RU2207719C1 - Facility of phase automatic clock frequency control of analog-to-digital converters in multichannel systems of seismic data acquisition - Google Patents
Facility of phase automatic clock frequency control of analog-to-digital converters in multichannel systems of seismic data acquisition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2207719C1 RU2207719C1 RU2002113974A RU2002113974A RU2207719C1 RU 2207719 C1 RU2207719 C1 RU 2207719C1 RU 2002113974 A RU2002113974 A RU 2002113974A RU 2002113974 A RU2002113974 A RU 2002113974A RU 2207719 C1 RU2207719 C1 RU 2207719C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clock
- output
- analog
- input
- data acquisition
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике передачи сообщений с использованием преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму на основе дельта-модуляции и может быть использовано в многоканальных телеметрических системах сбора сейсмических данных. The invention relates to techniques for transmitting messages using the conversion of analog signals to digital form based on delta modulation and can be used in multi-channel telemetry systems for collecting seismic data.
Известен высокоинформативный аналого-цифровой преобразователь с использованием принципов дельта-модуляции для сейсмических исследований (патент РФ 2128880, Н 03 М 3/02). Данное устройство включает тактовый генератор, связанный с дельта-модулятором, содержащим входное устройство, делитель частоты, устройство вычитания, компаратор, преобразователь полярности, устройство управления интегратором, управляемый интегратор. В соответствии с общеизвестными схемными решениями АЦП выходной сигнал Y дельта-модулятора далее поступает на цифровой фильтр (в описании не показан), с которого снимаются конечные сигналы аналого-цифрового преобразования и сигналы готовности данных для считывания (DRDY). Данная организация АЦП не может обеспечить высокую достоверность, надежность, отсутствие потерь приема сейсмической информации в многоканальных телеметрических системах сбора сейсмической информации, так как темп работы АЦП напрямую зависит от частоты тактового генератора каждого канала. Поскольку частоты генераторов могут различаться, то постепенно происходит изменение промежутка времени между моментом опроса АЦП и готовностью его данных. В следствие этого, если длительность сеанса велика, возможно появление ошибок двух типов: ошибка переполнения, когда АЦП подготовил очередную порцию данных, а предыдущая не была прочитана; ошибка заема, когда к моменту опроса АЦП данные еще не готовы. Эти ошибки на сейсмограмме приводят к потери данных (провал в 0) или мгновенному скачкообразному изменению фазы входного сигнала (ступенька), что приводит к погрешности передачи сейсмической информации и, следовательно уменьшает надежность многоканальных систем сбора сейсмических данных. Known highly informative analog-to-digital Converter using the principles of delta modulation for seismic studies (RF patent 2128880, N 03 M 3/02). This device includes a clock associated with a delta modulator containing an input device, a frequency divider, a subtractor, a comparator, a polarity converter, an integrator control device, a controlled integrator. In accordance with well-known ADC circuitry, the output signal Y of the delta modulator is then fed to a digital filter (not shown in the description), from which the final signals of analog-to-digital conversion and readiness signals for reading data (DRDY) are taken. This ADC organization cannot provide high reliability, reliability, and no loss of reception of seismic information in multichannel telemetry systems for collecting seismic information, since the speed of the ADC directly depends on the frequency of the clock generator of each channel. Since the frequencies of the generators can vary, then the time interval between the moment of the ADC polling and the readiness of its data gradually changes. As a result of this, if the duration of the session is long, two types of errors can occur: an overflow error when the ADC prepared the next batch of data and the previous one was not read; loan error, when the data is not yet ready at the time of the ADC survey. These errors in the seismogram lead to data loss (a dip at 0) or to an instantaneous abrupt change in the phase of the input signal (step), which leads to an error in the transmission of seismic information and, therefore, reduces the reliability of multichannel seismic data acquisition systems.
Задачей изобретения является организация подстройки тактовой частоты АЦП так, чтобы обеспечить синфазную работу всех АЦП, входящих в многоканальную телеметрическую систему сбора сейсмических данных, и повысить достоверность передачи сейсмической информации. The objective of the invention is the organization of tuning the clock frequency of the ADC so as to ensure in-phase operation of all ADCs included in the multichannel telemetry system for collecting seismic data, and to increase the reliability of the transmission of seismic information.
Поставленная задача решается тем, что устройство фазовой автоподстройки тактовой частоты аналого-цифровых преобразователей в многоканальных системах сбора сейсмических данных, включающее тактовый генератор, связанный с тактовыми входами соединенных последовательно цифрового фильтра и дельта-модулятора аналого-цифрового преобразователя, согласно изобретению, дополнительно включает первый D-триггер, на тактовый вход которого поступает сигнал опроса из линии связи, а на информационный - сигнал готовности аналого-цифрового преобразователя, при этом тактовый генератор включает кварцевый генератор, выход которого связан с тактовым входом второго D-триггера и тактовыми входами соединенных последовательно двух счетчиков-делителей частоты, при этом информационный вход первого счетчика-делителя частоты соединен с выходом первого D-триггера, а его загрузочный вход - с выходом второго D-триггера, информационный вход которого соединен с выходом переполнения второго счетчика-делителя частоты, один из разрядных выходов которого является выходом тактового генератора и связан с тактовыми входами цифрового фильтра и дельта-модулятора. The problem is solved in that the phase locked loop device of the analog-to-digital converters in multichannel seismic data acquisition systems, including a clock connected to the clock inputs of a digital filter and a delta modulator of an analog-to-digital converter, according to the invention, further includes a first D -trigger, to the clock input of which a polling signal is received from the communication line, and to the information input - the signal of readiness of the analog-to-digital conversion At the same time, the clock generator includes a crystal oscillator, the output of which is connected to the clock input of the second D-trigger and the clock inputs of two counter-frequency dividers connected in series, while the information input of the first counter-frequency divider is connected to the output of the first D-trigger, and boot input - with the output of the second D-flip-flop, the information input of which is connected to the overflow output of the second counter-frequency divider, one of the bit outputs of which is the output of the clock generator and is connected with clock inputs of digital filter and delta modulator.
Сущность изобретения заключается в том, что для управления сигналом готовности АЦП осуществляется ускорение или замедление частоты преобразования путем соответствующего изменения частоты тактового генератора. The essence of the invention lies in the fact that to control the ADC ready signal, the conversion frequency is accelerated or decelerated by a corresponding change in the frequency of the clock generator.
На чертеже приведена структурная схема устройства согласно изобретению. The drawing shows a structural diagram of a device according to the invention.
Устройство фазовой автоподстройки тактовой частоты аналого-цифровых преобразователей в многоканальных системах сбора сейсмических данных содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, включающий дельта-модулятор 2, связанный с цифровым фильтром 3. Тактовые входы дельта-модулятора 2 и цифрового фильтра 3 связаны с выходом тактового генератора 4. Выход сигнала готовности АЦП 1 соединен с информационным входом первого D-триггера 5, на тактовый вход которого поступают сигналы опроса из линии связи 6. Тактовый генератор 4 включает кварцевый генератор 7, выход которого связан с тактовыми входами соединенных последовательно счетчиков-делителей частоты 8 и 9 и второго D-триггера 10. Информационный вход и выход D-триггера 10 соединены соответственно с выходом сигнала переполнения счетчика-делителя частоты 9 и входом сигнала загрузки счетчика-делителя частоты 8. Выходом тактового генератора 4 является один из разрядных выходов счетчика-делителя частоты 9. The phase-locked loop device for the clock frequency of analog-to-digital converters in multi-channel seismic data acquisition systems contains an analog-to-digital converter (ADC) 1, including a delta modulator 2, connected to a digital filter 3. The clock inputs of the delta modulator 2 and digital filter 3 are connected to the output clock 4. The output of the ADC 1 ready signal is connected to the information input of the first D-flip-flop 5, the clock input of which receives polling signals from the communication line 6. Clock 4 includes a crystal generator 7, the output of which is connected to the clock inputs of sequentially counted frequency dividers 8 and 9 and the second D-trigger 10. The information input and output of the D-trigger 10 are connected respectively to the output of the overflow signal of the frequency counter-divider 9 and the input of the counter load signal frequency divider 8. The output of the clock generator 4 is one of the bit outputs of the counter-divider frequency 9.
Устройство согласно изобретению работают следующим образом. The device according to the invention work as follows.
В многоканальных системах сбора сейсмической информации опрос АЦП 1, на вход которых поступают аналоговые сейсмические сигналы, происходит в момент прохождения по линии связи 6 сигнала опроса ("ПАКЕТ"), который содержит данные АЦП 1, опрошенных ранее каналов, и имеет заданную для данной системы тактовую частоту. Сигнал "ПАКЕТ" поступает на тактовый вход D-триггера 5, на информационный вход которого приходит сигнал готовности АЦП 1. Состояние D-тригтера 5 указывает на то, который из указанных сигналов пришел первым, а который позже, то есть происходит косвенное сравнение тактовой частоты АЦП 1 данного канала с заданной в системе тактовой частотой. Если выход равен "0" происходит (необходимо) ускорение тактов, если выход равен "1" - замедление. Тактовая частота АЦП 1 образуется путем деления опорной частоты кварцевого генератора 7 с помощью двух соединенных последовательно счетчиков-делителей 8 и 9. Счетчики-делители 8 и 9 работают в синхронном режиме. Когда первый счетчик-делитель 8 переполняется, на его выходе Cout появляется сигнал переполнения (импульс высокого уровня), по которому переключается счетчик-делитель 9. При переполнении счетчика-делителя 9, сигнал Cout переполнения поступает на информационный вход D-триггера 10, на выходе которого формируется сигнал коррекции длительностью один период тактовой частоты, который поступает на вход "загрузка" ("LOAD) счетчика-делителя 8. При появлении этого сигнала счетчик-делитель 8 из состояния "00" переходит в состояние "00", если на выходе D-триггера 5 сигнал "1", то есть пропускает один такт. Если на выходе D-триггера 5 сигнал "0", то счетчик-делитель 8 переходит в состояние "10", то есть переходит на два шага вперед, пропуская состояние "01". Вследствие этого происходит корректировка (замедление или ускорение) периода следования импульсов, снимаемых с соответствующего разрядного выхода счетчика-делителя 9 и задающих тактовую частоту АЦП 1. Указанные импульсы поступают на тактовые входы дельта-модулятора 2 и цифрового фильтра 3. Таким образом осуществляется фазовая автоподстройка тактовой частоты АЦП 1, в результате чего сигналы готовности всех АЦП 1, входящих в многоканальную систему сбора сейсмических данных, подстраиваются к заданному в многоканальной системе моменту опроса данных. In multi-channel seismic information acquisition systems, the ADC 1 is polled, the input of which analog seismic signals are received, occurs at the moment of passing through the communication signal 6 the polling signal ("PACK"), which contains the data of the ADC 1, the channels previously polled, and has a set for this system clock frequency. The signal "PACK" is supplied to the clock input of the D-flip-flop 5, to the information input of which the ADC 1 is ready. The state of the D-flip-flop 5 indicates which of the indicated signals came first, and which later, that is, there is an indirect comparison of the clock frequency ADC 1 of this channel with the clock frequency set in the system. If the output is "0", (necessary) acceleration of the clocks occurs, if the output is "1" - deceleration. The clock frequency of the ADC 1 is formed by dividing the reference frequency of the crystal oscillator 7 using two series-connected counters-dividers 8 and 9. Counters-dividers 8 and 9 operate in synchronous mode. When the first counter-divider 8 is overflowed, an overflow signal (high-level pulse) appears at its output Cout, by which the counter-divider 9 switches. When the counter-divider 9 is overflowed, the overflow signal Cout goes to the information input of the D-trigger 10, at the output of which a correction signal is generated with a duration of one clock cycle frequency, which is fed to the “LOAD” input of the counter-divider 8. When this signal appears, the counter-divider 8 from state “00” goes into state “00” if output D trigger 5 s Ignal "1", that is, skips one beat. If the output of the D-flip-flop 5 signal is "0", then the counter-divider 8 goes into state "10", that is, it goes two steps forward, skipping state "01". this is the correction (deceleration or acceleration) of the pulse repetition period, taken from the corresponding bit output of the counter-divider 9 and specifying the clock frequency of the ADC 1. These pulses are fed to the clock inputs of the delta modulator 2 and digital filter 3. Thus, the phase-locked loop ADC 1, as a result of which the readiness signals of all ADC 1 included in the multichannel seismic data acquisition system are adjusted to the moment of data polling set in the multichannel system.
Устройство согласно изобретению реализовано в многоканальной сейсмической станции СТС-24Р, выполненной на 6-канальных полевых модулях, с использованием стандартных микросхем CK5321BL-1 (дельта-модулятор, цифровой фильтр) и EPF10K10L 184-4 (D-триггеры и счетчики-делители). Точность кварцевых генераторов (например, HG-2012 ВХ-16,384 МГц) составляет ±50•10-6, при этом их взаимная нестабильность в многоканальной системе может доходить до ±100•10-6. До введения системы фазовой автоподстройки тактовой частоты аналого-цифровых преобразователей ошибки наблюдались уже при передачи 10000 отсчетов сейсмической информации. Использование устройства согласно изобретению позволило проводить сеансы регистрации длительностью до 200000 и более отсчетов на каждый канал без возникновения ошибок, а также без необходимости перезапуска полевых модулей перед каждым сеансом наблюдений.The device according to the invention is implemented in a multichannel seismic station STS-24R, made on 6-channel field modules, using standard microchips CK5321BL-1 (delta modulator, digital filter) and EPF10K10L 184-4 (D-flip-flops and divider counters). The accuracy of quartz oscillators (for example, HG-2012 BX-16.384 MHz) is ± 50 • 10 -6 , while their mutual instability in a multi-channel system can reach ± 100 • 10 -6 . Before the introduction of a phase-locked loop system of the clock frequency of analog-to-digital converters, errors were already observed when transmitting 10,000 samples of seismic information. The use of the device according to the invention made it possible to conduct recording sessions of up to 200,000 or more samples per channel without errors, as well as without the need to restart field modules before each observation session.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113974A RU2207719C1 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Facility of phase automatic clock frequency control of analog-to-digital converters in multichannel systems of seismic data acquisition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113974A RU2207719C1 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Facility of phase automatic clock frequency control of analog-to-digital converters in multichannel systems of seismic data acquisition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2207719C1 true RU2207719C1 (en) | 2003-06-27 |
Family
ID=29211947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113974A RU2207719C1 (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Facility of phase automatic clock frequency control of analog-to-digital converters in multichannel systems of seismic data acquisition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2207719C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760906C1 (en) * | 2021-06-30 | 2021-12-01 | федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" | Analogue-to-digital converter |
RU2771066C1 (en) * | 2021-10-18 | 2022-04-26 | федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" | Multi-channel analog-to-digital converter |
-
2002
- 2002-05-28 RU RU2002113974A patent/RU2207719C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760906C1 (en) * | 2021-06-30 | 2021-12-01 | федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" | Analogue-to-digital converter |
RU2771066C1 (en) * | 2021-10-18 | 2022-04-26 | федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-производственный комплекс "Технологический центр" | Multi-channel analog-to-digital converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5258720A (en) | Digital sample and hold phase detector | |
US5694068A (en) | Digital phase-locked loop (PLL) having multilevel phase comparators | |
CN103534951A (en) | Non-uniform sampling technique using a voltage controlled oscillator | |
EP0199448A2 (en) | Frequency and phase error determination apparatus | |
CN109085543B (en) | Linear frequency modulation signal generator | |
EP0193396A2 (en) | Optical signal transmission system including pulsed FM modulator/demodulator | |
US4974234A (en) | Method of and circuit for the measurement of jitter modulation of zero-related digital signals | |
RU2207719C1 (en) | Facility of phase automatic clock frequency control of analog-to-digital converters in multichannel systems of seismic data acquisition | |
US2917728A (en) | Telemetry system | |
US3146424A (en) | Sampling digital differentiator for amplitude modulated wave | |
JPS613545A (en) | Sampling circuit | |
RU2344436C1 (en) | Radar receiver with high frequency channels | |
RU2325041C1 (en) | Noise signal frequency tracker | |
SU1401630A1 (en) | Phase synchronization device | |
GB2267617A (en) | A digital sample and hold phase detector | |
CN111837339B (en) | Phase-locked loop circuit and device using the same | |
RU2689297C1 (en) | Method of synchronizing devices in electron synchrotrons of synchrotron radiation sources | |
SU448393A1 (en) | Telemetry Receiver | |
SU1620992A1 (en) | Device for measuring transition characteristics of precision frequency systems | |
JPS6488274A (en) | Gps receiver | |
SU568186A1 (en) | Clock synchronization circuit | |
SU450342A1 (en) | Pickup code generator of multichannel digital communication systems with pulse code modulation and time division of channels | |
SU790356A1 (en) | Synchronizing device | |
SU1663772A1 (en) | Noise-like signal receiver | |
KR900002636B1 (en) | A apparatus for synchronizing transmission clock signal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140529 |