SU972428A1

SU972428A1 - Seismic signal source synchronizing device

Info

Publication number: SU972428A1
Application number: SU813291253A
Authority: SU
Inventors: Альберт Семенович Шагинян; Алексей Георгиевич Асан-Джалалов; Валерий Алексеевич Пантелеев; Евгений Александрович Храбров; Александр Сергеевич Быков
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро Сейсмической Техники
Priority date: 1981-05-06
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1982-11-07

Description

(54) УСТРОЙСТВО СШ лРОНИЗАЦИИ ИСТОЧЬЧКОВ CEHC/VIH4E КИХ СИГНАЛОВ(54) DEVICE OF USHRONIZATION OF CEHC / VIH4E SOURCES OF THE FULL SIGNALS

1one

Изобретение относитс к технике сейсморазведки , а именно к устройствам синхронизации источников сейсмических сигналов, и может быть применено при поиске нефти, газа и рудных ископаемых, а также в системах передачи информации.The invention relates to seismic techniques, namely, devices for synchronizing sources of seismic signals, and can be applied in the search for oil, gas and minerals, as well as in information transmission systems.

Известно устройство синхронизации т-последовательности, содержащее фильтр нижних частот, перемножитель, блок поэлементного приема, регистр сдвига на L разр дов (), сумматор совпадений , пороговый узел, п-разр дный регистр сдвига с обратной св зью, детектор определени синхронизма, генератор тактовых импульсов, переключатели и формирователь отрезка местной т-последовательности.A t-sequence synchronization device is known, comprising a low-pass filter, a multiplier, a unit receive unit, a shift register for L bits (), a match adder, a threshold node, a n-bit shift register with feedback, a synchronism detection detector, a clock generator pulses, switches and shaper of a segment of a local t-sequence.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигнал принимаемой ш-пооледовательности проходит через фильтр, оступает на перемножитель и блок пoэлe.i тнoгo приема , а далее поступает на регистр сдвига, а через дополнительный ключ - на регистр сдвига с обратной св зью. Далее устройство с помощью формирователь воспроизводит отрезок длиной L местной гп-последовательности , котора поразр дно сравниваетс с прин то ; выборкой длиной L с помощью су.мматора совпадений. Число совпадений сравниваетс с порогом в пороговом блоке.The signal of the received w-sequence passes through the filter, stops at the multiplier and the block of the receive signal, and then goes to the shift register, and through an additional key - to the shift register with feedback. Further, the device, using the shaper, reproduces a segment of length L of a local gp-sequence, which is bitwise compared to the received one; a sample of length L using the summator sumatmator. The number of matches is compared with the threshold in the threshold block.

Фрмирователь тактовых импульсов формирует вектор.м наиболее веро тных комбинаций ошибок, которые суммируютс в п символами, наход щимис в регистре сдвига с обратными св з ми, и на каждом щаге производитс формирование местной последовательности и сравнение ее с прин той .The clock pulse generator forms the vector of the most probable combinations of errors, which are summed in the n symbols in the feedback shift register, and the local sequence is generated and compared with the received one at each channel.

После препышени порога блок управлени с помощью дополнительного ключа замыкает цепь обратной св зи регистра сдвига и к выходу перемножител через переключатель присоедин ет детектор, и в устройстве производитс проверка правильности вхождени в синхронизм 1.After the threshold is raised, the control unit with the help of an additional key closes the feedback circuit of the shift register and connects the detector to the output of the multiplier through a switch, and the device checks the correctness of entering synchronism 1.

Возможность исправлени ощибок в регистре сдвига с обратными св з ми несомненно увеличивает веро тность приема, но в то же врем возрастает и веро тность ложного срабатывани при вхождении устройства в синхронизм. Понизить ее можно только за счет увеличени длины регистра сдвига L, но при этом усложн етс схема, причем Требуетс регистр сдвига с отводами от каждого разр да, что исключает возможность применени современных дискретных устройств пам ти. Кроме того, в последнее врем в сейсморазведке стоит задача решени проблемы работы нескольких партий в зоне уверенного радиоприема друг друга. Так как св зь в основном осуществл етс на одной радиочастоте, то возникает необходимость в различных сигналах синхронизации . Этого можно достигнуть за счет получени т-последовательностей различной формы, что осуществл етс переключением обратных св зей в регистре сдвига. В данном устройстве комбинационный формирователь отрезка ш-последовательности сам по себе вл етс достаточно сложным блоком, сложность которого находитс в пр мой зависимости от длины L отрезка т-последовательности. Осуществление возможности быстрого переключени с одной формы сигнала синхронизации на другую значительно усложн ет данный блок, что затрудн ет возможность использовани устройства дл синхронизации источников сейсмических сигналов. Известно также устройство синхронизации с т-последовательностью, использующее принцип сжати принимаемого сигнала с коррел ционным приемом. Устройство состоит из фильтра нижних частот, перемножител , блока поэлементного приема, трех переключателей, регистра сдвига на L-1 разр дов (), регистра с обратными св з ми (опорного генератора), порогового узла, блока управлени вхождением в синхронизм, детектора определени синхронизма, генератора тактовых импульсов , делител , коррел тора и переключателей . В устройстве повыщение помехоустойчивости достигаетс за счет понижени частоты рециркул ции выборок из принимаемого сигнала и тактовой частоты регистра сдвига с обратными св з ми при повыщении длины рециркулируемого отрезка Мпоследовательности . Запись входного сигнала в регистр сдвига осуществл етс с частотой Ф)а в течение L-1 тактов осуществл етс сравнение содержимого регистра с опорным сигналом . За период входного сигнала, составленного из выборок принимаемой т-последовательности , фаза опорного сигнала, генерируемого с частотой -Л( , совпадает с фазой входного сигнала. Коррел ционный интеграл вычисл етс коррел тором. При превышении порога сигнал с порогового узла фазирует регистр, который начинает генерировать т-последовательность с частотой f. Сигнал с перемножител поступает в детектор определени синхронизма, анализирующий правильность фазировани 2. Потенциальна помехоустойчивость в устройстве достигаетс при длине регистра N-1, при этом дл вхождени в синхронизм опорного генератора требуетс передача двух т-последовательностей и еще одна необходима дл проверки правильности фазировани , что ведет к увеличению длины сигнала синхронизации. Кроме того, в устройстве при переходе на режим проверки правильности фазировани , необходимо корректировать фазу опорного генератора, котора к тому же дл разных т-последовательностей различна , что усложн ет задачу создани многопрограммного устройства синхронизации сейсмических источников. Если не снижать тактовую частоту, то при больщой базе N синхросигнала длина регистра L значительно меньше N. Так как после каждого импульса записи опорный генератор начинает работать с определенной фазой и , то только на определенном отрезке принимаемой т-последовательности может произойти вхождение в синхронизм опорного генератора. Нет необходимости доказывать, что при работе с этим устройством дл синхронного запуска источников сейсмических сигналов нельз передавать больше одной т-последовательности , и поэтому если на выделенном отрезке не произойдет вхождение в синхронизм, то устройство не сработает, хот еще остаетс значительный отрезок в N-L символов сигнала синхронизации. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство синхронизации источников сейсмических сигналов, которое содержит регенератор символов, выход, которого соединен с. входами блока проверки синхронизма, схемы совпадени и ключа, выход последнего соединен с первым входом регистра сдвига с обратной св зью, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовой частоты через делитель частоты, а один из выходов - с входом селектора конца синхросигнала, кроме этого, выход обратной св зи регистра сдвига подключен к входам ключа, блока проверки синхронизма и схемы совпадени , выход последней подключен к входу порогового блока, выход которого соединен с первым входом блока управлени , два других входа которого соединены с выходами селектора конца синхросигнала и блока проверки синхронизма соответственно, а выход - с управл ющим входом ключа. Устройство работает следующим образом . Сигнал синхронизации в виде т-последовательности , переданный с сейсмостанции , поступает через регенератор символов на схему совпадени и через ключ в регистр сдвига с обратной св зью. ЕслиThe possibility of correcting errors in the shift register with feedbacks undoubtedly increases the probability of reception, but at the same time the probability of false alarms increases when the device enters synchronization. It can be reduced only by increasing the length of the shift register L, but this complicates the circuit, and a shift register with taps from each bit is required, which eliminates the possibility of using modern discrete memory devices. In addition, recently in seismic exploration there is the task of solving the problem of the work of several batches in the zone of confident reception of each other. Since the communication is mainly carried out at the same radio frequency, there is a need for different synchronization signals. This can be achieved by obtaining t-sequences of various shapes, which is accomplished by switching feedbacks in the shift register. In this device, the combiner shaper of the sh-cut segment is in itself a rather complicated block, the complexity of which is directly dependent on the length L of the cut of the t-sequence. The implementation of the ability to quickly switch from one synchronization waveform to another complicates the unit considerably, making it difficult to use the device to synchronize the sources of seismic signals. It is also known that a synchronization device with the t-sequence uses the principle of compressing the received signal with correlation reception. The device consists of a low-pass filter, a multiplier, an element-receive unit, three switches, a shift register for L-1 bits (), a feedback register (reference oscillator), a threshold node, an acquisition control unit, a synchroism detection detector , clock generator, divider, correlator and switches. In the device, an increase in noise immunity is achieved by decreasing the frequency of recirculation of samples from the received signal and the clock frequency of the feedback register of the shift register when the length of the recirculated segment of the M sequence is increased. The input signal is written to the shift register at a frequency Φ), and during the L-1 clock cycle, the contents of the register are compared with the reference signal. During the input signal period, composed of samples of the received t-sequence, the phase of the reference signal generated at the frequency -L (coincides with the phase of the input signal. The correlation integral is calculated by the correlator. When the threshold is exceeded, the signal from the threshold node phases the register, which starts generate a t-sequence with a frequency f. The signal from the multiplier enters the synchronism detection detector, analyzing the correctness of the phasing 2. The potential noise immunity in the device is achieved with lengths the N-1 register, while the synchronization of the reference oscillator requires two t-sequences to be transmitted, and another one is needed to check the correct phasing, which leads to an increase in the length of the synchronization signal. correct the phase of the reference generator, which is also different for different t-sequences, which makes it difficult to create a multi-program device for synchronizing seismic sources. If the clock frequency is not reduced, then with a large clock signal base N, the length of the register L is significantly less than N. Since after each recording pulse the reference generator begins to work with a certain phase and, then only at a certain segment of the received t-sequence can the synchronization of the reference generator occur . There is no need to prove that when working with this device to synchronously trigger seismic signal sources, it is impossible to transmit more than one t-sequence, and therefore if synchronization is not encountered in the selected segment, the device will not work, although there is still a significant segment of NL signal sync. Closest to the invention is a device for synchronizing sources of seismic signals, which contains a symbol regenerator, the output of which is connected to. the inputs of the synchronization checker, the matching circuit and the key, the output of the latter is connected to the first input of the shift shift register, the second input of which is connected to the output of the clock frequency generator through a frequency divider, and one of the outputs - to the input of the sync signal end selector; the output of the feedback of the shift register is connected to the inputs of the key, the synchronization checker and the matching circuit; the output of the latter is connected to the input of the threshold unit, the output of which is connected to the first input of the control unit, the other two inputs which are connected to the outputs of the clock end selector and the synchronism checker, respectively, and the output to the control input of the key. The device works as follows. The synchronization signal in the form of the t-sequence transmitted from the seismic station is fed through the symbol regenerator to the matching circuit and through the key to the shift register with feedback. If a

символы,поступающие с регенератора символов , не искажены, то с выхода обратной св зи начинают поступать символы, совпадающие с принимаемыми. При поступлении подр д JR + K неискаженных символов (где R-разр дность регистра сдвига, а К - предел порогового блока) происходит замыкание обратной св зи регистра сдвига , и образованный таким образом опорный генератор начинает формирование местной .,1-последовательности, котора сравниваетс с входной с помощью блока проверки синхронизма. Если сигналы совпадают, то селектор до окончани т-последовательности вырабатывает импульс, который поступает на выход устройства и возвращает устройство в исходное состо ние (выход регенератора символов замыкаетс на вход регистра сдвига).the characters coming from the symbol regenerator are not distorted, then from the output of the feedback, the characters coinciding with the received ones begin to arrive. Upon receipt of the JR + K sequence of undistorted characters (where R is the shift register's size, and K is the threshold of the threshold block), the feedback of the shift register is closed, and the reference generator formed in this way begins to form a local, 1-sequence, which compares with input using synchronization checker. If the signals match, the selector produces a pulse before the end of the t-sequence, which arrives at the output of the device and returns the device to its initial state (the output of the symbol regenerator is closed at the input of the shift register).

Устройство обладает возможностью войти в синхронизм на любом отрезке принимаемого синхросигнала 3.The device has the ability to enter into synchronism on any segment of the received clock signal 3.

Недостатком известного устройства вл етс низка помехоустойчивость, котора в больщой степени зависит от веро тности прнема синхросигнала на этапе вхождени в синхронизм.A disadvantage of the known device is the low noise immunity, which largely depends on the probability of a synchronization signal during the synchronization phase.

По принципу работы устройства дл вхождени в синхронизм опорного генератора синхросигнал должен содержать отрезок из Р + К подр д неискаженных символов . Такой принцип вхождени в синхронизм имеет более низкую веро тность приема при тех же значени х веро тности ложного срабатывани по сравнению с коррел ционным методом приема синхросигнала.According to the principle of operation of the device for entering the synchronism of the reference generator, the sync signal should contain a segment of P + K in addition to undistorted characters. This principle of synchronization has a lower probability of reception at the same values of the probability of a false positive compared with the correlation method of receiving a clock signal.

Целью изобретени вл етс повышение помехоустойчивости синхронизации источников сейсмических сигналов путем повыщени веро тности приема синхросигнала на этапе вхождени в синхронизм.The aim of the invention is to improve the noise immunity of the synchronization of sources of seismic signals by increasing the likelihood of receiving a sync signal during the acquisition phase.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве синхронизации источников сейсмических символов, содержащем регенератор символов, выход которого соединен с одним из входов блока проверки синхронизма, генератор тактовой частоты, выход которого соединен с делителем частоты , схему совпадени и ключ, выход которого соединен с первым входом регистра сдвига с обратной св зью, один из выходов которого соединен с входом селектора конца синхросигнала, а выход обратной св зи регистра сдвига подключен к первому входу ключа, к второму входу блока проверки синхрозма и к первому входу схемы совпадени , выход которой подключен к входу порогового блока, выход которого соединен с первым входом блока управлени , два других входа которого соединены с выходами селектора конца синхросигнала и блока проверки синхронизма соответственно, а выход - с управл ющим входом ключа, согласно изобретению выход регенератора символов подключен к вторым входам ключа и схемы совпадени через запоминающееThe goal is achieved by the fact that in the device for synchronizing sources of seismic symbols, containing a symbol regenerator, the output of which is connected to one of the inputs of the synchronization checker, a clock generator, the output of which is connected to a frequency divider, a coincidence circuit and a key, the output of which is connected to the first input the shift register with feedback, one of the outputs of which is connected to the input of the selector end of the clock signal, and the feedback output of the shift register is connected to the first input of the key, to the second input synchronization check loc and to the first input of the coincidence circuit, the output of which is connected to the input of the threshold unit, the output of which is connected to the first input of the control unit, the other two inputs of which are connected to the outputs of the sync signal end selector and the synchronism checker, respectively, and the output to the control input the key according to the invention, the output of the symbol regenerator is connected to the second inputs of the key and the coincidence circuit via a memory

устройство, а выход делител частоты подключен к второму входу регистра сдвига с обратной св зью через дополнительный ключ, к входу которого подключен выход генератора тактовой частоты, а к управл ющему входу - выход блока управлени . На чертеже изображена структурна электрическа схема предлагаемого устройства .device, and the output of the frequency divider is connected to the second input of the shift register with feedback through an additional key, to the input of which the output of the clock frequency generator is connected, and to the control input - the output of the control unit. The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed device.

Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов содержит регенератор символов 1, выход которого соединен с одним из входов блока проверки синхронизма 2, генератор тактовой частоты 3, выход которого соединен с делителем частоты 4, схему совпадени 5 и ключ 6, выходThe device for synchronizing sources of seismic signals contains a symbol regenerator 1, the output of which is connected to one of the inputs of the synchronization check block 2, a clock frequency generator 3, the output of which is connected to frequency divider 4, a coincidence circuit 5 and a key 6, output

, которого соединен с входом регистра сдвига 7 с обратной св зью, один из входов которого соединен с входом селектора конца синхросигнала 8, а выход обратной св зи регистра сдвига подключен к первому входу ключа б, к второму входу блока проверки синхронизма 2 и к первому входу схемы совпадени 5, выход которой подключен к входу порогового блока 9, выход которого соединен с первым входом блока управлени 10, два других входа которого соединены с выходами селектора концаwhich is connected to the input of the shift register 7 with feedback, one of the inputs of which is connected to the input of the selector end of the clock signal 8, and the feedback of the shift register is connected to the first input of key b, to the second input of the synchronization check block 2 and to the first input coincidence circuit 5, the output of which is connected to the input of the threshold unit 9, the output of which is connected to the first input of the control unit 10, the other two inputs of which are connected to the outputs of the end selector

синхросигнала 8 и блока проверки синхронизма 2 соответственно, а выход - с управл ющим входом ключа 6, кроме того, регенератор символов 1 подключен к вторым входам ключа 6 и схемы совпадени 5 через the synchronization signal 2 and the synchronization checker 2, respectively, and the output - with the control input of the key 6, in addition, the symbol regenerator 1 is connected to the second inputs of the key 6 and the matching circuit 5 through

д запоминающее устройство 11, а выход делител частоты 4 подключен к второму входу регистра сдвига 7 с обратной св зью через дополнительный ключ 12, к второму выходу которого подключен выход генератора тактовой частоты 3, а к управл ющемуd the memory device 11, and the output of the frequency divider 4 is connected to the second input of the shift register 7 with feedback via an additional switch 12, to the second output of which the output of the clock frequency generator 3 is connected, and to the control

5 входу - выход блока управлени 10.5 input - output control unit 10.

На этапе вхождени в синхронизм опорного генератора (регистр сдвига 7 с обратной св зью) ключ 12 находитс в положео НИИ о, при этом тактова частота, поступающа на второй вход регистра сдвига 7 с обратной св зью, равна (j, где f -тактова частота принимаемой т-последовательности , а L-число чеек пам ти запоминающего устройства 11, при этом 2 - 1 (R - число разр дов регистра сдвига, N - длина сигнала синхронизации ).At the stage of synchronization of the reference oscillator (shift register 7 with feedback), key 12 is in the position of the Institute, while the clock frequency received at the second input of shift register 7 with feedback is (j, where f is the touch frequency the received t-sequence, and the L-number of memory cells of the storage device 11, with 2 - 1 (R is the number of bits of the shift register, N is the length of the synchronization signal).

Сигнал синхронизации с входа устройства поступает на регенератор символов 1The synchronization signal from the input device enters the character regenerator 1

0 и с него с частотой f посимвольно записываетс в запоминающее устройство 11. Каждый раз после записи очередного символа символы, содержащиес в первых Р чейках запоминающего устройства 11, последовательно ввод тс через ключ 60 and from it with the frequency f is written character-by-character into the storage device 11. Each time after writing the next character, the characters contained in the first R cells of the storage device 11 are sequentially entered through the key 6

в регистр сдвига 7, после чего ключ 6 устанавливаетс в положение б.to shift register 7, after which key 6 is set to position b.

Claims

Shift register 7 with feedback forms with frequency f a segment t-sequential length LR, the phase of which is determined by the symbols stored in shift register 7. This segment is symbolically compared with the content of memory 11 on the matching circuit 5. The process is repeated every time after writing the next character to the storage device 11 until the next R characters entered into register 7 are correct, and among the LR characters of the storage device 11, the number of distorted characters does not exceed a certain amount go In this case, the signal appearing at the output of the threshold unit 9 goes to the control unit 10, which in turn switches the key 12 to position b (key 6 remains in position b). The feedback shift register 7 now forms a t-sequence with the frequency fo and the phase coinciding with the received one (if false phasing does not occur), which is determined with the help of a synchrocheck on a certain segment of symbols. If the test result gives a negative result, the device switches back to the synchronization mode, in case of a positive result, the device enters the synchronism mode after the selector of the end of the sync signal 8 generates a pulse to trigger the seismic source. In the proposed device, with the same probability of false triggering as the known one, the higher the probability of receiving the synchronization signal, since to synchronize the reference generator, the synchronization signal must contain a segment of undersimpleted characters (which is more likely than R + K, as in the well-known), however, the same correlation of the formulated cut-off mn (5 sequences with the contents of the memory device, as shown by pai: i: T, is not significant. Uh, it is too likely to have synchronicity. By sravpu with nzva; tnym device By synchronizing the seismic source control unit related to the tonal systems of sync m, the proposed ob / south device with higher synchronization ACCURACY is easier to set up, since it does not contain analog narrowband FILTRG: and the GUNNESS is performed on the digit elements. Claims of the Invention A device with seismic signal source synchronization, containing a symbol regenerator, the output of which is connected to one of the following parameters: the synchronism check unit, the clock frequency generator, the output of which is specified Isp with a frequency divider, a matching circuit, i, and a key, the output of which is connected to the Shift feedback register, one of the outputs of which is connected to the i input of the sync signal end selector, and the feedback output of the shift register is 11 °, 1 to the first the key input, to ipyii, 1. the synchronization block verification code and the first input of the matching circuit. B1,1 input of which is connected to the input of the hygroscopic block whose output is connected to the first input of the control block, the other two inputs of this block are connected to the end selector sync signal and check block synchronization, respectively, and the output - with the control input of the key, O7.7, in order to increase the noise immunity of the device by noBbi: nfHH5i the probability of receiving the clock signal on the synchronization synchronization signal, the output of the character regenerator is connected to the second inputs of the key and a matching circuit through a memory device, and the output of the frequency divider is connected to the second input of the shift register with feedback through an additional key, the output of the clock frequency generator is connected to the input of the controller, and the control input is connected to the control input and Reference information taken into account during the examination 1. USSR Copyright Certificate No. .V: .-, 377, 1 h. 1. H 04 L 7/02, 1977. Ch. USSR author's certificate X 334879, cl. H 04 L 7/02, 1976. 3 Aztor certificate of the USSR according to the application .Ny 4743509 / 18-25, cl. G 01 V 1/04, 1979 (iro-otyp).