RU2683894C1 - Устройство речевого сопровождения в сейсмической станции, использующее принцип адаптивной дельта-модуляции - Google Patents
Устройство речевого сопровождения в сейсмической станции, использующее принцип адаптивной дельта-модуляции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683894C1 RU2683894C1 RU2018121895A RU2018121895A RU2683894C1 RU 2683894 C1 RU2683894 C1 RU 2683894C1 RU 2018121895 A RU2018121895 A RU 2018121895A RU 2018121895 A RU2018121895 A RU 2018121895A RU 2683894 C1 RU2683894 C1 RU 2683894C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- integrator
- delta
- inputs
- exclusive
- delta modulation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/24—Recording seismic data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/24—Recording seismic data
- G01V1/247—Digital recording of seismic data, e.g. in acquisition units or nodes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
- H03M3/02—Delta modulation, i.e. one-bit differential modulation
- H03M3/022—Delta modulation, i.e. one-bit differential modulation with adaptable step size, e.g. adaptive delta modulation [ADM]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области автоматики в геофизическом приборостроении и может быть использовано в различных геофизических приборах, например таких, как сейсмические станции. В линейный дельта-демодулятор, использующийся в известном блоке речевого сопровождения, вводится дополнительный узел адаптации, что переводит работу устройства в режим адаптивной дельта-модуляции (АДМ). Технический результат - улучшение качества звукового сигнала после его восстановления из цифровой последовательности, а также увеличение числа контрольных речевых сообщений. 4 ил.
Description
Область применения: Предполагаемое изобретение относится к области автоматики в геофизическом приборостроении и может быть использовано в различных геофизических приборах, например таких, как сейсмические станции.
Технический результат предполагаемого изобретения - улучшение качества звукового сигнала и увеличение количества речевых контрольных сообщений.
Известны сервисные устройства автоматики, используемые в геофизических приборах, которые обеспечивают представление оператору контрольной информации о работоспособности аппаратуры. В простейшем случае это может быть обычный светодиод, индицирующий, например отклонение контролируемого параметра от нормы. В некоторых случаях параллельно световому индикатору подключается тональный генератор, как это реализовано, например, в сейсмической станции «Прогресс» [1].
Известно, что в любой современной сейсморегистрирующей системе для визуализации сейсмограмм используется дисплей [2, 3]. Известно также, что наряду с геофизической информацией на экране дисплея отображаются данные контроля работоспособности различных блоков и модулей аппаратуры. Например, напряжение питания, правильность подключения сейсмических датчиков и т.п. Весь спектр контролируемых параметров так или иначе представлен на экране дисплея. В то же время, опыт полевых геофизических работ показывает, что при напряженной работе, особенно к концу рабочего дня вероятность пропуска оператором какого-либо контрольного параметра, отображаемого на дисплее, резко возрастает. Соответственно снижается продуктивность работы.
Повысить качество и надежность контрольной информации, предоставляемой оператору геофизического прибора с целью снижения брака в работе и повышения производительности можно за счет введения в состав геофизического прибора, в частности, сейсмической станции дополнительного блока, обеспечивающего представление контрольной информации не только в виде зрительных образов, но и в виде речевых сообщений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является сейсмическая станция с блоком речевого сопровождения, использующим принцип дельта модуляции [4]. В состав сейсмической станции введено дополнительное устройство, обеспечивающее речевое сопровождение контрольной информации, представленной, например, на экране дисплея в виде зрительных образов. В основе работы блока речевого сопровождения лежит линейная дельта-модуляция (ЛДМ). К недостаткам данного устройства можно отнести чрезвычайно высокую частоту дискретизации речевого сигнала, что сильно ограничивает количество речевых контрольных сообщений, либо ведет к неоправданному увеличению объема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), в котором хранятся цифровые коды этих сообщений.
Технический результат - улучшение качества звукового сигнала и увеличение количества речевых контрольных сообщений достигается следующим образом.
В линейный дельта-демодулятор, использующийся в блоке речевого сопровождения добавляется узел адаптации, что переводит работу этого узла в режим адаптивной дельта-модуляции (АДМ). Принципы работы дельта-модуляции с различными системами адаптации описаны в [5].
На фиг. 1 показана структурная схема блока речевого сопровождения, который содержит последовательно соединенные микроконтроллер 1 управления, имеющий п стартовых входов, ПЗУ 2, дельта-демодулятор дополненный устройством адаптации, выполняющий функцию цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 3, фильтр низкой частоты (ФНЧ) 4, усилитель мощности 5 звуковой частоты (УМЗЧ) и громкоговоритель 6. Работает блок речевого сопровождения следующим образом.
Микроконтроллер 1 имеет п входов, каждый из которых является стартовым для воспроизведения необходимого звукового фрагмента. Входы могут быть подключены к различным узлам и датчикам сейсмостанции, формирующим стартовые сигналы. При поступлении стартового импульса на один из входов, микроконтроллер 1 управления формирует соответствующий начальный адрес для ПЗУ 2 с которого начинается воспроизведение звуковой фразы, т.е. считывание цифровой последовательности из ПЗУ 2 и передача ее на вход адаптивного дельта-демодулятора 3, где происходит цифро-аналоговое преобразование, затем фильтрация в ФНЧ 4, усиление и воспроизведение в блоках 5 и 6.
Остановимся более подробно на принципе работы адаптивной дельта-модуляции и соответственно адаптивного дельта-демодулятора, примененного в предполагаемом изобретении. Структурная схема адаптивного дельта-модулятора, с помощью которого производится предварительная запись цифрового эквивалента речевых сообщений в ПЗУ, изображена на фиг. 2. Он содержит входной сумматор 7, компаратор 8, 2-х разрядный сдвиговый регистр 9, разряды которого подключаются к элементу «исключающее ИЛИ» 10, формирователь двухполярных импульсов 11 и управляемый интегратор 12. На фиг. 3 приведены эпюры напряжений в характерных точках модулятора, поясняющие его работу: 13 - входной аналоговый сигнал U(t) и восстановленный U*(t), подводимые к сумматору 7; 14 - разностный выходной сигнал сумматора; 15 - цифровой сигнал Y с выхода компаратора 8; 16 - сигнал, поступающий с выхода формирователя импульсов 11 на вход управляемого интегратора 12. Из приведенных графиков видно, что для улучшения аппроксимации входного аналогового сигнала восстановленным, необходимо увеличить тактовую Частоту Fтакт..
Вместе с тем анализ показывает, что улучшения аппроксимации можно добиться и не изменяя Fтакт. Необходимо лишь в зависимости от крутизны кривой входного сигнала в какой-либо точке соответственно изменять величину Δ (шаг квантования, показанный на графике 13 фиг. 3), т.е. изменять крутизну аппроксимирующего напряжения U*(t). Изменять Δ можно изменением либо постоянной интегрирования интегратора 12 (фиг. 2), либо амплитуды импульсов, подводимых к нему. В предлагаемом адаптивном модуляторе используется изменение постоянной интегрирования. В качестве переменного резистора в управляемом интеграторе 12 (фиг. 2) применен полевой транзистор, управляемый напряжением, поступающим с пассивной интегрирующей цепи, на которую подан сигнал с элемента «исключающее ИЛИ» 10 (фиг. 2).
Иными словами, предлагаемый дельта-модулятор преобразует в цифровую последовательность не сам сигнал, а его производную, из которой интегрированием можно восстановить исходный сигнал с хорошим качеством, при этом со значительно более низкой частотой дискретизации, чем при линейной дельта-модуляции, что наряду с улучшением качества позволяет записать больший объем речевой контрольной информации в ПЗУ.
На фиг. 4 показана развернутая структурная схема адаптивного дельта-демодулятора 3, изображенного на фиг. 1. Нетрудно видеть, что демодулятор представляет собой по сути аналог канала восстановления модулятора. Важной особенностью всей системы дельта-модулятор (при записи цифровых кодов в ПЗУ) - дельта-демодулятор (при восстановлении аналоговых сигналов из цифровой последовательности) является обязательность идентичности каналов восстановления. Входом демодулятора являются входы 2-разрядного сдвигового регистра 17 и формирователя двухполярных импульсов 19, разряды регистра сдвига подключены к элементу «исключающее ИЛИ» 18, а управляемый и информационный входы управляемого интегратора 20 соединены соответственно с выходами элемента «исключающее ИЛИ» 18 и формирователя двухполярных импульсов 19. Выход демодулятора - выход интегратора 20, восстановленный аналоговый сигнал с которого поступает на вход ФНЧ 4 (фиг. 1). На вход демодулятора подается цифровая последовательность Y с выхода ПЗУ 2 (фиг. 1).
Источники информации.
1. Турлов П.А., Ямпольский A.M., Гольштейн В.Л. Эксплуатация цифровых сейсморазведочных станций «Прогресс». М. Недра, 1986.
2. Сенин Л.Н., Сенина Т.Е. Дисплей с внешним динамическим управлением в переносной сейсмической станции. Промышленные АСУ и контроллеры №6. М: Научтехлитиздат, 2007, с. 42-46.
3. Пигузов С.Ю. Цифровые сейсморегистрирующие комплексы. Учебное пособие. М: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1999. 36 с.
4. Сенин Л.Н. Сейсмическая станция с блоком речевого сопровождения, использующим принцип дельта-модуляции. Патент РФ №2339055. Зарегистрирован 20.11.2008 г. - Прототип.
5. Котович Г.Н., Ламекин В.Ф. Проектирование дельта - преобразователей речевых сигналов. М. Радио и связь, 1986. 190 с.
Claims (1)
- Устройство речевого сопровождения сейсмической станции, использующее принцип адаптивной дельта-модуляции, состоящее из последовательно соединенных микроконтроллера управления, имеющего n стартовых входов, постоянного запоминающего устройства, дельта-демодулятора на базе RC интегратора, выполняющего функцию цифроаналогового преобразователя, фильтра низкой частоты, усилителя мощности звуковой частоты и громкоговорителя, отличающееся тем, что в дельта-демодулятор на базе RC интегратора дополнительно введено устройство адаптации, состоящее из 2-разрядного сдвигового регистра, схемы «исключающее ИЛИ», формирователя двухполярных импульсов и управляемого RC интегратора, выход которого является выходом дельта-демодулятора, при этом входом дельта-демодулятора являются входы регистра сдвига и формирователя импульсов, выходы регистра сдвига соединены со входами схемы «исключающее ИЛИ», а выходы схемы «исключающее ИЛИ» и формирователя импульсов подключены соответственно к управляющему и информационному входам управляемого интегратора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121895A RU2683894C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Устройство речевого сопровождения в сейсмической станции, использующее принцип адаптивной дельта-модуляции |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121895A RU2683894C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Устройство речевого сопровождения в сейсмической станции, использующее принцип адаптивной дельта-модуляции |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2683894C1 true RU2683894C1 (ru) | 2019-04-03 |
Family
ID=66089830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018121895A RU2683894C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Устройство речевого сопровождения в сейсмической станции, использующее принцип адаптивной дельта-модуляции |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2683894C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1038903A1 (ru) * | 1982-01-04 | 1983-08-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки | Устройство дл регистрации вибрационных сейсмических сигналов |
US4616349A (en) * | 1982-11-22 | 1986-10-07 | Mobil Oil Corporation | Analog-to-digital converter for seismic exploration using delta modulation |
SU1681288A1 (ru) * | 1989-06-27 | 1991-09-30 | Баженовская Геофизическая Экспедиция Уральского Производственного Геологического Объединения "Уралгеология" | Устройство дл регистрации сейсмических сигналов |
RU2044330C1 (ru) * | 1992-05-12 | 1995-09-20 | Институт геофизики Уральского отделения РАН | Многоканальный аналого-цифровой преобразователь для сейсмических исследований с использованием дельта-модуляции |
RU2128880C1 (ru) * | 1997-05-13 | 1999-04-10 | Институт геофизики Уральского отделения РАН | Высокоинформативный аналого-цифровой преобразователь с использованием дельта-модуляции для сейсмических исследований |
RU2339055C1 (ru) * | 2007-02-15 | 2008-11-20 | Институт геофизики Уральского отделения Российской академии наук (РАН) | Сейсмическая станция с блоком речевого сопровождения, использующим принцип дельта-модуляции |
JP2009272733A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Mitsutoyo Corp | A/d変換器の出力信号の振幅特性補正方法及び地震計 |
-
2018
- 2018-06-13 RU RU2018121895A patent/RU2683894C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1038903A1 (ru) * | 1982-01-04 | 1983-08-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки | Устройство дл регистрации вибрационных сейсмических сигналов |
US4616349A (en) * | 1982-11-22 | 1986-10-07 | Mobil Oil Corporation | Analog-to-digital converter for seismic exploration using delta modulation |
SU1681288A1 (ru) * | 1989-06-27 | 1991-09-30 | Баженовская Геофизическая Экспедиция Уральского Производственного Геологического Объединения "Уралгеология" | Устройство дл регистрации сейсмических сигналов |
RU2044330C1 (ru) * | 1992-05-12 | 1995-09-20 | Институт геофизики Уральского отделения РАН | Многоканальный аналого-цифровой преобразователь для сейсмических исследований с использованием дельта-модуляции |
RU2128880C1 (ru) * | 1997-05-13 | 1999-04-10 | Институт геофизики Уральского отделения РАН | Высокоинформативный аналого-цифровой преобразователь с использованием дельта-модуляции для сейсмических исследований |
RU2339055C1 (ru) * | 2007-02-15 | 2008-11-20 | Институт геофизики Уральского отделения Российской академии наук (РАН) | Сейсмическая станция с блоком речевого сопровождения, использующим принцип дельта-модуляции |
JP2009272733A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Mitsutoyo Corp | A/d変換器の出力信号の振幅特性補正方法及び地震計 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4647873A (en) | Adaptive linear FM sweep corrective system | |
JP2573850B2 (ja) | アナログ−デイジタル変換装置 | |
JPS58165443A (ja) | 信号の符号化記憶装置 | |
AU639839B2 (en) | Analog-to-digital converter circuit | |
US4315219A (en) | Amplitude controlled digital oscillator | |
RU2683894C1 (ru) | Устройство речевого сопровождения в сейсмической станции, использующее принцип адаптивной дельта-модуляции | |
EP0040088B1 (en) | Waveform synthesiser for calibrating vor equipment | |
JPH0537384A (ja) | アナログ−デジタル・エンコーダ | |
JP2017147606A (ja) | 変調信号生成装置および無線装置 | |
US4591855A (en) | Apparatus for controlling a plurality of current sources | |
Adams | Companded predictive delta modulation: A low-cost conversion technique for digital recording | |
SU1351526A3 (ru) | Генератор сигналов | |
Purwacandra et al. | An android-based uncertainty digital audio representation for frequency analyzer | |
RU2339055C1 (ru) | Сейсмическая станция с блоком речевого сопровождения, использующим принцип дельта-модуляции | |
SU674089A1 (ru) | Устройство магнитной записи и воспроизведени частотно-модулированных сигналов | |
RU2291559C1 (ru) | Способ интегрирующего аналого-цифрового преобразования напряжения | |
JPS5642403A (en) | Digital periodic waveform generator | |
SU760132A1 (ru) | Устройство для воспроизведения функций | |
SU768012A1 (ru) | Устройство дл управлени лучом электронно-лучевой трубки | |
SU1278938A1 (ru) | Устройство дл воспроизведени магнитной записи с коррекцией временных искажений | |
SU1160522A1 (ru) | Генератор сигналов инфранизких частот | |
SU402159A1 (ru) | УСТРОЙСТВО дл ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ | |
SU570334A3 (ru) | Способ и устройство сжати данных в речевом кодере компандированной дельта-модул ции | |
SU1088020A1 (ru) | Генератор периодических колебаний | |
SU690513A1 (ru) | Генератор случайного сигнала |