SU1469484A1 - Устройство дл подавлени узкополосной помехи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вибрационной сейсморазведке, использующей частотно-модулированные зондирующие сигналы, в частности к устройствам дл  подавлени  помех с сосредоточенным спектром. Цель изобретени  - повышение эффективности подавлени  помех с узким спектром и исключение искажений -аьтлитуд полезных сигналов вне полосы подавлени  узкополосной помехи. Цринцип работы устройства основан на функции прерывани  регистрации сигнала при равенстве частоты вибрагщи частоте максимума спектра помехи при условии локд-пиза- ции его в узкой полосе частот. Исключение из спектра компонент, соответствующих помехе, повышает помехозащищенность приема пааезного сигнала. Дл  этого непрерывно производ т срав- нение энергии сигнала на входе и выходе узкополосного след щего за частотой полезного сигнала фильтра при помопщ двух измерителей энергии сейскшческих сигналов, при этом при превышении выходным сигналом входного блока сравнени  включаетс  пре- рьшатель, который прерывает регистрацию . 2 ил. с ф

Description

1

Изобретение относитс  к вибрационной сейсморазведке, использующей частотно-модулированные зондирующие сигналы, в частности к устройствам дл  подавлени  помех с сосредоточенным спектром.

Цель изобретени  - повьшение эффективности подавлени  помех с узким спектром и исключение искажений амплитуд полезных сигналов вне полосы подавлени  узкополосной помехи.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл  подавлени  узкополос ной помехи; на фиг. 2 - временные

и частотные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство- содержит усилитель сейсмических сигналов 1, формтрова- тель. управл ющего сигнала 2, у -к-п- полосный след щий фильтр 3, первый измеритель энергии сейсмического сигнала 4, второй измери- ель энергии сейсмического сигнала 5, аттенюатор 6, блок сравнени  7, прерыватель 8, регистратор 9,. Сейсмоприемник, датчик вибрационного сигнала и вибратор на фиг. 1 не обозначены. 10, 11 -. энергетические спектры сигнала на

10

15

20

25

входе устройства в случае отсутстви  и присутстви  узкополосной помехи соответственно, 12 - спектр помехи, графики изменени  амплитуды выходного сигнала второго измерител  энергии сейсмического сигнала 13, 14 графики изменени  амплитуды выходного сигнала аттенюатора 15, 16, графики изменени  a mлитyды выходного сигнала первого измерител  энергии сейсмического сигнала 17, 13, графики изменени  амплитуды выходного сигнала блока сравнени  19, 20, энергетические спектры сигналов на выходе устройства 21, 22.

В устройстве выход усилител  сейсмических сигналов 1 соединен с информационным входом узкополосного след щего фильтра 3 и входом второго измерител  энергии сейсмического сигнала 5, выход которого соединен с .входом аттенюатора 6. Выход формиро- вател  сигнала 2 подключен к управл ющему входу узкополосного след щего фильтра 3, выход которого соединен с входом прерывател  8 и первого измерител  энергии сейсмического сигнала 4. Выход аттенюатора 6 св зан с первым входом блока сравнени  7, второй вход которого соединен с выходом первого измерител  энергии сейсмического сигнала 4. Выход блока сравнени  7 соединен с управл ющим входом прерывател  8, выход которого 35 св зан с входом регистратора 9.

Устройство дл  подавлени  узкополосной помехи работает следующим ,

образом.

Включают вибратор, вырабатывающий 40 колебани , принимаемые датчиком вибрационного сигнала, установленным на его рабочем органе. Вибрационный сигнал из датчика вибрационного сигнала поступает в формирователь управ-45 л ющего сигнала 2, в котором преобразуетс  в форму, пригодную дл .управлени  узкополосным след щим фильтром 3. Узкополосный след щий фильтр

30

ческий сигнал поступает на информа- ционньп вход узкополосного след щего фильтра 3. Мощность сигнала на выходе узкополосного след щего фильтра 3 измер етс  первым измерителем энергии сейсмического сигнала 4, а мощность сигнала на его входе - вторъгм измерителем энергии сейсмического сигнала 5. Выходной сигнал второго измерител  энергии сейсмического сигнала 5 поступает на вход аттенюатора 6 коэффициент передачи которого меньше единицы, а затем - на первый вход блока сравнени  7. Па второй вход блока сравнени  7 поступает сигнал с выхода первого измерител  энергии сейсмического сигнала 4. Блок сравнени  7 осуществл ет сравнение амплитуд входных сигналов и в зависимости от их взаимоотношени  вырабатывает сигнал управлени  прерывателем 8. В свою очередь прерыватель 8 по сигналу управлени  осуществл ет передачу сигнала от узкополосного след щего фильтра 3 на регистратор 9 или прерывает его.

Когда помехи с сосредоточенным спектром во входном сигнале слабы или вовсе отсутствуют, а нерегул рные помехи нос т стационарньш характер , их мощность посто нна, и амплитуда выходного сигнала 13 второго измерител  энергии сейсмического сиг нала 5 не мен етс  во времени. При этом огибающа  амплитуд узкополосного след щего фильтра 3, вьшолн ю- щего функцию анализатора спектра последовательного действи , повтор е форму амплитудного спектра входного сигнала, а временна  зависимость амплитуды выходного сигнала 17 пер- |вого измерител  энергии сейсмическог сигнала 4 совпадает по форме с энер гетическим спектром входного сигнала 10. Ввиду отсеивани  узкополосным спе  ш м фильтром 3 помехи, выход щ за пределы полосы его пропускани , мощность сигнала на его выходе при

ром J, J 3KUllUJiu.;nDita л.. ,.«.i-.,„„

3, регулируемый управл ющим сигналом, SQ УСЛОВИИ единичного

„ пшттг г.г.о-пгт мрнт,тр МПШНОСТИ СИГ на

настраиваетс  на его мгновенную частоту и посто нно ее отслеживает, В то же врем  упругие сейсмические колебани , возбуждаемые в исследуемой среде с помощью вибратора, принимаютс  сейсмоприемником и палее подаютс  на усилитель сейсмических сигналов 1, где усиливаютс  до необ ходимой величины. Усиленный сейсми55

редачи всегда меньше мощности сигна ла на входе. По этой причине амплитуда выходного сигнала 17 никогда не превышает по величине амплитуду входного сигнала 13. Коэффициент передачи аттенюатора 6 меньше едини :у,1 и выбираетс  таким, чтобы при заданной степени равномерности спек ра сигнала на входе устройства амп0

5

20

25

35

40 45 30

ческий сигнал поступает на информа- ционньп вход узкополосного след щего фильтра 3. Мощность сигнала на выходе узкополосного след щего фильтра 3 измер етс  первым измерителем энергии сейсмического сигнала 4, а мощность сигнала на его входе - вторъгм измерителем энергии сейсмического сигнала 5. Выходной сигнал второго измерител  энергии сейсмического сигнала 5 поступает на вход аттенюатора 6, коэффициент передачи которого меньше единицы, а затем - на первый вход блока сравнени  7. Па второй вход блока сравнени  7 поступает сигнал с выхода первого измерител  энергии сейсмического сигнала 4. Блок сравнени  7 осуществл ет сравнение амплитуд входных сигналов и в зависимости от их взаимоотношени  вырабатывает сигнал управлени  прерывателем 8. В свою очередь прерыватель 8 по сигналу управлени  осуществл ет передачу сигнала от узкополосного след щего фильтра 3 на регистратор 9 или прерывает его.

Когда помехи с сосредоточенным спектром во входном сигнале слабы или вовсе отсутствуют, а нерегул рные помехи нос т стационарньш характер , их мощность посто нна, и амплитуда выходного сигнала 13 второго измерител  энергии сейсмического сигнала 5 не мен етс  во времени. При этом огибающа  амплитуд узкополосного след щего фильтра 3, вьшолн ю- щего функцию анализатора спектра последовательного действи , повтор ет форму амплитудного спектра входного сигнала, а временна  зависимость амплитуды выходного сигнала 17 пер- |вого измерител  энергии сейсмического сигнала 4 совпадает по форме с энергетическим спектром входного сигнала 10. Ввиду отсеивани  узкополосным спе  ш м фильтром 3 помехи, выход щей за пределы полосы его пропускани , мощность сигнала на его выходе при

.,„„

УСЛОВИИ единичного

„ пшттг г.г.о-пгт мрнт,тр МПШНОСТИ СИГ на

редачи всегда меньше мощности сигнала на входе. По этой причине амплитуда выходного сигнала 17 никогда не превышает по величине амплитуду входного сигнала 13. Коэффициент передачи аттенюатора 6 меньше едини- :у,1 и выбираетс  таким, чтобы при заданной степени равномерности спектра сигнала на входе устройства амп

литуда выходного сигнала 17 на выход первого измерител  энергии сейсмического сигнала 4 превышала амплитуду выходного сигнала 15 на выходе аттенюатора 6. В этом случае сигнал на выходе блока сравнени  7 отсутствует (19) и прерыватель 8 не разрывает сигнальную цепь во врем  действи  входного сигнала. Энергетический спектр 21 сигнала на выходе устройства повтор ет энергетический спектр сигнала 10 на его входе. Устройство не вносит спектральных искажений в принимаемый сигнал и работает в режи не согласованного фильтра, повыша  соотношение сигнал/нерегул рна  помеха тем больше,чем уже полоса пропускани  узкополосного след щего фильтра 3.

Когда на входе устройства вместе с широкополосной помехой действует помеха с сосредоточенным спектром 11 и 12, режим работы устройства мен етс . При совпадении частоты настройки узкополосного след щего фильтра 3 с частотой помехи, на его выход по вл етс  резкий скачок амплитуды, что про вл етс  и в амплитуде выходного сигнала 18 первого измерител  энергии сейсмического сигнала 4. Ког да интенсивность помехи достаточно велика, величина амплитуды выходного сигнала 18 приближаетс  к величине амплитуды сигнала 14 на выходе второго измерител  энергии сейсмического сигнала 5, превыша  амплитуду вы- ходного сигнала 16 на выходе аттенюатора 6. В момент превьш1ени  блок сравнени  7 вырабатывает выходной сигнал 20 с амплитудой, заставл ющей Срабатывать прерыватель 8 и отключит выход узкополосного след щего фильтра 3 от регистратора 9. При дальнейшей перестройке узкополосного след щего фильтра 3 наступает расстройка его относительно помехи 12, амплитуда выходного сигнала 18 падает и снова становитс  меньше амплитуды выходного сигнала 16. Блок сравнени  7 возвращаетс  в исходное состо ние, отключа  прерыватель 8, который внов восстанавливает депь прохождени  сигнала на регистратор 9. Таким образом из энергетического спектра выходного сигнала 22 исключаютс  компоненты , совпадающие по частоте с узкополосной помехой, а спектр полезного сигнала искажаетс  незначитель

0

5

5

но. Использование взаимной коррел ции сейсмического и вибрационного сигналов дл  дальнейщей обработки информа1 ии позвол ет повысить соотношение сигнал-помеха, поскольку исключенные спектральные составл ющие имеют максимальную коррел ционную св зь с помехой.

Claims (1)

1. Коэффициент передачи последовательно соединенныхвторого измерител  энергии сейсмического сигнала 5 и аттенюатора 6 не должен превышать коэффициента передачи последовательно включенных узкополосного след щего фильтра 3 на частоте настройки и первого измерител  энергии сейсмического сигнала 4. Чем меньше разница в коэффициентах передачи, тем выше порог, за которым происходит сра- батываш1е устройства и тем уже полоса подавлени  помехи, котора  может быть задана коэффициентом передачи аттенюатора 6. Формула изобретени 

   Устройство дл  подавлени  узкополосной помехи, содержащее усилитель сейсмических сигналов, формирователь управл ющего сигнала, первый измери- тель энергии сейсмического сигнала, регистратор и узкополосный след щий фильтр, информационный вход которого соединен с выходом усилител  сейсмических сигналов, упрашт юший вход с выходом формировател  управл ющего сигнала, а выход с входом первого измерител  энергии сейсмического сигнала , отличающее с  тем-, что, с целью повьш ени  эффективности подавлени  помех с узким спектром и исключени  искажений амплитуд полезных сигналов вне полосы подавлени  узкополосной помехи, оно снабжено вторым измерителем энергии сейсмт- - 5 ческого сигнала, аттенюатором,блоком сравнени  и прерывателем, при этом последовательно соединенные второй- измеритель энергии сейсмического сигнала и аттенюатор включены между выходом усилител  сейсмических сигналов и первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом первого измерител  энергии сейсмического сигнала, а выход - с управл ющим входом прерывател , информационный вход которого соединен с выходом узкополосного след щего фильтра, а выход - с входом регистратора .

   0

   5

   0

   0

   5

   fPUff.l

   &(F)BX

   G(f)e.

   (pUg.Z