SU1163292A1 - Сейсмозонд - Google Patents

Abstract

СЕЙСМОЗОНД, содержащий линию св зи из п каналов, каждый из которых на передающей стороне содержит сейсмоприемник, подключенный к канальному передатчику, состо ще- ; му из первого модул тора, подключенного к входу первого генератора, канального усилител , подключенного через мультиплексор к выходу каналь-, ного передатчика, а на приемной сто-; роне содержит последовательно соединенные первый селектор канала, дифференциальный детектор и усилитель. отличающи-йс  тем, что, I с целью повышени  точности измерени  путем снижени  нелинейности измер емых сигналов, в каждом канале на приемной стороне введены последовательно соединенные фазосдвигаюощй блок, блоки динамической и статической нелинейности, второй канальный передатчик, второй селектор канала, выход которого подключен к второму входу дифферен1щального детектора, а выход усилител  подключен к входу фазосдвигак цего блока, причем в казнда|й канальный передатчик введены дифференциальн усилитель, второй модул тор , второй генератор и синтезатор канального сигнала, при этом высл ходы генераторов через синтезатор с канального сигнала подключены к входу канального усилител , входы дифференциального усилител  подключены к входу канального передатчика, а выходы к входам модул торов, выход второго модул тора соединен с входом сь второго генератора. U9 О N9

Description

Изобретение относитс  к геофизической аппаратуре и предназначено дп  проведени  бортовых сейсьшческих исследований на спускаемых летающих аппаратах, а также может быть применено в сейсморазведочной аппаратуре.

Известно устройство передачи и приема сигналов с амплитудно-фазовой модул цией и одной, боковой полосой, содержащее два тактовых генератора, два модул тора, два преобразов.ател  кодов, генератор несущей, балансный модул тор, формирователь полосы, два демодул тора ill.

Однако такое устройство в св зи со значительныьш искажени ми сигнала на модул торах обладает значительной нелинейностью.

Наиболее близким техническим решением к щ едпагае1 ому  вл етс  мультиплексированна  система передачи данньЬс, содержаща  линию св зи из h каналов, каждый из которых на передакщей содержит сейсмоприемник , подключенный к капельному передатчику , состо щему из модул тора, подключенного к входу генератора, канального усилител , подключенного -через мультиплексор к выходу канального передатчика, а на приемной стороне содержит последовательно соединенные селектор канала, дифференциаль ный детектор и усилитель 2 J.

Хот  корректирующа  схема и позвол ет убрать паразитную амплитудную МОДУЛЯ1ЩЮ нпи мультипликативную погрешность в каналах передачи данных, тем не менее существенна  величина нелинейности преобразовани  передавае мого сейсмического сигнала модул тора и другим блокам не может скомпенсироватьс  этой схемой, что ведет к высокой нелинейности телеметрйровани 

Цель изобретени  - повьшение точности измерени  путем снижени  нелинейности HSMepHeftux сигналов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном устройстве, содержащем линию св зи из п каналов, каждый из которых на передающей стороне содержит сейсмоприемник, подключенный к канальному передатчику, состо щему из первого модул тора, подключенного к входу первого генератора, канального усилител , подключенного через мультиплексор к выходу канального передатчика , а на приемной стороне со держит последовательно соедине)

первый селектор канала, дифференциап ный детектор и усилитель, в каждом канапе на приемной стороне введены последовательно соединенные фазосдвигаю1ций блок, блоки динамической и статической нелинейности, второй канальный передатчик, второй селектор канала, выход которого подключен к второму входу дифференциального детектора , а выход усилител  подключен к входу фазосдвигающего блокад причем в каждый канальный передатчик введены дифференциальныйусилитель, второй модул тор, второйгенератор и синтезатор канального сигнала, при этом выходы генераторов через синтезатор канального сигнала подключешл к входу канального усилител , входа дифференциального.усилител  подключены к входу канального передатчика , а выходы - к входам модул торов выход второго модул тора соединен с входом второго генератора.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого сейсмозонда; на 4мг,2схема канального передатчика,

Сейсмозонд (фиг.П содержит в каждом канале на передающей стороне сейсмоприемник , подключенный к канальному передатчику 2, который через линию 3 св зи соединен с соответствующим селектором 4 канала на .приемной стороне. Выход селектора 4 канала подключен через первый вход дифференциального детектора 5 к входу усилител  6.

Кроме того, на приемной стороне сейсмозоид содержит последовательно соединенные фаэосдвигающий блок 7, блоки 8 и 9 динамической и статической нелинейности соответственно, второй канальный передатчик 10, второй канальный селектор 11, выход которого подключен к второму входу дифференциального детектора 5, а клход усилител  6 подключеи к входу фазосдвигамщего блока 7.

Канальные передатчики 2 и 10 содержат дифференциальный усилитель 12, первый 13 и второй I4 модул торы , первый 15 н второй 16 генераторы , синтезатор 17 канального сигнала канальный усилитель 18 и мультиплексор 19. При этом входом канальных передатчиков 2 и 10  вл ютс  входы дифференциального усилител  12, выходы которого подключены к входам первого 13 и второго 14 модул торов. выходы которых через первый 15 и второй 16 генераторы соответственно подключены на входы синтезатора 17 канального сигнала, выход которого через канальный усилитель 18 и муль типлексор 19 подключены к выходу канального передатчика 2, Сейсмозонд работает следующим образом . При отсутствии сигнала на выходе сейсмоприемника 1, в каждом канале канальный передатчик 2 закачивает в линию 3 св зи немодулированный сигнал несущей частоты, который поступает на приемной стороне на селектор |4 канал 1.Иа выход селектора 4канала :проходит сигнал несущей только одного соответствующего ему канального передатчика 2, Так как в начальный -момент времени после включени  сейсмозонда сигнал на выходе усилител  6 равен О, то сигнал на выходе второ го, размещенного на приемной стороне канального передатчика 10, представл ет собой немодулированную несущую соответствующего канала, а следовательно , идентичен сигналу, поступакгщему через линию 3 св зи и селектор 4 канала с первого канального передатчика 2, на передающей стороне. Поэтому сигнал на выходе дифференциального детектора 5, равный разности двух идентичных сигналов, равен О и, следовательно, на выходе каждого канала, например на выходе усилител  6, сигнал также равен О, Если с сейймоприемника 1 на канальный передатчик 2 поступил сиг«ал Up , то с него через линию 3 св зи на соответствукшцй селектор 4 канала поступает сигнал промодулированной несущей, который проходит через селектор на первый вход дифференциального детектора 5 и детектируетс . Та как сигнал несущей на вьпсоде второго канального передатчика 10 в начальный момент времени еще не промодулирован , то по второму входу дифферент циального детектора 5,к которому под ключей второй канальный передатчик 10 результат детектировани  искажает нулевой сигнал. Поэтому на выходе дифференциального детектора 5 в результате вычитани  по витс  сигнал , пропорциональный сигналу сейсмоприемника , который после усилени  усилителем 6 стремитс  осуществить модул  цию сигнала второго канального пере- 1 24 датчика 10 таким образом, чтобы она была идентична закону модул ции (или сигналу DO сейсмоприемника 1) первого канального передатчика 2 на передающей стороне сейсмозонда. После окончани  переходного процесса сигнал на выходе второго канального передатчика 10 равен практически сигналу на выходе первого передатчика 2 с точностью до сигнала , которьй равен при достаточном быстродействии обрат- нои св зи li козффициент усилени  усилител  6. Например, при k 1000 ошибка рассогласовани  канальных передатчиков 2 и 10 составл ет 0,1% сейсмического сигнала и. Вместе с тем в соответствии с формулой (l) сигнал на выходе усилител  6 идентичен сейсмическому, т.ак как . . Uc А- . в канальном передатчике может быть использована как амплитудна , так и частотна  или фазова  модул ци  канальной несущей без потери работоспособности схемы сейсмозонда. Введение в схему сейсмозонда на приемной стороне второго канального передатчика 10, например идентичного первому 2, позвол ет уменьшить нелинейность телеметрировани  следунщим образом. Если сигнал на выходе канального передатчика 2 и селектора .4 упрощенно представить в виде суммы + А U, где ли к - абсолютна  величина нелинейного искажени  U при модул ции, то, учитыва , что второй канальный передатчик 10 стоит в цепи обратной св зи и имеет такую же нелинейность как и первый 2, а схема с замкнутой обратной св зью имеет коэффициент передачи равньм единице, статическа  характеристика второго 10 канального передатчика, приведенна  к входу первого канального передатчика 2, зеркально симметрична статической характеристике первого канального передатчика 2 относительно пр мой строго линейной зависимости, в св зи с этим приведенный сигнал обратной св зи равен разности U -a,U. После суммировйни  сигналов первого 2 и второго 10 канальных передатчиков, приведенного к входу первого, получим; UP+JX« - Uo - 2Ue, т.е. результирующий сигнал пропорционален линейному сигналу , Таким образом, введением второго 10 канального передатчика на приемной iCTopoHe осуществл етс  компенсаци  нелинейности модул ции, вносимой в канальном передатчике 2 на передающей стороне е Однако, помимо нелинейных искаже ний сейсмического сигнала Uj., вносимых модул цией, в канале имеют место нелинейные искажени , вносимы например, диодными детектирующими цеп ми дифференциального детектора 5, неравномерностью амплитудной час тотной характеристикой селектора 4 канала, динамической нелинейностью линии 3 св зи и фильтрующих элементов канального передатчика 2 и селектора 4 канала инерционностью ил задержкой сигнала на всех блоках канала. Эти виды нелинейных искажений устран ютс  как и в указанном случае дл  нелинейности модул ции путем -введени  в цепь обратной св зи соответственно; блока 9 статической нелинейности, второго селектора 1 канала, блока 8 динамической нелинейности и фазосдвигающего блока 7, Вместе с тем, статические характеристики реальных схем уанальных передатчиков 2 и 0 не обладают идентичной реверсивностью относительно нулевой точки отсчета, т.е. линейные искажени  модул торов ли. в области положительных значений сейсмическо.го сигнала Uc не равны н линейным искажени м AU в областей о рицательных значений Uj.. Б св зи с этим усложн етс  настройка блоков канала на приемной и передакщей сто ронах сейсмозонда, что в свою очередь  вл етс  источником дополнител ных нелинейных искажений в результа те рассогласовани . С целью устранени  этих искажени в схему канальных передатчиков 10 введены дополнительно согласно (фиг второй модул тор 14, второй генератор 16, синтезатор 17 канального си нала, например смеситель, а на вход дифференциальный усилитель 12, Канальный передатчик (фиг,21 раб тает следуинцим образом. При отсутствии сигнала на выходе сейс1« приемника I сигнал на входе канального передатчика Uc О, Тогда 926 сигнал, поступающий с дифференциального усилител  12 на пер№1й 13 и второй 14 модул торы, например частотные модул торы, также равен нулю, и с выходов генераторов 15 и 16 на синтезатор 17 поступают два сигнала стабильньк частот f и 2 выхода на канальный усилитель 18 с мультиплект сором 19 поступает разностный сигнал стабильной частоты - Г -Если , то на модул тор 13 поступает сигнал +Цс (примем дл  простоты изложени  коэффициент передачи дифференциального усилител  . 12 равным ), а на модул тор 14 сигнал -Ug. Это приводит к противоположной по знаку девиации частоты uf и 4fj генераторов 15 и 16, в результате чего на выходе синтезатора 17 по витс  сигнал: f)i(f) ч) - (2 ) f + f lj(0 Л1 Разлага.  девиации 4f и дГ на линейную и fjp и нелинейную составл н цие, получим формулу (3) в виде fj f,,+ (df,,+ Af,,) - (4f2,+ (4) ДЛЯ положительных значений сейсмического сигнала Ц, а дл  отрицательных Uc в виде:fx () io 2+ ). (5) Так как модул торы имеют идентичные статические характеристики, то при выполн ютс  равенства : Л,-4,. ,(И а результируннда  девиаци  частоты на выходе синтезатора 17 канального сиг« нала, учитыва  формулы (4 J - (f) определ етс  по закону; . 4fx{Uc) (7 Таким образом, как следует из формулы (7 ) статическа  характеристика модул ции канального передатчика (фиг,2) зеркально симметрична относительно начала отсчета 11, 0; Гдд. Следовательно возможна подстройка/канальных передатчиков 2 и 10 по ее перегибу в начале отсчета, что позвол ет обеспечить высокую точности ручной или автоматической на™ стройки канала сейсмозонда и избежать нелинейных искажений телеметрировани  сейсмического сигнала Up, обусловленную неидентичностью нелинейности статических характеристик первого 2 и второго 10 канальных передатчиков .

Сейсмоэонд позвол ет снизить величину нелинейных искажений измер е №1К сейсмических сигналов, а также устранить на сейсмограммах ложные

оси синфазности. , обусловленные большим уровнем гармоник сейсми ческого сигнала высшего пор д ка.

«С

Ф«г./

Claims (1)

1. СЕЙСМОЗОНД, содержащий линию связи из η каналов, каждый из которых на передающей стороне содержит сейсмоприемник, подключенный к канальному передатчику, состояще- му из первого модулятора, подключенного к входу первого генератора, канального усилителя, подключенного через мультиплексор к выходу канального передатчика, а на приемной стороне содержит последовательно соединенные первый селектор канала, дифференциальный детектор и усилитель, отличающийся тем, что, ;с целью повышения точности измерения путем снижения нелинейности из меряемых сигналов, в каждом канале ' на приемной стороне введены последовательно соединенные фаэосдвигающий блок, блоки динамической и статической нелинейности, второй канальный передатчик, второй селектор канала, выход которого подключен к второму входу дифференциального детектора, а выход усилителя подключен к входу фазосдвигающего блока, причем в каждый канальный передатчик введены дифференциальный усилитель, второй модулятор, второй генератор и синтезатор канального сигнала, при этом выходы генераторов через синтезатор канального сигнала подключены к входу канального усилителя, входы дифференциального усилителя подключены к входу канального передатчика, а выходы - к входам модуляторов, выход второго модулятора соединен с входом второго генератора.

   1 1163292 2