellige kondensatorer i sløyfefilterkretsen og samtidig modifikasjon av sløyfens forsterkningsfaktor. Ved de frekvensene som er av interesse- In the known type of system described, a convergence loop is usually used for the carrier wave at the receiver, the purpose of the convergence loop being to lock it onto the carrier wave of the received signals and to produce time signals that can be used in the demodulation process. It is desirable to achieve a lock to the carrier wave as quickly as possible to avoid possible loss of information. It is also desirable, once locking has been achieved, to have a confluence loop that is relatively stable, i.e. that it is not adversely affected by short-term error signal components in the loop at different frequencies. These two purposes are somewhat contradictory, since relatively fast achievement of locking requires a relatively large loop width, while loop stability will usually require a relatively small loop width. It is known that the loop width can be varied manually as soon as locking is achieved, but this technique is not particularly appropriate. In the type of apparatus for logging during drilling described above, and where relatively low-frequency acoustic signals are used, practical problems also arise when attempting to vary the loop width of the confluence loop for the carrier frequency. In particular, the variation of the loop width usually entails the connection of different capacitors in the loop filter circuit and a simultaneous modification of the loop's amplification factor. At the frequencies that are of interest-
har kondensatorene i kretsen vanligvis forholdsvis store kapasi-tanser uten de store dimensjonene som er typisk for ikkeelektro-lytiske kondensatorer. Når en tidligere inaktiv kondensator blir koblet inn i kretsen, oppstår det et problem som skyldes inn-føringen av en forskyvningsspenning som er et resultat av at den tidligere spenning over den nye kondensatoren ikke samsvarer med den spenning som påtrykkes den, straks den kobles inn i kretsen*.. the capacitors in the circuit usually have relatively large capacitances without the large dimensions that are typical for non-electrolytic capacitors. When a previously inactive capacitor is connected to the circuit, a problem arises due to the introduction of an offset voltage which is the result of the previous voltage across the new capacitor not matching the voltage applied to it as soon as it is connected. the circuit*..
Det er et formål og et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret bærebølgesamløps-sløyfe med variabel sløyfebredde som kan overvinne problemene ved den tidligere kjente teknikk som nevnt ovenfor. It is an object and another aspect of the present invention to provide an improved carrier confluence loop with variable loop width which can overcome the problems of the prior art as mentioned above.
I den kjente type av systemer som er beskrevet, blir bærebølgen vanligvis gjenvunnet ved å bruke en samløpssløyfe-krets for bærebølgen. Samløpssløyfen er en faselåssløyfe som omfatter en spenningsstyrt oscillator ( VCO*) som reagerer på feilsignaler som er et resultat av forskjellen mellom fasen til signalet som utledes fra den spenningsstyrte oscillatoren og fasen til bærebølgesignålet. I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er det imidlertid blitt oppdaget av enveisbeskaf f enheten til. fasemodulasjonen i den type systemer som er beskrevet ovenfor, har en tendens til å forårsake et problem ved drift av faselåsesløyfen. Siden spesielt faseforandringene blir oppnådd ved forbigående variasjon av frekvensen, blir det frembrakt feilpulser i faselåse-sløyfen hver gang en dataovergang inntreffer. SidenPSK-modulasjonen foregår en vei (dvs. forbigående frekvensmodifikasjon er alltid til en lavere frekvens eller alltid til en høyere frekvens), har disse feilpulsene alltid samme polaritet. Disse feilpulsene kan tendere til å forårsake frekvensawik i samløpssløyf en for „ , ^ bærebølgen. In the known type of systems described, the carrier wave is usually recovered by using a common loop circuit for the carrier wave. The convergence loop is a phase-locked loop comprising a voltage-controlled oscillator (VCO*) which responds to error signals resulting from the difference between the phase of the signal derived from the voltage-controlled oscillator and the phase of the carrier signal. In accordance with the present invention, however, it has been discovered by the one-way supply f the unit to. the phase modulation in the type of systems described above tends to cause a problem in operating the phase lock loop. Since in particular the phase changes are achieved by transient variation of the frequency, error pulses are produced in the phase-lock loop every time a data transition occurs. Since the PSK modulation is one-way (ie, transient frequency modification is always to a lower frequency or always to a higher frequency), these error pulses always have the same polarity. These error pulses can tend to cause frequency deviations in the confluence loop for the „ , ^ carrier wave.
Det er et ytterligere aspekt og formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret bærebølge-samløpssløyfe for bruk ved deteksjon i et overføringssystem med faseskiftnøkling av den type der modulasjon oppnås ved forbigående enveis modifikasjon av bærefrekvensen. It is a further aspect and object of the present invention to provide an improved carrier confluence loop for use in detection in a phase shift keying transmission system of the type where modulation is achieved by transient unidirectional modification of the carrier frequency.
En side ved den foreliggende oppfinnelsen er rettet på en fremgangsmåte ved bruk av et PSK-signal som er blitt modulert med en digital informasjon ved forbigående enveis senkning eller økning av den nominelle frekvensen til et bæresignal som en funksjon av den digitale informasjonen for å bevirke en faseforandring, omfattende følgende trinn: filtrering av det modulerte bæresignalet One aspect of the present invention is directed to a method using a PSK signal which has been modulated with a digital information by transiently unidirectionally lowering or raising the nominal frequency of a carrier signal as a function of the digital information to effect a phase shift, comprising the following steps: filtering the modulated carrier signal
med et filter som har en båndpass-senterfrekvens som er forskjøvet fra den nominelle bærefrekvensen i retning av nevnte enveis senkning eller økning av frekvensen, og gjennvinning av den digitale informasjonen fra det filtrerte signalet. with a filter having a bandpass center frequency shifted from the nominal carrier frequency in the direction of said one-way lowering or raising of the frequency, and recovering the digital information from the filtered signal.
En annen side ved den foreliggende oppfinnelsen er rettet på en fremgangsmåte for utnyttelse av et PSK-signal som er blitt modulert med digital informasjon ved forbigående enveis Another aspect of the present invention is directed to a method for utilizing a PSK signal that has been modulated with digital information by transient one-way
enten senkning eller økning av den nominelle frekvensen til et bæresignal som en funksjon av den digitale informasjon for å bevirke en faseforandring, omfattende følgende trinn: filtrering av det modulerte bærebølgesignalet med et filter som har en båndpasskarakteristikk som er usymmetrisk i retning av nevnte enveis senkning eller økning av frekvensen, og gjennvinning av den digitale informasjon fra det filtrerte signalet. either lowering or raising the nominal frequency of a carrier signal as a function of the digital information to effect a phase change, comprising the following steps: filtering the modulated carrier signal with a filter having a bandpass characteristic which is asymmetrical in the direction of said one-way lowering or increasing the frequency, and recovering the digital information from the filtered signal.
En ytterligere side ved den foreliggende oppfinnelsen er rettet på en fremgangsmåte for reduksjon av transiente signaler som er et resultat av innkobling av en forskjellig kondensator i kretsen for bruk i et elektronisk system som omfatter: et par klemmer, en flerhet kondensatorer.som hver har en av sine plater koblet til en av klemmene, koblingsanordninger for kobling av den andre platen til en utvalgt av kondensatorene til den andre termi-nalen, og anordninger med variabel forsterkning synkronisert med koblingsanordningene for påvirkning av potensialet ved den andre klemmenykarakterisert vedkontinuerlig frembringelse av en referansespenning tilknyttet hver av en rekke kondensatorer som for øyeblikket ikke er koblet inn mellom nevnte klemmepar, idet hver frembrakt referansespenning er en funksjon av den spenningen som ville opptre over dens tilknyttede kondensator i det tilfelle at ^ denne kondensatoren øyeblikkelig av koblingsanordningene ble koblet mellom nevnte klemmepar og kontinuerlig påtrykking av hver frembrakt referansespenning over den tilhørende kondensator. A further aspect of the present invention is directed to a method for reducing transient signals resulting from the connection of a different capacitor in the circuit for use in an electronic system comprising: a pair of clamps, a plurality of capacitors, each having a of its plates connected to one of the terminals, coupling devices for connecting the other plate to a selected one of the capacitors of the second terminal, and devices with variable gain synchronized with the coupling devices for influencing the potential at the other terminal recharacterized by continuously producing a reference voltage associated each of a series of capacitors not currently connected between said pair of terminals, each produced reference voltage being a function of the voltage that would appear across its associated capacitor in the event that ^ this capacitor was instantaneously connected by the coupling devices between said pair of terminals and continuous true application of each produced reference voltage across the associated capacitor.
Ytterligere en annen side ved oppfinnelsen er rettetYet another aspect of the invention is addressed
på en fremgangsmåte for stabilisering av en bærebølge-samløps-sløyfe som brukes i forbindelse med et apparat som mottar et PSK-signal som er modulert med digital informasjon ved forbigående enveis senkning eller økning av den nominelle frekvensen til et bæresignal som en funksjon av den digitale informasjonen for å bevirke en faseforandring, hvilket apparat omfatter en bærebølge-samløpssløyfe for samløp med bærebølgen for det mottatte signalet, hvilken samløpssløyfe omfatter en styrt oscillator med en styreklemme, idet frekvensen til oscillatoren blir bestemt av et signal som tilfører styreklemmen, en komparator for frembringelse av et styresignal ved å sammenligne fasen til et signal utledet fra det mottatte PSK-modulerte signalet med fasen til et signal utledet fra utgangen til den styrte oscillatoren, samt midler for tilfør-sel av styresignalet til styreklemmen på oscillatoren, hvilken fremgangsmåte omfatter følgende trinn: frembringelse av kompenseringspulser som respons på overganger i det mottatte signalet, og påføring av nevnte kompenseringspulser til styreklemmen for å ta i betraktning forskjellen mellom den nominelle frekvensen til bærebølgen og den gjennomsnittlige frekvensen til det mottatte signalet som er et resultat av enveisbeskaffenheten til bærebølge-modulasjonen. on a method of stabilizing a carrier confluence loop used in connection with an apparatus receiving a PSK signal modulated with digital information by transiently unidirectionally lowering or raising the nominal frequency of a carrier signal as a function of the digital the information to effect a phase change, said apparatus comprising a carrier lock-in loop for lock-in with the carrier of the received signal, said lock-in loop comprising a controlled oscillator with a control terminal, the frequency of the oscillator being determined by a signal supplying the control terminal, a comparator for generating of a control signal by comparing the phase of a signal derived from the received PSK-modulated signal with the phase of a signal derived from the output of the controlled oscillator, as well as means for supplying the control signal to the control terminal of the oscillator, which method comprises the following steps: generation of compensation pulses in response to transition ger in the received signal, and applying said compensation pulses to the control terminal to account for the difference between the nominal frequency of the carrier and the average frequency of the received signal resulting from the one-way nature of the carrier modulation.
Den foreliggende oppfinnelse omfatter også en annen side rettet på et apparat som mottar et PSK-signal modulert med digital informasjon og som er virksomt for å gjenvinne den digitale informasjon fra dette, idet nevnte PSK-modulerte signal er blitt modulert med den digitale informasjon ved forbigående enveis senkning eller økning av den nominelle frekvensen til et bære-bølgesignal som en funksjon av den digitale informasjon for å bevirke en faseforandring, hvilket apparat omfatter et filter for bruk ved selektiv filtrering av det modulerte bæresignalet,karakterisert vedat filteret har en båndpass-senterfrekvens som er forskjøvet fra den nominelle bærefrekvensen i retning av nevnte enveis senkning eller økning av frekvensen. The present invention also includes another aspect directed at an apparatus which receives a PSK signal modulated with digital information and which is effective for recovering the digital information from this, said PSK-modulated signal having been modulated with the digital information by transient unidirectional lowering or raising of the nominal frequency of a carrier signal as a function of the digital information to effect a phase change, the apparatus comprising a filter for use in selectively filtering the modulated carrier signal, characterized in that the filter has a bandpass center frequency which is shifted from the nominal carrier frequency in the direction of said one-way lowering or raising of the frequency.
Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en ytterligere side rettet på et apparat for demodulering av et digitalt signal og som mottar et PSK-signal modulert med digital informasjon og_._.. gjenvinner den digitale informasjonen fra dette, hvilket PSK-modulerte signal er blitt modulert med den digitale informasjonen ved forbigående enveis senkning eller økning av den nominelle frekvensen til et bærebølgesignal som en funksjon av den digitale informasjonen for å bevirke en fa3eforandring, og ved deretter å tilbakeføre bærebølgen til nominell frekvens straks faseforandringen er gjennomført, idet apparatet omfatter et filter for bruk ved selektiv filtrering av det modulerte bærebølgesignålet,karakterisert vedat filteret har en båndpasskarakteristikk'som er skråttstilt i retning av nevnte enveis senkning eller økning av frekvensen. The present invention comprises a further aspect directed to an apparatus for demodulating a digital signal and which receives a PSK signal modulated with digital information and _._.. recovers the digital information therefrom, which PSK modulated signal has been modulated with the the digital information by temporarily one-way lowering or increasing the nominal frequency of a carrier signal as a function of the digital information to effect a phase change, and then returning the carrier to the nominal frequency as soon as the phase change is completed, the apparatus comprising a filter for use at selective filtering of the modulated carrier wave signal, characterized in that the filter has a bandpass characteristic which is biased in the direction of said one-way lowering or raising of the frequency.
En ytterligere side ved den foreliggende oppfinnelsen er rettet på et elektronisk system som omfatter: et par klemmer, A further aspect of the present invention is directed to an electronic system comprising: a pair of clamps,
en rekke kondensatorer som hver har en av sine plater koblet til en av klemmene, koblingsanordninger for kobling av den andre platen på en utvalgt av kondensatorene til den andre klemmen, og midler med variabel forsterkningsfaktor synkronisert med koblingsanordningen og som påvirker potensialet på den andre klemmen,karakterisert veden krets for reduksjon av transientsignaler som stam-mer fra innkobling av en forskjellig kondensator mellom nevnte klemmepar, omfattende: Midler for kontinuerlig frembringelse av én referansespenning i forbindelse med hver av kondensatorene som enda ikke er innkoblet mellom klemmeparet, idet hver frembrakt referansespenning er en funksjon av den spenning som ville opptre over dens tilhørende kondensator i det tilfelle at den tilhørende kondensatoren øyeblikkelig ble koblet mellom klemmeparet ved hjelp av koblingsanordningen, og midler for kontinuerlig påtrykking av hver frembrakt referansespenning over dens tilhørende kondensator. a series of capacitors each having one of its plates connected to one of the terminals, coupling means for coupling the second plate on a selected one of the capacitors to the second terminal, and variable gain means synchronized with the coupling device and affecting the potential of the second terminal, characterized wood circuit for reduction of transient signals originating from the connection of a different capacitor between said pair of terminals, comprising: Means for continuously producing one reference voltage in connection with each of the capacitors which have not yet been connected between the pair of terminals, each produced reference voltage being a function of the voltage that would appear across its associated capacitor in the event that the associated capacitor was instantaneously connected between the terminal pair by means of the coupling device, and means for continuously applying each produced reference voltage across its associated capacitor.
Ytterligere en side ved den foreliggende oppfinnelsen er rettet på en bærebølgesamløpssløyfe med variabel sløyfebredde Another aspect of the present invention is directed to a variable loop width carrier confluence loop
for låsing til bærebølgen for et inngangssignal, omfattende: en faselåsesløyfe med en oscillator som har en styreinngang, en anordning for frembringelse av et feilsignal som en funksjon av faseforskjellen mellom et signal utledet fra oscillatoren og inngangssignalet, og et variabelt filter som har en rekke forskjellige båndbredder for kobling av utgangen fra anordninger som frembringer et feilsignal til styreinngangen,karakterisert ved: en sløyfe-breddestyreanordning koblet til det variable filteret for automatisk å forandre sløyfebredden til filteret som en funksjon av inn- for locking to the carrier of an input signal, comprising: a phase-locked loop with an oscillator having a control input, means for generating an error signal as a function of the phase difference between a signal derived from the oscillator and the input signal, and a variable filter having a variety of bandwidths for connecting the output of devices that produce an error signal to the control input, characterized by: a loop width control device connected to the variable filter to automatically change the loop width of the filter as a function of the input
gangssignalet. Figur 1 er et forenklet skjematisk diagram over et apparat for logging under boring som innbefatter den foreliggende oppfinnelsen. Figur 2 omfatter kurver som viser konvensjonell PSK-modulasjon og enveis PSK-modulasjon som anvendes i den foreliggende oppfinnelsen. Figur 3 er et blokkskjema av mottagersystemet over borehullet i apparatet på figur 1. Figur 4 viser idealiserte bølgeformer som er nyttige når det gjelder å forstå beskaffenheten av signalene som opptrer ved forskjellige steder i mottagerkretsen på figur 3. Figur 5 viser beskaffenheten av en faseforandring som the walking signal. Figure 1 is a simplified schematic diagram of an apparatus for logging during drilling which includes the present invention. Figure 2 comprises curves showing conventional PSK modulation and one-way PSK modulation used in the present invention. Figure 3 is a block diagram of the receiver system above the borehole in the apparatus of Figure 1. Figure 4 shows idealized waveforms useful in understanding the nature of the signals appearing at various locations in the receiver circuit of Figure 3. Figure 5 shows the nature of a phase change which
utført i samsvar med PSK-modulasjonen på figur 2.performed in accordance with the PSK modulation of Figure 2.
Figur 6 illustrerer beskaffenheten av frekvensspekteret til et konvensjonelt PSK-modulert signal sammenlignet med spekteret for et enveis PSK-modulert signal. Figur 7 viser et eksempel på et filter som er nyttig i Figure 6 illustrates the nature of the frequency spectrum of a conventional PSK-modulated signal compared to the spectrum of a one-way PSK-modulated signal. Figure 7 shows an example of a filter that is useful in
den foreliggende oppfinnelsen.the present invention.
Figur 8 er et blokkskjema av en faselåsesløyfe med variabel sløyfebredde i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen. Figure 8 is a block diagram of a phase lock loop with variable loop width in accordance with an embodiment of the invention.
Figur 9 viser et grunnleggende sløyfefilter.Figure 9 shows a basic loop filter.
Figur 10 illustrerer et variabelt sløyfebreddefilterFigure 10 illustrates a variable loop width filter
i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.according to an embodiment of the invention.
Figur 11 viser en tidligere kjent bærebølgesamløpssløyfe. Figur 12 viser en utførelsesform av en forbedret sam-løpssløyfe i samsvar med en side av oppfinnelsen. Figur 13 illustrerer den bølgeformtypen som frembringes og som er -en inngang til sløyfefilteret i bærebølgesamløpssløyfen på figur 11. Figure 11 shows a previously known carrier wave confluence loop. Figure 12 shows an embodiment of an improved confluence loop in accordance with one aspect of the invention. Figure 13 illustrates the type of waveform that is produced and which is an input to the loop filter in the carrier confluence loop of Figure 11.
Det vises nå til figur 1 hvor det er vist et forenklet diagram over et apparat for logging under boring i henhold til en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen brukt i forbindelse med et konvensjonelt boreapparat. En plattform og medbringerstang Reference is now made to Figure 1 where a simplified diagram of an apparatus for logging during drilling according to an embodiment of the present invention is shown used in connection with a conventional drilling apparatus. A platform and drawbar
10 er anordnet over et borehull 11 som er dannet i grunnen ved drillboring. En borstreng 12 er opphengt i borehullet og omfatter en borkrone 15 ved den nedre enden. Borstrengen 12 og boret 15 som er festet til denne, blir dreiet av en dreieskive 16 (drevet ved hjelp av ikke viste midler) som er i inngrep med en medbringer stang 17 ved den øvre enden av borstrengen. Borstrengen henger i en krok 18 festet til en løpeblokk (ikke vist). Medbringerstangen 10 is arranged over a borehole 11 which is formed in the ground by drill drilling. A drill string 12 is suspended in the borehole and comprises a drill bit 15 at the lower end. The drill string 12 and the drill bit 15 attached to it are turned by a turntable 16 (driven by means not shown) which engages with a driver rod 17 at the upper end of the drill string. The drill string hangs in a hook 18 attached to a runner block (not shown). The driver rod
er forbundet til kroken gjennom én dreiesvivel 19 som tillater 'rotasjon av borstrengen i forhold til kroken. Borevæske eller slam 2 6 blir holdt i en grop 27 i jorden. En pumpe 29 pumper borevæsken inn i borstrengen via en åpning i svivelen 19 slik at den strømmer nedover gjennom borstrengen 12. Borevæsken trer ut av borstrengen via åpninger i boret 15 og sirkuleres så oppover i området .mellom utsiden av borstrengen og periferien av borehullet. Sbmvel kjent på området fører borevæsken derved med seg bore-rester fra formasjonen til jordoverflaten, og boreslammet blir tilbakeført til gropen 27 for resirkulering. De små pilene på figur 1 illustrerer den vanlige retningen på borevæskestrømmen. is connected to the hook through one swivel 19 which allows rotation of the drill string in relation to the hook. Drilling fluid or mud 2 6 is held in a pit 27 in the ground. A pump 29 pumps the drilling fluid into the drill string via an opening in the swivel 19 so that it flows downwards through the drill string 12. The drilling fluid exits the drill string via openings in the drill bit 15 and is then circulated upwards in the area between the outside of the drill string and the periphery of the drill hole. As is well known in the field, the drilling fluid thereby carries with it drilling residues from the formation to the ground surface, and the drilling mud is returned to the pit 27 for recycling. The small arrows in Figure 1 illustrate the normal direction of drilling fluid flow.
Montert inne i borstrengen 12, fortrinnsvis nær borkronen 15, er et undersystem 50 for avføling og sending. Undersystemet 50 omfatter et måleapparat 55 som kan måle enhver ønsket tilstand nede i hullet, for eksempel spesifikk motstand, gamma-stråling, vekten på borkronen, borets skjærevinkel, osv. Man vil imidlertid forstå at måleapparatet 55 kan brukes til å måle enhver nyttig parameter nede i hullet. Senderdelen av undersystemet nede i hullet omfatter en akustisk sender 56 som genererer et akustisk signal i borevæsken som er representativt for de målte tilstandene nede i hullet. En passende type akustisk sender, som er kjent på område, anvender en anordning kjent som "slamsirene" som omfatter en slisset stator og en slisset rotor som roterer og gjenntatt avbryter strømmen av borevæske for å etablere et ønsket akustisk bøl-gesignal i borevæsken. Senderen 56 blir styrt av styre- og driv-elektronikk 57 som omfatter analog-til-digital kretser (A/D-kretser) som omformer de signalene som er representative for tilstandene ne-de i borehullet til digital form. Styre- og driv-elektronikken 57 omfatter også en faseskiftnøklingsmodulator (PSK-modulator) som Mounted inside the drill string 12, preferably near the drill bit 15, is a subsystem 50 for sensing and sending. The subsystem 50 comprises a measuring device 55 which can measure any desired condition downhole, for example specific resistance, gamma radiation, the weight of the drill bit, the cutting angle of the drill, etc. However, it will be understood that the measuring device 55 can be used to measure any useful downhole parameter in the hole. The transmitter part of the sub-system down the hole comprises an acoustic transmitter 56 which generates an acoustic signal in the drilling fluid which is representative of the measured conditions down the hole. A suitable type of acoustic transmitter, which is known in the art, uses a device known as a "mud siren" comprising a slotted stator and a slotted rotor which rotates and repeatedly interrupts the flow of drilling fluid to establish a desired acoustic wave signal in the drilling fluid. The transmitter 56 is controlled by control and drive electronics 57 which comprise analogue-to-digital circuits (A/D circuits) which transform the signals which are representative of the conditions down in the borehole into digital form. The control and drive electronics 57 also comprise a phase shift keying modulator (PSK modulator) which
tilveiebringer drivsignaler for tilførsel til senderen 56.provides drive signals for supply to the transmitter 56.
I konvensjonelle faseskiftnøklede (PSK) kommunikasjoner blir fasen til bæresignalet forandret i samsvar med et digitalt datasignal som har to eller flere nivåer for å tilveiebringe en • modulert bærebølge som har to eller flere faser. Bærebølgefasen blir konvensjonelt forandret i alternerende retninger (det vil si alternerende i positiv og negativ retning) slik at nettoforandringen i bærebølgefasen over en lang tidsperiode er nær null. I et system for logging under boring hvor en elektromagnetisk innretning slik som en slam-sirene blir anvendt for å tilføre akustiske bølger til borevæsken blir det foretrukket å utføre alle faseforandringer i samme retning, noe som resulterer i at teknikken for drift av slamsirene blir mer effektiv og enkel. Uttrykket "enveis" PSK-modulas jon som brukes her, er ment å bety denne type modulasjon der alle faseforandringer er i samme retning. Teknikker for drift av en slamsirene for å oppnå en PSK-modulert akustisk bærebølge i borevæske, og for å oppnå enveis PSK-modulasjon av denne, er for eksempel beskrevet i US-patentene nr. 3 789 355 og 3 820 063. Man vil imidlertid forstå at enhver passende anordning kan brukes for å oppnå de typer av enveis PSK-modulasjon som er beskrevet her. Figur 2 illustrerer forskjellen mellom konvensjonell PSK-modulasjon og den enveis PSK-modulasjon som brukes i et system for logging under boring. Kurve 2A illustrerer et umodulert bæresignal med en periode på T/4 hvor T er bitperioden til den modulerende In conventional phase shift keying (PSK) communications, the phase of the carrier signal is changed in accordance with a digital data signal having two or more levels to provide a modulated carrier wave having two or more phases. The carrier wave phase is conventionally changed in alternating directions (that is, alternating in positive and negative directions) so that the net change in the carrier wave phase over a long period of time is close to zero. In a system for logging while drilling where an electromagnetic device such as a mud siren is used to add acoustic waves to the drilling fluid, it is preferred to carry out all phase changes in the same direction, which results in the technique of operating the mud sirens becoming more efficient and simple. The term "one-way" PSK modulation used here is intended to mean this type of modulation where all phase changes are in the same direction. Techniques for operating a mud siren to obtain a PSK-modulated acoustic carrier wave in drilling fluid, and to obtain one-way PSK modulation thereof, are described, for example, in US patents no. 3,789,355 and 3,820,063. However, one would understand that any suitable device may be used to achieve the types of unidirectional PSK modulation described herein. Figure 2 illustrates the difference between conventional PSK modulation and the one-way PSK modulation used in a system for logging while drilling. Curve 2A illustrates an unmodulated carrier signal with a period of T/4 where T is the bit period of the modulating
informasjonen. Et eksempel på et bitmønster er vist på kurve 2B, med overganger fra "0" til "1" som inntreffer ved tidene 2T og 5T, og overganger fra "1" til "0" ved tidene T, 4T og 6T. Hvis det anvendes en konvensjonell kodeteknikk med "differensialkodet PSK", indikerer en faseforandring ved bittidsavsnittet (T, 2T, 3T, 4T....) en "l"-bit, mens fravær av en faseforandring ved bittidsavsnittet indikerer en "0"-bit. Man vil imidlertid forstå at den motsatte konvensjonen kan anvendes, eller at enhver kodeteknikk som kan tilpasses den foreliggende oppfinnelsen kan benyttes. På kurve 2C hvor konvensjonell PSK-modulasjon er illustrert, blir følgelig en faseforandring på 0 utført hver gang den neste biten er "l" noe som betyr at faseforandringer blir bevirket ved tidene 2T, 3T og 5T. Kurve 2C viser således faseforandringer som blir bevirket ved disse tidspunktene, hvilke faseforandringer skjer i alternerende retninger. Kurve 2D illustrerer beskaffenheten av PSK-modulasjonen i en enveis PSK-modulasjon som brukes her. Man ser at faseforandringene utføres på de samme stedene, men i dette eksemplet er alle faseforandringer negative (dvs. at de resulterer i en sakking av fasen), og man ser at faseforandringene akkumuleres. the information. An example of a bit pattern is shown in curve 2B, with transitions from "0" to "1" occurring at times 2T and 5T, and transitions from "1" to "0" at times T, 4T and 6T. If a conventional "differential coded PSK" coding technique is used, a phase change at the bit time slot (T, 2T, 3T, 4T...) indicates an "l" bit, while the absence of a phase change at the bit time slot indicates a "0" bit. However, it will be understood that the opposite convention can be used, or that any coding technique that can be adapted to the present invention can be used. Accordingly, on curve 2C where conventional PSK modulation is illustrated, a phase change of 0 is effected each time the next bit is "l" meaning that phase changes are effected at times 2T, 3T and 5T. Curve 2C thus shows phase changes that are effected at these times, which phase changes occur in alternating directions. Curve 2D illustrates the nature of the PSK modulation in a one-way PSK modulation used here. One sees that the phase changes are carried out in the same places, but in this example all phase changes are negative (ie they result in a sag of the phase) and one sees that the phase changes accumulate.
Det vises igjen til figur 1 der den genererte akustiske bølgen (dvs. primærkomponenten av denne som skal mottas) forplanter seg oppover i væsken gjennom sentrum av borstrengen med lydhastig-heten i væsken. Den akustiske bølgen blir mottatt ved jordoverflaten ved hjelp av transdusere representert ved henvisningstall 31. Reference is again made to Figure 1 where the generated acoustic wave (ie the primary component of this to be received) propagates upwards in the fluid through the center of the drill string at the speed of sound in the fluid. The acoustic wave is received at the earth's surface by means of transducers represented by reference number 31.
Transduserne som for eksempel kan være piezo-elektriske transdu-.. The transducers, which can for example be piezo-electric transdu..
mottatte sere, omformer de/akustiske signalene til elektriske signaler. Utgangen fra transduserne 31 er koblet til mottagerundersystemet 100 på overflaten som virker til å demodulere de overførte signalene og fremvise den informasjon som er målt nede i hullet på en fremvisningsanordning og/eller registreringsanordning 500. received, converts the/acoustic signals into electrical signals. The output from the transducers 31 is connected to the receiver subsystem 100 on the surface which works to demodulate the transmitted signals and display the information measured down the hole on a display device and/or recording device 500.
Det vises nå til figur 3 som viser et blokkskjema over mottagersystemet på overflaten, omfattende et forbedret filter i henhold til en side ved oppfinnelsen. Bølgeformenepå figur 4 som viser et eksempel på et bitmønster "1011", vil bli referert til fra tid til annen for å illustrere virkemåten. De akustiske signalene i borehullsvæsken blir avfølt av transdusere 31 (figur 1) som i den foreliggende utførelsesformen omfatter transdusere Reference is now made to Figure 3 which shows a block diagram of the surface receiver system comprising an improved filter according to one aspect of the invention. The waveforms of Figure 4 showing an example of a "1011" bit pattern will be referred to from time to time to illustrate the operation. The acoustic signals in the borehole fluid are sensed by transducers 31 (figure 1) which in the present embodiment comprise transducers
3lA og 31B. I den foreliggende utførelsesformen blir dette trans-duserparet anvendt i forbindelse med et differensialdeteksjons-arrangement som omfatter forsinkelseskrets 103 og differansefor-sterker 104. Utgangen fra transduser 31B er koblet via bufferforsterker 102 og forsinkelsen 103 til den negative inngangsklemmen på differanseforsterkeren 104. Transduseren 31A er koblet via bufferforsterker 101 til den positive inngangsklemmen på dif-feranseforsterker 104. Dette differensielle detektorarrangementet . blir anvendt for det formål å undertrykke støy som forplanter seg i- retning motsatt av den primære akustiske bærebølgen. Hvis for eksempel avstanden mellom transduserne 31A og 31B blir valgt lik en kvart bølgelengde ved bæref rekvensen og f orsinksilsen 103 også blir innstilt på en kvart bølgelengde ved bærefrekvensen, vil akustiske bølger som forplanter seg i retningen for primærsignalet (pil A), gjennomgå en fasesakking på totalt en halv bølgelengde. Når utgangen fra forsinkelseskretsen 103.blir subtrahert fra det uforsinkede signalet fra transduser 31A, ser man at signalene sem forplanter seg i retning av pilen A, adderes i fase. Akustiske signaler som forplanter seg i motsatt retning (pil B) vil imidlertid resultere i innganger til differensialforsterkeren 104 som er i fase, noe som resulterer i kansellering av disse signalene. Dette er lett å se når man innser at i et slikt tilfelle underkastes inngangen til den positive klemmen på differanseforsterkeren 104 en forsinkelse på en kvart bølgelengde på grunn av avstanden mellom transduserne, mens inngangen til den negative klemmen på differanseforsterkeren 104 underkastes en forsinkelse på en kvart bølgelengde på grunn av den elektriske forsinkelseskretsen 103. 31A and 31B. In the present embodiment, this transducer pair is used in connection with a differential detection arrangement comprising delay circuit 103 and differential amplifier 104. The output from transducer 31B is connected via buffer amplifier 102 and delay 103 to the negative input terminal of differential amplifier 104. Transducer 31A is connected via buffer amplifier 101 to the positive input terminal of differential amplifier 104. This differential detector arrangement . is used for the purpose of suppressing noise that propagates in the direction opposite to the primary acoustic carrier wave. If, for example, the distance between the transducers 31A and 31B is chosen equal to a quarter wavelength at the carrier frequency and the pre-sink 103 is also set to a quarter wavelength at the carrier frequency, acoustic waves propagating in the direction of the primary signal (arrow A) will undergo a phase lag of a total of half a wavelength. When the output from the delay circuit 103 is subtracted from the undelayed signal from transducer 31A, it is seen that the signals propagating in the direction of arrow A are added in phase. However, acoustic signals propagating in the opposite direction (arrow B) will result in inputs to the differential amplifier 104 being in phase, resulting in cancellation of these signals. This is easy to see when one realizes that in such a case the input to the positive terminal of the differential amplifier 104 is subjected to a delay of a quarter wavelength due to the distance between the transducers, while the input to the negative terminal of the differential amplifier 104 is subjected to a delay of a quarter wavelength due to the electrical delay circuit 103.
Utgangen fra differanseforsterkeren 104 er koblet tilb-The output from the differential amplifier 104 is connected to
et båndpassfilter 110 som har en filterkarakteristikk i samsvar med prinsippene i henhold til et aspekt ved oppfinnelsen og som beskrevet mer detaljert nedenfor. a bandpass filter 110 having a filter characteristic in accordance with the principles according to an aspect of the invention and as described in more detail below.
Utgangen fra filter 110 er koblet til en forsterkerThe output from filter 110 is connected to an amplifier
115 med automatisk styrekontroll (AGC) som er forsynt med en karakteristikk for raskt inngrep og langsom frigjøring. Det raske inn-grepet er nyttig når det gjelder å. oppnå stabilitet og synkronise-ringslåsing på minimal tid, og den langsomme frigjøring opprett-holder forsterkingen under forbigående signaltap eller nivåforand-ringer i signalet. Utgangen fra AGC-forsterker 115 (vist i idealisert form på kurve 4A) er koblet både til en synkrondemodulator 130 og en bærebølgesamløpssløyfe 120 med variabel sløyfebredde. Samløpssløyfen 120 kan omfatte en faselåsesløyfe og er et viktig aspekt ved oppfinnelsen. Den variable sløyfebredden kan reguleres manuelt eller automatisk. Ved manuell regulering vil bærebølge-samløpssløyf en arbeide på en spesiell fast sløyfebredde (for eksempel bred, middels eller smal) i samsvar med operatørens valg. 115 with automatic steering control (AGC) which is provided with a fast engagement and slow release characteristic. The fast engagement is useful when it comes to achieving stability and sync locking in minimal time, and the slow release maintains gain during transient signal loss or signal level changes. The output of AGC amplifier 115 (shown in idealized form on curve 4A) is connected to both a synchronous demodulator 130 and a carrier confluence loop 120 with variable loop width. The confluence loop 120 may comprise a phase locking loop and is an important aspect of the invention. The variable loop width can be regulated manually or automatically. With manual control, the carrier confluence loop will operate at a particular fixed loop width (for example wide, medium or narrow) in accordance with the operator's choice.
Disse sløyfebreddene kan for eksempel være 0,3 Hz, 0,1 Hz og 0,03These loop widths can be, for example, 0.3 Hz, 0.1 Hz and 0.03
Hz slik at et område fra ti til en dekkes. Den brede eller middels sløyfebredden vil typisk bli anvendt når man søker å oppnå låsing, og den smale sløyfebredden vil bli koblet inn straks låsing er oppnådd for å styrke sløyfens stabilitet. Ved automatisk regulering vil sløyfen til å begynne med oppnå synkronisering ved å bruke den bredeste sløyfebredden (eller den middels sløyfebredden om så er ønsket under visse omstendigheter). Etter at synkronisering er oppnådd, blir sløyfebredden koblet om til en smalere verdi. Når et signaltap oppstår som indikert ved et utgangssignal fra en signaltapdetektor i kretsen 120, blir sløyfebredden omkoblet til den bredeste innstilling. Ved både manuell og automatisk drift kan bærebølgesamløpssløyfen med variabel sløyfebredde være forsynt med kretser for forhåndsladning av visse kondensatorer som blir koblet inn og ut av drift når sløyfebreddene omkobles. Denne teknikken rned f orhåndsladning er fordelaktig for å forhindre mulige tap av låsing ved for eksempel omkobling til en smalere sløyfe-bredde, noe som kan forårsakes av transientspenninger•som skyldes spenningene over kondensatorene når de kobles inn i kretsene. Ytterligere detaljer vedrørende samløpssløyfen med variabel sløy-febredde blir gitt nedenfor. Hz so that a range from ten to one is covered. The wide or medium loop width will typically be used when seeking to achieve locking, and the narrow loop width will be engaged as soon as locking is achieved to strengthen the stability of the loop. In automatic regulation, the loop will initially achieve synchronization using the widest loop width (or the medium loop width if desired in certain circumstances). After synchronization is achieved, the loop width is switched to a narrower value. When a signal loss occurs as indicated by an output from a signal loss detector in circuit 120, the loop width is switched to the widest setting. In both manual and automatic operation, the carrier wave confluence loop with variable loop width can be provided with circuits for pre-charging certain capacitors which are switched in and out of operation when the loop widths are switched. This technique rned f precharge is advantageous to prevent possible loss of locking when, for example, switching to a narrower loop width, which can be caused by transient voltages•due to the voltages across the capacitors when they are connected to the circuits. Further details regarding the variable loop width confluence loop are given below.
Som diskutert .nærmere nedenfor, blir utgangen fra bære- As discussed in more detail below, the output from the carry-
bølgesamløpssløyfen med variabel sløyfebredde utledet fra utgangen fra en spenningsstyrt oscillator i kretsens faselåsesløyfe. Denne oscillatoren arbeider vanligvis på et multiplum av den nominelle bærefrekvensen. En klokkegenerator som omfatter en frekvensdeler, utleder derfor et klokkesignal fra utgangen fra denne oscillatoren, idet det utledede klokkesignalet (som er illustrert ved kurve 4B) er på bærefrekvensen og i en form passende for bruk til demodulering av det filtrerte inngangssignålet. Klokkegeneratoren i krets 120 kan omfatte klokkekorreksjonskretser i henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen. Som beskrevet i detalj nedenfor, resulterer enveisbeskaffenheten til det PSK-modulerte bærebølgesignalet i en oppbygning av feilsignalkomponenter i bærebølgesamløpssløyfen. Hvis denne oppbygningen av feilkomponentsignaler ikke tas i betraktning, ved hjelp av for eksempel klokkekorreksjonskretsen som beskrives nedenfor, kan den forårsake et uønsket driv i den spenningsstyrte oscillatoren i samløpssløyfen. Denne uønskede oppbygning av feilkomponenter kan elimineres ved å frembringe forskyvnings-pulser som tenderer til å kansellere feilsignalene som ellers ville akkumuleres. Siden den type feilsignaler som betraktes her, inntreffer ved hver bitovergang, blir utgangen fra en bitovergangsdetektor 150 (som skal beskrives nærmere nedenfor) brukt til å regulere genereringen av korreksjonspulser. the wave confluence loop with variable loop width derived from the output of a voltage-controlled oscillator in the circuit's phase-locked loop. This oscillator usually operates at a multiple of the nominal carrier frequency. A clock generator comprising a frequency divider therefore derives a clock signal from the output of this oscillator, the derived clock signal (illustrated by curve 4B) being at the carrier frequency and in a form suitable for use in demodulating the filtered input signal. The clock generator in circuit 120 may comprise clock correction circuits according to a further feature of the invention. As described in detail below, the unidirectional nature of the PSK modulated carrier signal results in a build-up of error signal components in the carrier feedforward loop. If this build-up of error component signals is not taken into account, using, for example, the clock correction circuit described below, it can cause an unwanted drive in the voltage-controlled oscillator in the common loop. This unwanted buildup of error components can be eliminated by producing offset pulses that tend to cancel out the error signals that would otherwise accumulate. Since the type of error signals considered here occur at each bit transition, the output of a bit transition detector 150 (to be described in more detail below) is used to regulate the generation of correction pulses.
Utgangen fra bærebølgesamløpssløyfen 120 (kurve 4B) er koblet til synkrondemodulatoren 130 som, som bemerket ovenfor, som sin andre inngang mottar utgangssignalet fra AGC-forsterkeren 115 The output of the carrier convergence loop 120 (curve 4B) is coupled to the synchronous demodulator 130 which, as noted above, receives as its second input the output of the AGC amplifier 115
som skal demoduleres. Synkrondemodulatoren kan for eksempel være ...en analog multiplikasjonskrets. Dens demodulerte utgang er illustrert ved kurven 4C. Utgangen fra synkrondemodulatoren 130 er koblet to be demodulated. The synchronous demodulator can, for example, be ... an analog multiplication circuit. Its demodulated output is illustrated by curve 4C. The output from the synchronous demodulator 130 is connected
til et tilpasset filter 140. Filteret 140 er tilpasset en firkant-puls ved bitfrekvensen. Som kjent på område virker et tilpasset to a matched filter 140. The filter 140 is matched to a square pulse at the bit rate. As known in the area, a custom works
filter slik at ved en dataovergang på dets inngang, integrerer.det i et tidsrom som er lik en bitperiode. Ved slutten av hver bitperiode har følgelig utgangen fra det tilpassede filteret en ekst-rem positiv eller negativ verdi (bølgeformen på kurve 4D) ved hvilken sampling kan utføres mest effektivt. Sampling av utgangen fra det tilpassede filteret 140 blir utført ved hjelp av en sample- og holdekrets 160 hvis utgang er koblet til en analog/digital-omformer 170 som frembringer et signal i digital form. (Utgangen fra det tilpassede filteret 140 er også koblet til bitovergangsdetektoren 150 som kan., omfatte en nullgjennomgangsdetektor som avfølger null- filter so that upon a data transition at its input, it integrates in a time interval equal to one bit period. Accordingly, at the end of each bit period, the output of the matched filter has an extreme positive or negative value (the waveform of curve 4D) at which sampling can be performed most efficiently. Sampling of the output from the matched filter 140 is performed by means of a sample and hold circuit 160 whose output is connected to an analog/digital converter 170 which produces a signal in digital form. (The output of the matched filter 140 is also coupled to the bit transition detector 150 which may include a zero-crossing detector that follows the zero-
gjennomganger på utgangen fra det tilpassede filteret for å frembringe utgangspulser som har en fase som er synkronisert med bit-overgangene. Bruk av overgangsdetektorutgangen er referert neden- . for.) Signalet som brukes til å trigge sampling av sample- ,gholde-kretsen 160 og til å definere omformingsperioden til analog/digital - omformeren 170, blir frembragt av en strobesignaldetektor 180. Samplingssignalet som frembringes av strobegeneratoren (bølgefor-men på kurve 4F), ser man er ved bit- eller symbolfrekvensen. For å oppnå dette forholdsvis nøyaktige signalet ved bitfrekvensen, passes on the output of the matched filter to produce output pulses having a phase synchronized with the bit transitions. Use of the transition detector output is referenced below. for.) The signal used to trigger sampling by the sample-hold circuit 160 and to define the conversion period of the analog-to-digital converter 170 is produced by a strobe signal detector 180. The sampling signal produced by the strobe generator (the waveform on curve 4F ), you see is at the bit or symbol frequency. To achieve this relatively accurate signal at the bit rate,
kan det anvendes en symbolsamløpssløyfe 190 i forbindelse med bære-bølgen. Denne symbolsamløpssløyfen er beskrevet i US-patentsøknad nr. 684 604. Kort beskrevet er kretsen 190 en faselåsesløyfe av kvadrerende type som omfatter en spenningsstyrt oscillator og en frekvensdeler i sløyfen. I dette henseende er kretsen lik en konvensjonell bitsynkroniseringskrets. Som beskrevet i ovennevnte US-patentsøknad, så blir imidlertid utgangen fra bærebølgesamløps-sløyf en 120, i tillegg til at den mottar tidsinformasjon når en a symbol confluence loop 190 can be used in connection with the carrier wave. This symbol confluence loop is described in US Patent Application No. 684,604. Briefly described, the circuit 190 is a quadrature-type phase-locked loop comprising a voltage-controlled oscillator and a frequency divider in the loop. In this respect, the circuit is similar to a conventional bit synchronization circuit. As described in the above-mentioned US patent application, however, the output from the carrier confluence loop becomes a 120, in addition to receiving time information when a
overgang detekteres i det mottatte signalet (dvs. utgangen fra bitovergangsdetektoren 150 på figur 3), brukt også til å bistå symbol-samløpssløyf en 190 (utgangen illustrert ved kurve 4E) under de peri-oder hvor symbolovergangene er fraværende. Dette er gjort mulig ved det koherente forholdet mellom bærebølgen og bithastignetene. Hvis det etter et antall bitperioder ikke er noen bitoverganger, blir et signal utledet fra bærebølgen brukt til å opprettholde syn-kroniseringen. transition is detected in the received signal (ie, the output of the bit transition detector 150 in Figure 3), also used to assist symbol concurrency loop 190 (the output illustrated by curve 4E) during the periods where the symbol transitions are absent. This is made possible by the coherent relationship between the carrier wave and the bithastigens. If after a number of bit periods there are no bit transitions, a signal derived from the carrier is used to maintain synchronization.
Utgangsbitmønsteret fra analog/digital-omformeren 170, er for dette eksempelet vist ved kurve 4G, og er som man ser et resultat av samplingen av den tilpassede filterutgangen (kurve 4D) med strobesignalet (kurve 4F) og etterfølgende A/D-omforming. The output bit pattern from the analog/digital converter 170, for this example, is shown at curve 4G, and as can be seen is a result of sampling the matched filter output (curve 4D) with the strobe signal (curve 4F) and subsequent A/D conversion.
Siden dataene opprinnelig var kodet i konvensjonell "differensiell kodet PSK-form" (som beskrevet ovenfor), blir en differensialdeko-der 199 anvendt til å gjenvinne dataene i deres opprinnelige form.. Siden en forandring i fasen indikerte en "1" i koden, blir spesielt en bitforandring i utgangen fra A/D-omformeren 170 (kurve 4G) tolket som "1" av differensialdekoderen 199. Fraværet av en bitforandring iA/D-omformerutgangen blir omvendt tolket som en "0". Følgelig, og som kjent på området, omfatter differensialkoderen en Eksklusiv-eller-port som virker på suksessivt mottatte biter og frembringer en "1"-utgang når suksessive biter er forskjellige og en "0"-utgang når suksessive biter er de samme. Utgangen fra differensialdeko deren 199 er illustrert på figur 4H for det foreliggende eksempr..... let. Since the data was originally encoded in conventional "differential coded PSK form" (as described above), a differential decoder 199 is used to recover the data in its original form. Since a change in phase indicated a "1" in the code, in particular, a bit change in the output of the A/D converter 170 (curve 4G) is interpreted as a "1" by the differential decoder 199. The absence of a bit change in the A/D converter output is conversely interpreted as a "0". Accordingly, and as known in the art, the differential encoder comprises an Exclusive-OR gate which acts on successively received bits and produces a "1" output when successive bits are different and a "0" output when successive bits are the same. The output from the differential encoder 199 is illustrated in Figure 4H for the present example.
Man vil forstå at på kurve 4A på figur 4, ble PSK-mo-dulas jonen illustrert i idealisert form, med "øyeblikkelige" faseforandringer for å lette forståelsen av virkemåten til systemet på figur 3. De virkelige faseforandringene blir utført på den måte som er illustrert.i forbindelse med kurve 2D. Figur 5 illustrerer en slik faseforandring, bevirket ved forbigående senkning av bærefrekvensen inntil den ønskede fasedreining er oppnådd. Den strekede linjen viser hvordan bærebølgeforrnen ville se ut uten frekvens-"' ''' modifikasjonen. It will be understood that on curve 4A of Figure 4, the PSK modulation was illustrated in idealized form, with "instantaneous" phase changes to facilitate understanding of the operation of the system of Figure 3. The actual phase changes are performed in the manner illustrated.in connection with curve 2D. Figure 5 illustrates such a phase change, caused by a temporary lowering of the carrier frequency until the desired phase rotation is achieved. The dashed line shows what the carrier waveform would look like without the frequency modification.
I en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen er bærefrekvensen 12 Hz og bitfrekvensen er 1.5 Hz. Enveis PSK-modulasjon blir utført ved forbigående å senke bærefrekvensen til 8 Hz inntil en fasesakking på 180° er oppnådd, og ved så å tilbakeføre bærefrekvensen til den nominelle verdien på 12 Hz. (Den ønskede sakking er halvparten av perioden til den nominelle bærefrekvensen. En frekvens på 8 Hz har en frekvens som er lh ganger perioden til In one embodiment of the present invention, the carrier frequency is 12 Hz and the bit frequency is 1.5 Hz. Unidirectional PSK modulation is performed by transiently lowering the carrier frequency to 8 Hz until a phase shift of 180° is achieved, and then returning the carrier frequency to the nominal value of 12 Hz. (The desired sag is half the period of the nominal carrier frequency. A frequency of 8 Hz has a frequency that is lh times the period of
den nominelle bærefrekvensen. Etter en hel periode ved 8 Hz (125 millisekunder) vil følgelig den ønskede fasesakking være oppnådd. the nominal carrier frequency. Consequently, after a full period at 8 Hz (125 milliseconds), the desired phase lag will be achieved.
Dette er lett å se av figur 5 hvor bølgeformen med den heltrukne linjen forandres til 8 Hz i en hel periode, mens den prikkede bøl-geformen illustrerer fortsettelsen av en frekvens på 12 Hz. Siden det imidlertid tar en endelig tid å utføre forandringen mellom de to frekvensene og gjennomsnittsfrekvensen er mindre enn 12 Hz under overgangen er den virkelige tiden på 8 Hz litt mindre enn 125 millisekunder.) Teknikker for drift av slamsirenen på denne måten er kjent, for eksempel fra de. ■ ovennevnte US-patentene 3 789 355 og 3 820 063. This is easy to see from Figure 5 where the waveform with the solid line changes to 8 Hz for a whole period, while the dotted waveform illustrates the continuation of a frequency of 12 Hz. However, since it takes a finite time to perform the change between the two frequencies and the average frequency is less than 12 Hz during the transition, the actual time at 8 Hz is slightly less than 125 milliseconds.) Techniques for operating the mud siren in this way are known, e.g. from them. ■ the above-mentioned US patents 3,789,355 and 3,820,063.
Når det totale mottagersystemet nå er beskrevet, skal visse sider ved dette i henhold til oppfinnelsen beskrives-mer detaljert. I henhold til en side ved oppfinnelsen er det bemer- When the total receiver system has now been described, certain aspects of this according to the invention shall be described in more detail. According to one side of the invention, it is noted
ket at enveis fasedreining av bærebølgen medfører at det modulerte signalspekteret blir forskjøvet i frekvens fra den nominelle bærefrekvensen. Frekvensdreiningen eller--forskyvningen, er fulgt av en asymmetri, eller forskyvning, i spekteret. Figur 6B illustrerer beskaffenheten av det enveis PSK-frekvensspekteret, og kan sammen-lignes med frekvensspekteret for et konvensjonelt PSK-modulert signal som har den samme nominelle bærefrekvens ' f o. Bruken av et båndpassfilter (f.eks. filter 110 på figur 3) som tar hensyn til ket that unidirectional phase rotation of the carrier wave means that the modulated signal spectrum is shifted in frequency from the nominal carrier frequency. The frequency shift, or shift, is followed by an asymmetry, or shift, in the spectrum. Figure 6B illustrates the nature of the one-way PSK frequency spectrum, and can be compared to the frequency spectrum of a conventional PSK modulated signal having the same nominal carrier frequency ' f o . The use of a bandpass filter (e.g., filter 110 in Figure 3) which takes into account
denne forskyvningen og asymmetrien til frekvensspekteret for det__ this shift and the asymmetry of the frequency spectrum for it__
modulerte signalet, er fordelaktig ved at det mer effektivt sepa-rerer signalet fra støyen og minimaliserer filterets signalfor-vrengning. Den nøyaktige grad av spektrumforskyvning og asymmetri, avhenger av datamønsteret til modulasjonen. Et alternerende møns-ter mellom "1" og "0" ville for eksempel resultere i en forskyvning i størrelsesorden lik bithastigheten. Ethvert annet datamønster ville resultere i en forskyvning noe mindre enn bitfrekvensen. modulated signal, is advantageous in that it more effectively separates the signal from the noise and minimizes the filter's signal distortion. The exact degree of spectrum shift and asymmetry depends on the data pattern of the modulation. An alternating pattern between "1" and "0" would, for example, result in a shift of the order of magnitude equal to the bit rate. Any other data pattern would result in an offset somewhat less than the bit rate.
Hvis datamønsteret ikke er kjent på forhånd (som vanligvis er til-fellet) , kan man anta at det er et tilfeldig datamønster, og et slikt mønster resulterer i en forskyvning fra bærefrekvensen som er tilnærmet halvparten av bitfrekvensen. For eksempel i den foreliggende utførelsesformen hvor bærefrekvensen er 12 Hz, er bitfrekvensen 1.5 Hz, og når PSK-modulasjonen oppnås ved enveis forbigående senkning av frekvensen, vil den foretrukne filtersenterfrekvensen If the data pattern is not known in advance (which is usually the case), one can assume that it is a random data pattern, and such a pattern results in an offset from the carrier frequency that is approximately half the bit frequency. For example, in the present embodiment where the carrier frequency is 12 Hz, the bit frequency is 1.5 Hz, and when the PSK modulation is achieved by one-way transient lowering of the frequency, the preferred filter center frequency
til båndpassfilteret være ved 11,25 Hz, dvs. den nominelle bærefrekvensen minus halve bitfrekvensen. (Man vil forstå at hvis fasedreiningen oppnås ved enveis forbigående økning av frekvensen, vil forskyvningen være mot høyere frekvenser og ligge ved 12,75 Hz i et slikt tilfelle.) until the bandpass filter is at 11.25 Hz, i.e. the nominal carrier frequency minus half the bit frequency. (It will be understood that if the phase rotation is achieved by a one-way transient increase of the frequency, the shift will be towards higher frequencies and lie at 12.75 Hz in such a case.)
Det er flere måter å konstruere et filter som oppfyller prinsippene ved den foreliggende oppfinnelsen. Båndbredden til filteret blir valgt for å slippe gjennom det modulerte signalet med minst mulig forvrengning mens det undertrykker uønsket støy og interferens. Den minimale båndbredden (-3 dB til -3 dB) for filtrering i et PSK-system, er vanligvis lik bitfrekvensen, skjønt en noe større båndbredde, for eksempel 1,5 ganger bitfrekvensen, vanligvis anbefales. Ved konstruksjon av båndpassfilteret kan føl-gende trinn følges: først blir det valgt en prototyp av et lavpass-filter og det blir skalert til å ha en båndbredde lik halvparten av den ønskede båndbredden for båndpassfilteret. Lavpassfilter-konstruksjonen blir så overført til et båndpassfilter sentrert ved en frekvens som er forskjøvet fra bærefrekvensen i samsvar med de regler som er nevnt ovenfor. Båndpassfilterets overføringsnuller blir så valgt for å frembringe de -ønskede filtersymmetri-* (eller asymmetri-)karakteristikker. En spesiell filterkonfigurasjon blir så valgt og verdiene på filterkomponentene blir beregnet. Siden detaljene ved hvordan en slik konstruksjon kan gjennomføres, antas å være kjent for fagfolk på området, skal det for korthets skyld ikke anføres slike detaljer her. There are several ways to construct a filter that meets the principles of the present invention. The bandwidth of the filter is chosen to pass the modulated signal with the least possible distortion while suppressing unwanted noise and interference. The minimum bandwidth (-3 dB to -3 dB) for filtering in a PSK system is usually equal to the bit rate, although a somewhat larger bandwidth, such as 1.5 times the bit rate, is usually recommended. When constructing the band-pass filter, the following steps can be followed: first a prototype of a low-pass filter is selected and it is scaled to have a bandwidth equal to half of the desired bandwidth for the band-pass filter. The low-pass filter design is then transferred to a band-pass filter centered at a frequency offset from the carrier frequency in accordance with the rules mentioned above. The bandpass filter's transmission zeros are then chosen to produce the -desired filter symmetry-* (or asymmetry-) characteristics. A particular filter configuration is then selected and the values of the filter components are calculated. Since the details of how such a construction can be carried out are assumed to be known to those skilled in the art, for the sake of brevity such details shall not be given here.
Et eksempel på et filter kan realiseres ved å kaskade-koble to aktive bikvadratiske RC-filterseksjoner. En fremmatnings-kretskonfigurasjon som beskrevet i "Design Formulas for Biquad Active Filters Using Three Operational Amplifiers", av Fleischer & Tow, Proe. of the IEEE, mai 1973, kan brukes. Det endelige filteret kan sammensettes av de to kaskadekoblede aktive bikvadratiske RC-seksjonene, som representert ved overføringsfunksjonene på figur 7, med An example of a filter can be realized by cascading two active biquadratic RC filter sections. A feedforward circuit configuration as described in "Design Formulas for Biquad Active Filters Using Three Operational Amplifiers", by Fleischer & Tow, Proe. of the IEEE, May 1973, may be used. The final filter can be composed of the two cascaded active biquadratic RC sections, as represented by the transfer functions of Figure 7, with
for den første bikvadratiske filterseksjonen. Konstruksjonsforme-len til Fleischer & Tow kan brukes til å beregne verdiene av filter-'■; komponentene. For eksempel for den første f ilterseks jonen blir R8og C, = C2valgt av konstruktøren for the first biquadratic filter section. The construction formula of Fleischer & Tow can be used to calculate the values of filter-'■; the components. For example, for the first filter six ion, R8 and C, = C2 are chosen by the constructor
K^ = K~valgt av konstruktøren.K^ = K~chosen by the designer.
Så: So:
Det foregående er et ikke begrensende eksempel på hvordan man kan konstruere et båndpassfilter som er brukbart i forbindelse med opp-finnelsens prinsipper, og forskjellige alternative konstruksjons-teknikker kan benyttes. The foregoing is a non-limiting example of how to construct a bandpass filter that is usable in connection with the principles of the invention, and various alternative construction techniques can be used.
Det vises nå til figur 8 hvor der er vist en utførelses-form av bærebølgesamløpssløyfen 120 med variabel båndbredde (figur 3) i samsvar med oppfinnelsen. En kvadreringskrets 201 mottar utgangssignalet fra AGC-forsterkeren 115 (figur 3), dvs. det filtrerte, forsterk-ningsregulerte PSK-modulerte signalet. Kvadreringsopera-sjonen tjener i hovedsak til å fjerne modulasjonen fra bærebølgen, og i denne prosessen dobles også frekvensen til bærebølgen. Utgangen fra kvadreringskretsen 201 er en inngang til en fasedetektor 202. Den andre inngangen til fasedetektoren 202 er utgangen fra en frekvensdeler (eller klokkedeler) 203. Utgangen fra fasedetektp-, ren 202 er koblet til et nytt filter 300 med variabel båndbredde, som vil bli beskrevet i detalj nedenfor. Utgangen fra filter 300 blir koblet til den spenningsstyrte oscillatoren (VCO) 204, og utgangen fra oscillatoren 204 blir så koblet til klokkedeleren 203. Reference is now made to Figure 8, where an embodiment of the carrier wave confluence loop 120 with variable bandwidth (Figure 3) in accordance with the invention is shown. A squaring circuit 201 receives the output signal from the AGC amplifier 115 (Figure 3), i.e. the filtered, gain-controlled PSK modulated signal. The squaring operation mainly serves to remove the modulation from the carrier wave, and in this process the frequency of the carrier wave is also doubled. The output from the squaring circuit 201 is an input to a phase detector 202. The other input to the phase detector 202 is the output from a frequency divider (or clock divider) 203. The output from the phase detector 202 is connected to a new filter 300 with variable bandwidth, which will be described in detail below. The output from filter 300 is connected to the voltage controlled oscillator (VCO) 204, and the output from the oscillator 204 is then connected to the clock divider 203.
Båndbredden til filteret 300 kan justeres enten manuelt eller automatisk under styring av båndbreddestyre-enheten 205. Ved automatisk drift mottar styre-enheten 205 utgangen fra signaltapdetektoren 206. Signaltapdetektoren 206 omfatter en komparator som detekterer tap av låsing i sløyfen ved å sammenligne inngangssignalet (fra AGC-forsterker 115) med et regulerbart terskelnivå. Når inngangssignalet er mindre enn terskelnivået, indikerer det tap av låsing. Båndbreddestyre-enheten 205 reagerer på en signal-tapindikasjon ved å bevirke en båndbreddemodifikasjon av det variable filteret 300 til en større båndbredde. Når låsing igjen er oppnådd, eller for eksempel etter et forutbestemt tidsrom når det er stor sannsynlighet for at låsing igjen er oppnådd, bevirker styreenheten 205 en modifikasjon av båndbredden til det variable filteret 300 til en smalere båndbredde. Ved manuell regulering, er omkoblingen under manuell styring ved hjelp av en koblingsan-ordning 205A. The bandwidth of the filter 300 can be adjusted either manually or automatically under the control of the bandwidth control unit 205. In automatic operation, the control unit 205 receives the output from the signal loss detector 206. The signal loss detector 206 comprises a comparator which detects loss of locking in the loop by comparing the input signal (from the AGC -amplifier 115) with an adjustable threshold level. When the input signal is less than the threshold level, it indicates loss of lock. The bandwidth control unit 205 responds to a signal loss indication by effecting a bandwidth modification of the variable filter 300 to a larger bandwidth. When locking has again been achieved, or for example after a predetermined period of time when there is a high probability that locking has again been achieved, the control unit 205 effects a modification of the bandwidth of the variable filter 300 to a narrower bandwidth. In the case of manual regulation, the switching is under manual control by means of a switching device 205A.
Sløyfebredden (eller båndbredden) til den faseiåste sløyfen bestemmer vanligvis akkvisisjonstiden (eller "låsetiden") for sløyfen og også sløyfens stabilitet, dvs. dens evne til å opprettholde låsing ved støyfylte inngangssignaler. Som bemerket ovenfor er en større sløyfebredde fordelaktig når det gjelder å oppnå rask låsing, men når låsing er oppnådd, er den store båndbredden ufordelaktig ved at den resulterer i lavere stabilitet enn en fase-låsesløyfe som har en mindre sløyfebredde. Det er derfor fordelaktig å anvende stor båndbredde for å oppnå låsing, og så koble om til en smalere båndbredde etter at låsing er oppnådd for å forbedre sløyfens stabilitet. I henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan modifikasjoner av sløyfebredden utføres automatisk. Et viktig trekk ved oppfinnelsen forhindrer kobling mellom forskjellige båndbredder på grunn av innføring av forskyvningsspenninger i sløyfen som ville forårsake et tap av låsing. The loop width (or bandwidth) of the phase-locked loop usually determines the acquisition time (or "lock time") of the loop and also the loop's stability, i.e. its ability to maintain lock to noisy input signals. As noted above, a larger loop width is advantageous in achieving fast locking, but once locking is achieved, the large bandwidth is disadvantageous in that it results in lower stability than a phase-locked loop having a smaller loop width. It is therefore advantageous to use a large bandwidth to achieve locking, and then switch to a narrower bandwidth after locking is achieved to improve loop stability. According to the present invention, modifications of the loop width can be performed automatically. An important feature of the invention prevents coupling between different bandwidths due to the introduction of bias voltages into the loop which would cause a loss of locking.
For bedre å forstå oppfinnelsen, er det nyttig først å betrakte det grunnleggende sløyfebreddefilteret sorn er illustrert på figur 9. Utgangen fra fasedetektoren 202 (figur 8) er en inngang til den positive inngangsklemmen på en operasjonsforsterker 401. Den negative inngangsklemmen på operasjonsforsterkeren 401 blir ^ matet tilbake fra utgangen fra forsterkeren via en kondensator C. Utgangen fra operasjonsforsterkeren 401 er også koblet, via en forsterkningsstyremotstandskrets 402 (vist i strekede linjer),til den positive inngangsklemmen på en annen operasjonsforsterker 405. Forsterkningsstyrekretsen omfatter i denne forenklede utførelses-formen en serie-motstand betegnet og en motstand R, som er koblet til jordreferansepotensialet. Utgangen fra operasjonsforsterker 405 blir matet tilbake til den negative inngangsklemmen på denne. Utgangen fra operasjonsforsterkeren 405 blir også koblet via en spenningsdeler, som består av seriemotstander 99R og R, To better understand the invention, it is useful to first consider the basic loop width filter as illustrated in Figure 9. The output of the phase detector 202 (Figure 8) is an input to the positive input terminal of an operational amplifier 401. The negative input terminal of the operational amplifier 401 becomes ^ fed back from the output of the amplifier via a capacitor C. The output of the operational amplifier 401 is also connected, via a gain control resistor circuit 402 (shown in dashed lines), to the positive input terminal of another operational amplifier 405. The gain control circuit in this simplified embodiment comprises a series -resistance denoted and a resistance R, which is connected to the ground reference potential. The output from operational amplifier 405 is fed back to its negative input terminal. The output from the operational amplifier 405 is also connected via a voltage divider, which consists of series resistors 99R and R,
til jordreferansepotensialet. Forbindelsespunktet mellom motstandene i spenningsdeleren er koblet tilbake til den negative inngangsklemmen på operasjonsforsterkeren 401. Overføringsfunksjonen til sløyfebreddefilteret på figur 9 er to the ground reference potential. The connection point between the resistors in the voltage divider is connected back to the negative input terminal of the operational amplifier 401. The transfer function of the loop width filter in Figure 9 is
Overføringsfunksjonen for den lukkede sløyfen kan, når den integ-reres med jfaselåsesløyfen på figur 8, uttrykkes som The closed-loop transfer function, when integrated with the phase-locked loop of Figure 8, can be expressed as
hvor A er en forsterkningsfaktor som er mindre eller lik en, som regulert av enheten 402, og K er en sløyfeforsterkningskonstant som varierer i forhold til frekvensen til den spenningsstyrte oscillatoren. Det er lett å vise at sløyfebredden kan forandres, uten å påvirke sløyfens dempningsfaktor, hvis A og enten R eller C varieres omvendt proposjonalt med hverandre. Vanligvis kan A og C varieres i diskrete trinn. Som bemerket i beskrivningsinnledningen,, kan imidlertid omkobling av sløyfebredden under drift resultere i tap av data på grunn av at låsingen tapes på grunn av en forskyvningsspenning i sløyfebreddefilteret når sløyfebredden kobles om. Anta for eksempel at det på figur 9 eksisterer en spesiell spenning over kondensatoren'C i sløyfefilteret. For å forandre sløyfebredden, vil vanligvis en annen kondensator bli koblet inn i filterkretsen (istedet for C) og samtidig vil sløyfefilterets forsterkningsfaktor bli forandret. Når dette gjøres vil en forskjellig spenning bli på-trykt over den "nye" kondensatoren. Hvis den første spenningen som påtrykkes over den nye kondensatoren ikke har en passende verdi, where A is a gain factor less than or equal to one, as regulated by unit 402, and K is a loop gain constant that varies with the frequency of the voltage controlled oscillator. It is easy to show that the loop width can be changed, without affecting the loop's damping factor, if A and either R or C are varied inversely proportional to each other. Usually, A and C can be varied in discrete steps. As noted in the description introduction, however, switching the loop width during operation can result in loss of data due to the loss of locking due to an offset voltage in the loop width filter when the loop width is switched. Suppose, for example, that in figure 9 there exists a particular voltage across the capacitor'C in the loop filter. To change the loop width, another capacitor will usually be connected in the filter circuit (instead of C) and at the same time the gain factor of the loop filter will be changed. When this is done, a different voltage will be applied across the "new" capacitor. If the first voltage applied across the new capacitor does not have a suitable value,
kan forandringen i f orsterkningsf aktor resultere i et uønsket f.ei.l-signal i sløyfen som forårsaker tap av låsing. the change in gain factor can result in an unwanted f.ei.l signal in the loop causing loss of locking.
Det vises nå til figur 10 hvor det er vist en utførelses-fprm av et variabelt sløyfebreddefilter som omfatter et trekk ved den foreliggende oppfinnelsen hvorved kondensatorene blir forhånds-ladet for å forhindre tap av låsing ved omkobling tii en forskjellig båndbredde. Operasjonsforsterkerene 401 og 405 og motstandene 99R og R er de samme som på figur 9. Motstand R^ i forsterkningsstyrekretsen A på figur 9 er erstattet av tre motstander koblet til jord gjennom en trepolet del 480A av en bryter 480. Avhengig av bryterposisjonen er en av tre motstander Rj_i*R12°^R13boblet mellom den positive inngangsklemmen på forsterker 405 og jordreferansepotensialet. Kondensatorene Cj_l/<C>12°^C13kan anskuelig-gjøres som erstatning for kondensatoren C på figur 6. Ved betje-ning av bryterdelene 480B, 480C og 480D av bryter 480, ser man at en av disse kondensatorene kobles mellom den negative inngangsklemmen på operasjonsforsterker 401 og et punkt som er en fast spenning over utgangen fra operasjonsforsterker 401. Denne faste spenningen kan for eksempel være 5,1 volt ved bruk av zenerdioden 412 og strømkilder 415 og 416. Posisjonene til de forskjellige delene av bryter 480 i utførelsesformen på figur 10, er under felles styring. De tre posisjonene til bryteren er betegnet som w (bred), m (middels) og n (smal) som betegner de tilgjengelige sløyfebreddeinnstillinger til kretsen i denne utførelsesformen. Styringen av bryteren kan være enten manuell eller automatisk bevirket av sløyfebreddestyrekretsen 205 (figur 8). Man kan se at når bryterstyringen er i w- (bred} stilling, er motstand R^ og kondensator C^^i sløyfen, når bryterstyringen er i m- (middels-) stillingen" er motstand R.^0<3 kondensator C, i sløyfen, og når bryterstyringen er i n- (smal-) stillingen er motstand°9kondensator C^3 i sløyfen. Ved forholdsvis lave arbeidsfrekven^ser som anvendes ved logging under boring av den type som beskrives her, blir det anvendt forholdsvis høye kapasitansverdier. For eksempel kan C-^l»C^2og C^^ha verdier på hhv. 10, 33 og 100 mikrofarad. For å unngå altfor store fysiske kondensatordimen-sjoner, er det praktisk å anvende kondensatorer av elektrolytt-typen. Disse kondensatorene krever en forspenning som blir tilveiebrakt i kretsen på figur 10 av forspenningstrømkiIdene 415 og 416 og zenerdioden 412. En filterkondensator 413 som har en stor verdi, slik som 220 mikrofarad, er koblet i parallell med zener dioden 412. De enkelte motstandene R-q, R12og R13kan ha verdie-?" som henholdsvis uendelige motstander (åpen krets), 3,86 kohm og 1 00 kohm og motstand 414 kan ha en verdi på 9 09 kohm. Reference is now made to Figure 10 where an embodiment of a variable loop width filter is shown which includes a feature of the present invention whereby the capacitors are pre-charged to prevent loss of locking when switching to a different bandwidth. The operational amplifiers 401 and 405 and the resistors 99R and R are the same as in Figure 9. Resistor R^ in the gain control circuit A of Figure 9 is replaced by three resistors connected to ground through a three-pole portion 480A of a switch 480. Depending on the switch position, one of three resistors Rj_i*R12°^R13bubbled between the positive input terminal of amplifier 405 and the ground reference potential. The capacitors Cj_1/<C>12°^C13 can be visualized as a replacement for the capacitor C in figure 6. When operating the switch parts 480B, 480C and 480D of switch 480, it is seen that one of these capacitors is connected between the negative input terminal of operational amplifier 401 and a point which is a fixed voltage across the output of operational amplifier 401. This fixed voltage can be, for example, 5.1 volts using the zener diode 412 and current sources 415 and 416. The positions of the various parts of switch 480 in the embodiment of Fig. 10, is under joint management. The three positions of the switch are designated w (wide), m (medium) and n (narrow) denoting the available loop width settings of the circuit in this embodiment. The control of the switch can be either manual or automatically effected by the loop width control circuit 205 (figure 8). It can be seen that when the switch control is in the w- (wide) position, resistance R^ and capacitor C^^ are in the loop, when the switch control is in the m- (medium) position" resistance R.^0<3 is capacitor C, in the loop, and when the switch control is in the n (narrow) position, resistance°9capacitor C^3 is in the loop. At relatively low operating frequencies used in logging while drilling of the type described here, relatively high capacitance values are used . For example, C-^1»C^2 and C^^ can have values of 10, 33 and 100 microfarads respectively. In order to avoid excessively large physical capacitor dimensions, it is practical to use capacitors of the electrolyte type. These capacitors requires a bias voltage which is provided in the circuit of Figure 10 by the bias current diodes 415 and 416 and the zener diode 412. A filter capacitor 413 having a large value, such as 220 microfarads, is connected in parallel with the zener diode 412. The individual resistors R-q, R12 and R13 can have value-?” as infinite resistances respectively (open circuit), 3.86 kohm and 1 00 kohm and resistor 414 can have a value of 9 09 kohm.
Basert på den del av kretsen på figur 10 som er beskrevet så langt, kan man anta at det variable sløyfebreddefilteret arbeider ved den brede sløyfebredden, det vil si med motstand Based on the part of the circuit in Figure 10 that has been described so far, it can be assumed that the variable loop width filter works at the wide loop width, that is, with resistance
(åpen krets) og kondensator i kretsen. Hvis utgangen fra operasjonsforsterker 401 er ved en spenning V^, og siden inngangsirne-dansen til operasjonsforsterker 405 er meget høy,' er spenningen ved inngangen til operasjonsforsterker 405 også tilnærmet V^.<*>(open circuit) and capacitor in the circuit. If the output of operational amplifier 401 is at a voltage V^, and since the input impedance of operational amplifier 405 is very high, the voltage at the input of operational amplifier 405 is also approximately V^.<*>
Anta nå at sløyfebreddebryterstyringen til bryter 480 blir koblet til middels sløyfebreddestilling. Motstanden R^2vil nå. danne en spenningsdeler med motstand 414. Siden R-^2bare er tre tiendedeler av den totale motstanden til motstand 414 pluss R^2, ville spenningen til operasjonsforsterker 405 falle til en verdi på omkring (0,3) V^. Utgangen fra operasjonsforsterker 405 ville derfor øyeblikkelig bli redusert til tre tiendedeler av den tidligere verdi. Now assume that the loop width switch control of switch 480 is switched to the medium loop width position. The resistor R^2 will now. form a voltage divider with resistor 414. Since R-^2 is only three-tenths of the total resistance of resistor 414 plus R^2, the voltage to operational amplifier 405 would drop to a value of about (0.3) V^. The output from operational amplifier 405 would therefore be instantly reduced to three-tenths of its previous value.
Dette spranget kan i seg selv forårsake tap av låsing siden utgangen fra forsterker 405 er koplet til sløyfeoscillatoren VCO (figur 5). Den positive siden av kondensatoren C^2som vil være koblet inn i kretsen, er 5,1 volt over spenning V, (som den positive siden av kondensator er, som blir koblet ut av kretsen). For å unngå et plutselig sprang ved utgangen av forsterker 405, bør den opprinnelige spenningen over C^2være større enn den spenningen som var over C^^med en faktor på 10/3. Som beskrevet nedenfor, tilveiebringer følgelig den foreliggende oppfinnelsen forhåndsoppladning av de kondensatorene som for øyeblikket ikke er virksomme i kretsen. Det må imidlertid tas i betraktning et annet hensyn, som er som følger: To signalkomponenter er vanligvis tilstede i sløyfefilterkretsen, nemlig en AC-signalkomponent og en DC eller meget lavfrekvent feilspenning. Siden den positivtgående siden av This jump can itself cause a loss of lock since the output of amplifier 405 is coupled to the loop oscillator VCO (Figure 5). The positive side of the capacitor C^2, which will be connected into the circuit, is 5.1 volts above voltage V, (as is the positive side of the capacitor, which will be disconnected from the circuit). To avoid a sudden jump at the output of amplifier 405, the original voltage across C^2 should be greater than the voltage across C^^ by a factor of 10/3. Accordingly, as described below, the present invention provides for pre-charging of those capacitors which are not currently active in the circuit. However, another consideration must be taken into account, which is as follows: Two signal components are usually present in the loop filter circuit, namely an AC signal component and a DC or very low frequency error voltage. Since the positive side of
alle tre kondensatorene C^-^, C^2og C,.~er koblet til et felles punkt (dvs. 5,1 volt over utgangsspenningen fra operasjonsforsterker 401), må man passe på ikke å forhåndsopplade de uvirksomme kon-| densatorene (dvs. de som midlertidig er ute av kretsen) til en fast forsterkning ganger begge komponentene, siden AC-komponenten er et fellessignal som bør forbli det samme uten hensyn til den valgte sløyfebredden. all three capacitors C^-^, C^2and C,.~ are connected to a common point (ie 5.1 volts above the output voltage from operational amplifier 401), care must be taken not to precharge the inactive con-| densators (ie those temporarily out of the circuit) to a fixed gain times both components, since the AC component is a common signal that should remain the same regardless of the chosen loop width.
I kretsen på figur 10 blir en spenning som er representativt for spenningen over kondensatoren som for øyeblikket er i kretsen, tilført hver av en rekke forsterkningsstyreforsterkere- • 421, 423 og 425. Spesielt blir den spenningen som er 5,1 volt under spenningen på den positive siden av den kondensatoren som er i kretsen, tilført den positive inngangsklemmen på hver av disse forsterkerne 421, 423, og 425, og spenningen ved den negative inngangsklemmen på operasjonsforsterker 401 (som også er spenningen ved den negative siden av kondensatoren som for øyeblikket er i kretsen) blir ført til den negative inngangsklemmen på hver av forsterkerné 421, 423 og 425. Tre ytterligere deler av bryter 480, betegnet 480E, 480P og 480G, kan virke til å tilføre en av tre for-sterkningsstyreinnganger til en forsterkningsstyreklemme på hver av de respektive forsterkerne 421, 423 og 425. I den foreliggende utførelsesformen er de forsterkningsstyremultiplikatorene som til-føres forsterker 421 for bryterposisjonene w, m og n, henholdsvis 3,3, 1,0 og 0,33. Forsterkningsstyremultiplikatorene som tilføres In the circuit of Figure 10, a voltage representative of the voltage across the capacitor currently in the circuit is applied to each of a series of gain control amplifiers - • 421, 423 and 425. In particular, the voltage which is 5.1 volts below the voltage of the positive side of the capacitor in the circuit, applied to the positive input terminal of each of these amplifiers 421, 423, and 425, and the voltage at the negative input terminal of operational amplifier 401 (which is also the voltage at the negative side of the capacitor that is currently in the circuit) is fed to the negative input terminal of each of amplifier legs 421, 423 and 425. Three additional sections of switch 480, designated 480E, 480P and 480G, may act to supply one of three gain control inputs to a gain control terminal of each of the respective amplifiers 421, 423 and 425. In the present embodiment, the gain control multipliers applied to amplifier 421 are for switch p the positions w, m and n, respectively 3.3, 1.0 and 0.33. The gain control multipliers that are supplied
forsterkeren 425 for bryterposisjonene w, m og n, er henholdsvis 10, 3,0 og 1,0. Man vil forstå at forsterkningsstyremultiplikatorene som tilføres forsterkningsstyreforsterkerne 421, 423 og 425, via bryterdelene 480E, 480F og 480G, kan tilveiebringes ved enhver anordning som er kjent på området, slik som ved å koble passende veiemotstander (ikke vist) inn i spenningsdelerkretser for the gain 425 for switch positions w, m and n is 10, 3.0 and 1.0 respectively. It will be understood that the gain control multipliers applied to the gain control amplifiers 421, 423 and 425, via the switch sections 480E, 480F and 480G, can be provided by any means known in the art, such as by connecting suitable weighing resistors (not shown) into voltage divider circuits for
... å oppnå de ønskede forsterkningsmultiplikatorene.... to achieve the desired gain multipliers.
Utgangene fra forsterkerne 421, 423 og 425 er henholdsvis koblet til de negative inngangsklemmene på operasjonsforster-kerne 422, 424 og 426. De positive inngangsklemmene på disse forsterkerne er hver koblet til utgangen på operasjonsforsterker 401, slik at de hver mottar et signal som er 5,1 volt under spenningen på den positive siden av den kondensatoren som for øyeblikket er i kretsen. Utgangene fra forsterkerne 422, 424 og 426 er henholdsvis koblet til to poler på de respektive bryterdelene 480B, 480C og 480D. De tre bryterdelene ser man er anordnet slik at de negative klemmene på kondensatorene som for øyeblikket ikke er virksomme i sløyfefilterkretsen, er koblet til utgangen til deres respektive forsterkere (422, 424 eller 426). Spesielt er kondensator C-^The outputs of amplifiers 421, 423 and 425 are respectively connected to the negative input terminals of operational amplifiers 422, 424 and 426. The positive input terminals of these amplifiers are each connected to the output of operational amplifier 401, so that they each receive a signal which is 5 .1 volt below the voltage on the positive side of the capacitor currently in the circuit. The outputs of the amplifiers 422, 424 and 426 are respectively connected to two poles of the respective switch parts 480B, 480C and 480D. The three switch parts can be seen arranged so that the negative terminals of the capacitors currently inactive in the loop filter circuit are connected to the output of their respective amplifiers (422, 424 or 426). In particular, capacitor C-^
koblet til utgangen på forsterker 422 for m og n bryterposisjonene, kondensator C^2er koblet til utgangen på forsterker 424 for bryterposisjonene w og n, og kondensatoren er koblet til utgangen på forsterker 426 for bryterposisjonene w og m. connected to the output of amplifier 422 for the m and n switch positions, capacitor C^2 is connected to the output of amplifier 424 for the w and n switch positions, and the capacitor is connected to the output of amplifier 426 for the w and m switch positions.
Under drift ser man at bryteren 480 forårsaker omkobling av filtersløyfebredden ved samtidig innkobling av den passende for-sterkningsfaktoren (motstand R-q, Rj_2°9R13^ sammen med dens til-svarende kondensator (C"11# C^ 2 eller c13). Bryterdelene 480B, 480C og 480D tjener også til å tilføre de ønskede forladningsspenningene til de kondensatorene som for øyeblikket ikke er i kretsen. Dette oppnås ved hjelp av forsterkerne 421 til 426. Spesielt er de positive klemmene til disse seks forsterkerne koblet til et potensial som er 5, 1 volt under spenningen på de positive platene til hver av de tre kondensatorene C-^l/C- ±2°^C13"Den ne9ative inngangsklemmen på forsterkerne 422, 424 og 426 er koblet til potensialet på den negative platen til den spesielle kondensatoren (cj_i, ci?During operation it is seen that the switch 480 causes switching of the filter loop width by simultaneously switching on the appropriate gain factor (resistor R-q, Rj_2°9R13^ together with its corresponding capacitor (C"11# C^ 2 or c13). The switch parts 480B, 480C and 480D also serve to supply the desired precharge voltages to those capacitors not currently in the circuit, this is achieved by means of amplifiers 421 to 426. In particular, the positive terminals of these six amplifiers are connected to a potential of 5.1 volts below the voltage on the positive plates of each of the three capacitors C-^l/C- ±2°^C13"The ne9ative input terminal of amplifiers 422, 424 and 426 is connected to the potential on the negative plate of the special capacitor (cj_i what?
eller C^^) som f°r øyeblikket er i kretsen. Siden utgangene fra forsterkerne 421, 423 og 425 henholdsvis blir koblet til de negative inngangsklemmene på forsterkerne 422, 424 og 426, ser man at or C^^) which is currently in the circuit. Since the outputs of amplifiers 421, 423 and 425 are respectively connected to the negative input terminals of amplifiers 422, 424 and 426, it is seen that
den felles AC-signalkomponenten blir kansellert i utgangssignalet fra forsterkerne 422, 424 og 426, og ikke tilført som en forladnings-spenning. the common AC signal component is canceled in the output signal from amplifiers 422, 424 and 426, and not applied as a precharge voltage.
Et eksempel på virkemåten er som følger: Anta nok en gang at kretsen arbeider ved den brede sløyfebredden, det vil si med R,, (åpen krets) og kondensator i kretsen. Som beskrevet An example of how it works is as follows: Assume once again that the circuit works at the wide loop width, that is, with R,, (open circuit) and capacitor in the circuit. As described
ovenfor vil en omkobling til middels sløyfebredde kreve en opprinnelig spenning over C^2(den "nye" kondensatoren i kretsen) som er 10/3 (=3,3) ganger den verdien som ble påtrykket over C^^like før omkoblingen,, Man ser at i denne situasjonen blir en f or sterknings-styref aktor på 3,3 tilført forsterker 423 via bryterdelen 480F. above, a switch to medium loop width will require an initial voltage across C^2 (the "new" capacitor in the circuit) which is 10/3 (=3.3) times the value that was applied across C^^ just before the switch,, It can be seen that in this situation a gain control actuator of 3.3 is supplied to amplifier 423 via switch part 480F.
Hvis omkoblingen istedet var til den smale sløyfebredden, vil motstanden Rj^ som kobles inn i kretsen, i seg selv forårsake at inn-gangsspenningen til forsterker 505 faller til 1/10 av sin verdi like før omkoblingen. Følgelig har den forsterkningsstyrefaktoren som tilføres forsterker 425 (og påvirker forladningen av kondensator C-|^ som vil bli koblet inn i denne situasjonen) , en verdi på 10. De øvrige forsterkningsstyrefaktorer for forsterkerne 421, 422 og 423 kan også lett ses å ha de riktige verdier for hver situasjon. If the switching was instead to the narrow loop width, the resistor Rj^ which is connected into the circuit will itself cause the input voltage of amplifier 505 to drop to 1/10 of its value just before the switching. Consequently, the gain control factor applied to amplifier 425 (and affects the precharge of capacitor C-|^ which will be connected in this situation) has a value of 10. The other gain control factors for amplifiers 421, 422 and 423 can also be easily seen to have the correct values for each situation.
Et ytterligere trekk ved den forbedrede bærebølgesamløps-sløyf en (f.eks. blokk 120 på figur 3) i henhold til en annen side ved den foreliggende oppfinnelsen, vil nå bli beskrevet. Figur 11 illustrerer en konvensjonell tidligere kjent krets for bærebølge-samløpssløyfe. Man vil se at den svarer til den kretsen som er illustrert på figur 8, men uten signaltapsdetektor.206, sløyfe- breddestyring 205A og det variable sløyfebreddefilteret 300. Føl-gelig er de samme tall brukt for de samme komponentene. Den modulerte bærebølgen blir først kvadrert i en kvadreringskrets 201 for å ødelegge modulasjonsinformasjonen på denne. Utgangen fra kvadreringskretsen 201 er et signal ved omkring to ganger bærefrekvensen og er en inngang til en fasekomparator 202. Utgangen fra fasekomparatoren er koblet til et sløyfefilter 203 hvis utgang, i sin tur er koblet til" et sløyfefilter 203 hvis utgangi.sin tur er koblet til styreinngangsklemmen på en spenningsstyrt oscillator (VCO) 204. Utgangen fra denne oscillatoren er koblet via en frekvensdeler (eller klokkedeler) 205, til den andre inngangen til fasekomparatoren 202. A further feature of the improved carrier convergence loop (eg, block 120 of Figure 3) according to another aspect of the present invention will now be described. Figure 11 illustrates a conventional prior art circuit for a carrier converging loop. It will be seen that it corresponds to the circuit illustrated in figure 8, but without signal loss detector 206, loop width control 205A and the variable loop width filter 300. Accordingly, the same numbers are used for the same components. The modulated carrier wave is first squared in a squaring circuit 201 to destroy the modulation information on it. The output of the squaring circuit 201 is a signal at about twice the carrier frequency and is an input to a phase comparator 202. The output of the phase comparator is connected to a loop filter 203 whose output is in turn connected to a loop filter 203 whose output is in turn connected to the control input terminal of a voltage controlled oscillator (VCO) 204. The output of this oscillator is connected via a frequency divider (or clock divider) 205, to the other input of the phase comparator 202.
Under drift og som vel kjent på området, forblir, straks samløp eller låsing er oppnådd, faselåsesløyfen på figur 11 låst på bærebølgen siden faseforskjellen mellom de frembrakte klokkesig-nalene (utgangssignal fra klokkedeler 205) og den mottatte bærebøl-gen frembringer et feilsignal som tenderer til å regulere oscillator-frekvensen for å korrigere eventuelle avfølte "feil". Som bemerket i beskrivelsesinnledningen har imidlertid den enveis beskaffenheten til fasemodulasjonen i den systemtypen som beskrives her, en tendens til å forårsake et problem ved drift av faselåsesløyfen. Spesielt siden forandringer blir innført (ved dataoverganger) ved forbigående variasjon av frekvensen (til en lavere frekvens i den foreliggende utførelsesformen), blir feilpulser frembrakt ved utgangen på fasekomparatoren hver gang en dataovergang inntreffer. Siden PSK-modulasjonen skjer i en retning (dvs. at forbigående frekvensmodifikasjon alltid er til en lavere frekvens -- som her — eller alltid til en høyere frekvens) har disse feilpulsene alltid samme polaritet. Oppfinnerne har lagt merke til at disse feilpulsene kan tendere til å trekke bærebølgesamløpssløyfen vekk i frekvens. During operation and as is well known in the field, as soon as convergence or locking is achieved, the phase lock loop in Figure 11 remains locked on the carrier wave since the phase difference between the produced clock signals (output signal from clock parts 205) and the received carrier wave produces an error signal which tends to regulate the oscillator frequency to correct any sensed "errors". However, as noted in the introduction to the description, the one-way nature of the phase modulation in the type of system described here tends to cause a problem in operation of the phase-locked loop. In particular, since changes are introduced (at data transitions) by transient variation of the frequency (to a lower frequency in the present embodiment), error pulses are produced at the output of the phase comparator each time a data transition occurs. Since the PSK modulation is unidirectional (ie transient frequency modification is always to a lower frequency -- as here -- or always to a higher frequency) these error pulses always have the same polarity. The inventors have noted that these error pulses can tend to pull the carrier convergence loop off in frequency.
Figur 12 viser en forbedret krets over en bærebølgesam-løpssløyf e der det er tilveiebrakt midler som reagerer på overganger i det mottatte signalet for å kompensere signalet som tilføres styreklemmen på den spenningsstyrte oscillatoren for å ta hensyn til Figure 12 shows an improved circuit over a carrier convergence loop in which means are provided which respond to transitions in the received signal to compensate the signal applied to the control terminal of the voltage controlled oscillator to account for
forskjellen mellom bærebølgens nominelle frekvens og den aktuelle gjennomsnittsfrekvensen til det mottatte signalet. På figur 12 har kvadreringskretsen, fasekomparatoren, sløyfefilteret, den spenningsstyrte oscillatoren og klokkedeleren alle de samme referanse-tall som på figur 11. the difference between the nominal frequency of the carrier wave and the actual average frequency of the received signal. In Figure 12, the squaring circuit, the phase comparator, the loop filter, the voltage controlled oscillator and the clock divider all have the same reference numbers as in Figure 11.
I utf ørelsesf ormen på figur 12 blir utgangen fra fase---komparatoren 202 tilført sløyfefilteret og den spenningsstyrte oscillatoren via en summeringskrets 210. Den andre inngangen til summeringskretsen 210 mottar kompenseringspulser fra en pulsgene-rator 220, som kan være en monostabil multivibrator, og som blir trigget av utgangen fra en bitovergangsdetektor 150 (figur 3) via leder 222 og frembringer en kort kompenseringspuls hver gang en dataovergang inntreffer. På denne.måten akkumuleres ikke virk-ningene til de tidligere beskrevne feilpulsene og forårsaker et frekvensdriv i faselåsesløyfen. Figur 13 viser den bølgeformen som er utgang fra summeringskretsen 210. Feilpulsene 1, 2 og 3 In the embodiment in Figure 12, the output from the phase comparator 202 is fed to the loop filter and the voltage-controlled oscillator via a summing circuit 210. The other input to the summing circuit 210 receives compensation pulses from a pulse generator 220, which can be a monostable multivibrator, and which is triggered by the output of a bit transition detector 150 (Figure 3) via conductor 222 and produces a short compensation pulse each time a data transition occurs. In this way, the effects of the previously described error pulses do not accumulate and cause a frequency drive in the phase-locking loop. Figure 13 shows the waveform that is output from the summing circuit 210. Error pulses 1, 2 and 3
■ som opptrer ved dataoverganger, blir kompensert for av pulsene 1', 2<*>og 3' som blir frembrakt av pulsgeneratoren 220. Nettoinngangen til den spenningsstyrte oscillatoren, som er et resultat av den frekvensmodifiserende beskaffenheten til fasemodulasjonen, er derfor hovedsakelig null.' ■ occurring at data transitions is compensated for by the pulses 1', 2<*>and 3' produced by the pulse generator 220. The net input to the voltage controlled oscillator, which results from the frequency-modifying nature of the phase modulation, is therefore essentially zero. '
Claims (26)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/881,460 US4185246A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Circuit for reducing transients by precharging capacitors |
US05/881,461 US4215427A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Carrier tracking apparatus and method for a logging-while-drilling system |
US05/881,459 US4215425A (en) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Apparatus and method for filtering signals in a logging-while-drilling system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO790496L true NO790496L (en) | 1979-08-28 |
Family
ID=27420508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO790496A NO790496L (en) | 1978-02-27 | 1979-02-14 | METHOD AND DEVICE FOR DEMODULATING SIGNALS IN A BURGING LOGGING SYSTEM |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
AU (3) | AU524811B2 (en) |
BR (1) | BR7901224A (en) |
DE (1) | DE2907085A1 (en) |
FR (2) | FR2434522A1 (en) |
GB (3) | GB2087177B (en) |
GR (1) | GR66583B (en) |
IE (1) | IE48319B1 (en) |
IN (1) | IN153402B (en) |
IT (1) | IT1111989B (en) |
NL (1) | NL191549C (en) |
NO (1) | NO790496L (en) |
OA (1) | OA06193A (en) |
PH (1) | PH18212A (en) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1206089A (en) * | 1982-06-10 | 1986-06-17 | Gary D. Berkenkamp | Method and apparatus for signal recovery in a logging while drilling system |
US4514706A (en) * | 1982-09-24 | 1985-04-30 | Rockwell International Corporation | Second or higher order PLL with increased low and medium frequency gain |
GB2168879A (en) * | 1984-11-19 | 1986-06-25 | Technophone Ltd | Differential phase shift keying detector |
US4885553A (en) * | 1988-11-30 | 1989-12-05 | Motorola, Inc. | Continuously adaptive phase locked loop synthesizer |
JP2798142B2 (en) * | 1990-06-15 | 1998-09-17 | 三菱電機株式会社 | Frequency synthesizer |
DE4102800A1 (en) * | 1991-01-31 | 1992-08-06 | Thomson Brandt Gmbh | Phase-locked loop with drift compensation for CD player, etc. - varies equalisation voltage of PLL until bit error rate is minimised during playing of disc |
US5283768A (en) | 1991-06-14 | 1994-02-01 | Baker Hughes Incorporated | Borehole liquid acoustic wave transducer |
DK0584998T3 (en) * | 1992-08-12 | 1996-12-09 | Halliburton Co | Method and apparatus for detecting pressure pulses |
US5969638A (en) * | 1998-01-27 | 1999-10-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multiple transducer MWD surface signal processing |
GB2347286B (en) * | 1999-02-26 | 2001-04-18 | Motorola Ltd | Frequency tracking loop and method of frequency tracking |
US8286257B2 (en) | 2008-06-02 | 2012-10-09 | Schlumberger Technology Corporation | Enabling synchronous and asynchronous collaboration for software applications |
US8302685B2 (en) | 2009-01-30 | 2012-11-06 | Schlumberger Technology Corporation | Mud pulse telemetry data modulation technique |
CN106154311A (en) * | 2016-08-25 | 2016-11-23 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | Upward-upward hole single-hole sound wave testing device |
CN106761711B (en) * | 2016-12-26 | 2024-02-02 | 中石化江汉石油工程有限公司 | Multifunctional communication control system for downhole instrument |
RU2722968C1 (en) * | 2019-08-22 | 2020-06-05 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Acoustic active aerial objects detection device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3916307A (en) * | 1974-02-14 | 1975-10-28 | Hekimian Laboratories Inc | Time jitter meter |
GB1485663A (en) * | 1975-03-19 | 1977-09-14 | Mobil Oil Corp | Details of an uphole receiver for a logging-while-drilling system |
US4007429A (en) * | 1976-01-19 | 1977-02-08 | Gte International Incorporated | Phase-locked loop having a switched lowpass filter |
-
1979
- 1979-02-14 NO NO790496A patent/NO790496L/en unknown
- 1979-02-22 GR GR58435A patent/GR66583B/el unknown
- 1979-02-22 IT IT20429/79A patent/IT1111989B/en active
- 1979-02-22 PH PH22226A patent/PH18212A/en unknown
- 1979-02-23 BR BR7901224A patent/BR7901224A/en unknown
- 1979-02-23 DE DE19792907085 patent/DE2907085A1/en not_active Withdrawn
- 1979-02-27 OA OA56744A patent/OA06193A/en unknown
- 1979-02-27 IN IN179/CAL/79A patent/IN153402B/en unknown
- 1979-02-27 GB GB8115020A patent/GB2087177B/en not_active Expired
- 1979-02-27 NL NL7901534A patent/NL191549C/en not_active IP Right Cessation
- 1979-02-27 AU AU44621/79A patent/AU524811B2/en not_active Ceased
- 1979-02-27 FR FR7905021A patent/FR2434522A1/en not_active Withdrawn
- 1979-02-27 GB GB8115019A patent/GB2094578B/en not_active Expired
- 1979-02-27 GB GB7906841A patent/GB2015307A/en not_active Withdrawn
- 1979-08-08 IE IE561/79A patent/IE48319B1/en not_active IP Right Cessation
- 1979-09-24 FR FR7924006A patent/FR2433860A1/en active Granted
-
1982
- 1982-07-06 AU AU85672/82A patent/AU8567282A/en not_active Abandoned
- 1982-07-06 AU AU85673/82A patent/AU8567382A/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2094578A (en) | 1982-09-15 |
GR66583B (en) | 1981-03-27 |
NL191549C (en) | 1995-09-04 |
PH18212A (en) | 1985-04-30 |
IE48319B1 (en) | 1984-12-12 |
GB2087177B (en) | 1983-02-02 |
IT1111989B (en) | 1986-01-13 |
GB2087177A (en) | 1982-05-19 |
IN153402B (en) | 1984-07-14 |
NL191549B (en) | 1995-05-01 |
FR2433860A1 (en) | 1980-03-14 |
IT7920429A0 (en) | 1979-02-22 |
AU4462179A (en) | 1979-10-18 |
GB2094578B (en) | 1983-06-08 |
FR2433860B1 (en) | 1984-02-24 |
NL7901534A (en) | 1979-08-29 |
DE2907085A1 (en) | 1979-10-25 |
GB2015307A (en) | 1979-09-05 |
BR7901224A (en) | 1979-10-02 |
AU524811B2 (en) | 1982-10-07 |
FR2434522A1 (en) | 1980-03-21 |
IE790561L (en) | 1979-08-27 |
AU8567382A (en) | 1982-12-23 |
OA06193A (en) | 1981-06-30 |
AU8567282A (en) | 1982-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4166979A (en) | System and method for extracting timing information from a modulated carrier | |
CA1126848A (en) | Method and apparatus for demodulating signals in a logging while drilling system | |
NO790496L (en) | METHOD AND DEVICE FOR DEMODULATING SIGNALS IN A BURGING LOGGING SYSTEM | |
US6320820B1 (en) | High data rate acoustic telemetry system | |
EP0412427B1 (en) | Sample-and-hold digital phase-locked loop for ASK signals | |
CN100448235C (en) | Clock and data recovery unit | |
US4215427A (en) | Carrier tracking apparatus and method for a logging-while-drilling system | |
US3818347A (en) | Receiver for amplitude modulated quadrature carrier signals | |
US4019148A (en) | Lock-in noise rejection circuit | |
CN105187348A (en) | Any-rate CPFSK (Continuous Phase Frequency Shift Key) signal timing synchronization method | |
CA1147840A (en) | Method and apparatus for demodulating signals in a logging while drilling system | |
US4001775A (en) | Automatic bit synchronization method and apparatus for a logging-while-drilling receiver | |
US3973212A (en) | Phase detection in phase lock loop circuit | |
US20120163523A1 (en) | Synchronization methods for downhole communication | |
EP0293991B1 (en) | Receiver for a phase-shift keyed carrier signal | |
US3886495A (en) | Uphole receiver for logging-while-drilling system | |
KR880001166B1 (en) | Data modem clock extraction circuit | |
WO2012171256A1 (en) | Method and device for microwave transmission clock recovery | |
GB2213662A (en) | Data demodulator carrier phase-error detector | |
US6178208B1 (en) | System for recovery of digital data from amplitude and phase modulated line signals using delay lines | |
NO143292B (en) | RECEIVER IN A LOGING DURING DRILLING SYSTEM. | |
US11655708B2 (en) | Telemetry using pulse shape modulation | |
CA1119686A (en) | System for extracting timing information from a modulated carrier | |
GB2213663A (en) | Data demodulator carrier phase locking | |
US6829309B1 (en) | Phase detector for baud rate-sampled multi-state signal receiver |