Сейсмоприемная система Советский патент 1983 года по МПК G01V1/22 

(54) СЕЙСМОПРИЕМНАЯ СИСТЕуМА

Изобретение относится к многоканаль ным системам с проводным разделением каналов и может быть использовано при регистрации слабых сигналов от различных пространственно распределенных датчиков, например в технике сейсморазведки, телеметрии и т.д. Известна многоканальная сейсмоприе ная система связи, содержащая сейсмо- приемники, преобразователи сигнала, несимметричную многоканальную систему проводов, оконечные приемники сигналов и корректирующие двухполюсники, шунтирующий вход каждого из них 1 Л . Недостатком этой системы «голяется недостаточная помехозащищенность вслед ствие невозможности уменьшения взаимных влияний между каналами в сигнальной полосе частот. Известна сейсмоприемная система с проводным разделением каналов, содержащая несимметричную многоканальную сжстему проводов, а в каждом канале сейсмоприемники, преобразователн сигнала, развязывающие симметричные четырехполюсники в виде парафаз-кого решающего усилителя, и оконечные приемники сигналов. При этом для ослабления взаимного влияния меяаду кaнaлa ш по общей шине в широком диапазоне частот выходы четырехполюсника подключены к опорным входам сейсмоприемника и преобразователя, а входы соединены с об- щей шиной . Однако при пространственно протяженных ил11 площадных расстановках сейсмоприемников (или их групп), в проводниках связи сейсмоприем11иков с сигнальным входом преобразователя и соответствутощим выходом четырехполюсника, достигающих в подобных случаях десятков к сотен метров, возникают наведенные различными промышленным объектами (электричеЬкие сети, средства связи, производственные электромагнитные излучатели и т.п.) ЭДС помехи. Эти ЭДС суммарно воздействуют между опорным входом преобразователя, имеющим фиксированный потенишал общей шины, и его сигнальным входомо С увеличением расстояний межрду сейсмоприемннкак-ш или их отдельны- М.И группами, а следоватеш но и проводников связи, ЗДС помехи растет и може во много раз превысить уровень взаимных влияний по общей шине. Цель изобретения ™ повышение помехоустойчивости в уагювиях электромапш ных воздействий, Для этого пары элементов прямой и обратной передачи парафазного решающе го усилителя разделены на части, меяаду которыми соответст венно включены сейс приемник и последовательная . почка, а второй выход усилителя подключен к сигнальному входу преобразователя. Кроме того, каждый парафазный уси- лктель выполпен в виде последовательно го соединения операционного усилителя с ди41форен1шальным входом одновходового инвертирующего усилителя, содержащего последовательное вк/почеиие транзисторов с взаимно дополнительным типом проводимости и охваченного резис 1-ИБ ы л дел.ителем отрицательной обрат™ ной связи. Ма (, 1 изобрайсена структурная схема сеисмоприемной системы; на фиг, 2 - схема (})азного усил1.. Система содержит V) -канальную 1;есимметричпую проводную систему, вкл1опаьиную общую нулевую шину 1 и .;,1-нальи. провода 2 числом от 1 до У) , а в каждом канале сейсмоприемны двухполюсник (или их группу) 3, трех пшпоскьи п): еобразователь 4 сигнала (например, фильтр, кодирующее устройчство и т.д.), развязывающий электронный четырехполюсник 5 и оконечные приемни1Ш сигналов 6 (например, трансформатор, сейсмоусилитель, нак(знитель и т.п.). Преобразователь 4 имеет сигнальн. 7 3-1 опорный 8 входы (диффере ш aльный вход) и своим выходом 9 чер провод5шки 2 соединен с входами 10 оконечных приемников 6, опорные входы 11 которых через общую шту 1 и четырехполюсник 5, соед11ненный с опорным входом 8 преобразователя 4, замы каются в контур передачи сигнала с вы хода 9 последнего. Каждый четырехполюсник 5 выполнен в виде парафазного решающего усилителя, содержащего малошумяший усилитель 12 с выходами 13 и 14 и диф(})ерен1щаяьными входами 15 и 16, охваченный цепью отрицатель ной обратной связи через пары разделенных на части 17, 18 и 19, 20 элементов (например, резисторов) цепей прямой и обратной передачи. Все резисторы 20 подключены к обшей нулевой . шине 1, сейсмоприемни1си 3 через резисторы 21 и протяженные гфовода 22 подключены к общим точкам элементов 19 и 2О, а обшие точки элементовТ7 и 18 соединены между собой через последовате/ ъную /RO-цепочку 23. Второй выход 24 четырехполюсника 5 соединен непосредственно с сигнальным входом 7 преобразователя 4. Напряжеккч: питания на все электронные устройства системы фиг. 1 подается относительно общей нул&вой шины 1. Структурная схема усилителя 12 (фиг. 2) содержит операционный усилитеяь 25, последовательно соединенный с одновходоВым инвертирующим усилителем 26, охваченным резистивными делителями 27 и 28 отрицательной обратной связи. Усилитель 26 содержит входную ветвь, выполненную на транзисторах 29 и 30, резисторах 31 33, а также усилительную ветвь на последовательном включеяии транзисторов 34 и 35 с взаимно дополнительным типом проводимости резистора 36, и повторитель напряжения (транзисторы 37 и 38). Система (фиг, 1} работает следующим образом. Прш одинаковых величинах пар элемен- . тов 17 21 в кажудом четырехполюснике 5, что дости1 ается, например, средствами тонкоплепочной кмкроэлектрони1си, действие синфазных, -напряжений по- мехи, наводимых в протяженных проводниках 22, уменьшается соответственно коэффициенту ослабле 1ия синфазной по мехи (не менее 7О - 8О дБ), присущему операщюнным усилителям 25 с диф/ференпиальным входом. Аналогичным э(И)ектом подавления четырехполюсник 5, как и в прототипе, обладает по отно шению к сигналам на общей шине 1. В то же время, благодаря дифференциальному включению сейсмоприемника 3 относительно входов четырехполюсника 5 сейсмосигнал усиливается в R RiQ4-Rj UR2;i/Rao) раз, начиная с нижней граниченной частоты $ - (R,C; ) . Дальнейщая режекция остаточных сигналов синфазной помехи на

выходах j 3 и 14 усилителя 12 осуществляется благодаря их подключе{шю между сигнальным 7 и опорным 8 входами преобразователя 4. Эквивалентное напряжение приведенного смещения нуля усилите ля 12 и его дрейф являются инфрага1зкочастотными сигналами, для которых RC -цепочка обладает практически бесконечным импедансом, передающимся на выход 13 и 14 с коэффициентом пере дачи.j .1

Фм),

гарантирующим ненасыщенный режим ра- боты и неискаженную обработку сейсмосигналов в устройствах 4 и 5. Е лагода- ря этому улучшается отнощение сигналщум и увеличивается помехозащищенность системы при пространственно протяженных или площадных расстановках сейсмоприемников.

В случае пространственного размещения вместе с сейсмоприемником 3 четы- . рехполюсника 5 ЭДС помехи наводится на провода связи его выходов с входами преобразователя 4 и налагается на уже усиленный в четырехполюснике 5 сигнал без ухудщепия отнощения сигнал/шум, Однако Б этом случае на протяженные провода питания усилителя 12 может

наводиться ЭДС помехи, э44ективно подавляемая только в том случае, когда входы усилителя 1,2 В1спючены по отношению к ней как к синфазному сигналу. Это достигается благодаря схемотехни- ческому построению усилителя 26 следующим образом.

Входная ветвь, выполненная на транзисторах 29 и 30, резисторах 31 - 33, выполняет (Ьункцию согласования уровня и азы выхопного сигнала усилителя 25с уров- нем и фазой, необходимыми для -обеспечения работы усилительной пары выполненной на транзисторах 29 и 30. и резисторе 31. Выходной сигнал усилителя 25, сдвинутый на необходимые уровни входной ветвью, снимается с резистора 31 инвертированным по фазе на вход полевого транзистора 34, включенного по схеме с общим затвором, в то же время он снимается без изменения фазы с делителя, включающего транзистор 30 и резисторы 32 и 33, на базу-транзистора 35, благодаря чему транзисторы 34 и 35 являются один для другохо

динамической нагрузкой и обеспечивают высокий коэффи1шент усиления схемы, необходикь й для точного инвертироваиия выходного сигнапса усилителя 25 при

охвате его делителем 27 и 28 обратной С1зязи, Выполнение усилительной ветви на транзисторах 34 и 35 с взаим но дополнительным типом проводимости позволяет подключ.ить их упраапяющие переходы к источникам питания + Еп и -Еп, благодаря чему ЭДС помехи в цепи питания практически одинаково воздействует на эти переходы и эффективно подавляется. Высокая степень подавлен 1я упомянутой помехи операционным усилителем 25, обеспечиваемая диф:|-еренШ{альным построением его входного каокада, практггческз не ухудшается при включешп по схеме усилителя 12 благодаря помехоустойчивости дополнительного усилителя 26 и отсутствия цепей СВЯ331 его входа с общей щиной 1.

Таким образом, в предлагаемой системе сочетается высокая помехозащишеп- ность с ослаблением ВчЗаимных влияний при использовании несимкетртппюй проводной системы.

Формула изобретения

2, Система по п, 1, о т л л ч а ю-. щ а я с я тем, что каж,цый парафазный усилитель выполнен в виде последоватапь- ного соединения операционного уснлителя с дифференциальным входом и одповхо- дового инвертирующего усилителя, содержащего последовательное включение транзисторов с взаимно дополнительным типом проводимости и охваченного резистиБным делителем отрицательной обратной связи. Источники информашш, по заявке № 2081117, кл. G01V 1/28,

принятые во внимание при экспертизе 5 1974 (прототип).

1000970

2.Авторское свидетельство СССР