Мгновенный автоматический регулятор усиления для цифровой сейсморазведочной станции Советский патент 1984 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к сейсмор ведке и может быть использовано в цифровых сейсморазвелочных станция с большим динамическим диапазоном цифровой регистрации, а также в др гих устройствах с применением быстродействующих аналого-цифровых преобразователей. Известен мгновенный автоматичес кий регулятор усиления, содержащий компараторы, выходы которых соедин ны с соответствующими входами логи ческого блока, подключенного своим выходами к элементам регулирования усиления Си. Недостатком данного регулятора является невысокое быстродействие, обусловленное последойательным во времени перебором всех возможных значений усиления. Наиболее близким к изобретению техническим решением является мгновенный автоматический регулятор усиления для цифровой сейсморазведочной станции содержащий N последовательно соединенных усилителей, (N+I) ключей, N логических элементов и N триггеров, причем вход первого усилителя является входом мгновенного автоматического регулятора усиления и подсоединен информационному входу первого ключ информационные входы остальных ключей соединены с выходами соответствующих усилителей и выходы всех ключей подсоединены к выходу мгновенного автоматического регуля тора усиления, вход управления которого подключен к одному из входо каждого триггера, подсоединенного своими выходами к соответствующим входам блока логики, выходы которо го соединены с управляющими входам соответствующих ключей 23. Недостатком известного устройст является невысокое быстродействие. Увеличение быстродействия возможно путем уменьшения порогового значения срабатывания компаратора. Одна более низкий пороговый уровень буд превшиаться выборкой на выходах усилителей, находящихся ближе к вх ду регулятора усиления, следовательно, она будет передаваться на выход регулятора с усилением, меньшим максимально возможного для данной выборки, что ведет к снижению точности преобразования выборк в аналогоцифровом преобразователе. Целью изобретения является повышение быстродействия мгновенного автоматического регулятора для цифровой сейсморазведочной станции. Поставленная цель достигается тем, что в мгновенный автоматический регулятор усиления для цифровой сейсморазведочной станции, содержащий N последовательно соединенных усилителей (N+1) ключей, N логических элементов и N триггеров причем вход первого усилителя является входом мгновенного автоматического регулятора усиления и подсоединен к информационному входу первого ключа, информационные входы остальных ключей соединены с выходами соответствующих усилителей и выходы всех ключей подсоединены к выходу мгновенного автоматического регулятора усиления, вход управления которого подключен к одному из входов каждого триггера, подсоединенного своими выходами к соответствующим входам блока логики, выходы которого соединены с управляющими входами соответствуйщих ключей, введены 2N компараторов, выходы которых попарно соединены с соответствующими входами соответствующего логического элемента, и N элементов временного опережения. Триггеры выполнены в виде D-триггеров, логические элементы - в виде элементов ИЛИ, причем выход каждого элемента ИЛИ подключен к D-входу соответствукицего D-триггера, а выход каждого усилителя подключен к входу одного из попарно соединенных с соответствукщими входами элемента ИЛИ компарагора и через соответствующий элемент временного опережения - с входом другого компаратора соответствующей пары. На чертеже приведена блок-схема мгновенного автоматического регулятора усиления. Мгновенный автоматический регулятор усиления содержит К последовательно соединенных идентичных усилителей 1, к выходу каждого из которых подключены N логических блоков, каждый из которых включает в себя компаратор 2, элемент 3 временного опережения., компаратор 4, элемент ИЛИ 5, триггер 6, а также блок 7 логики и N+1 идентичных ключей 8. Вход первого усилителя 1 является бходом мгновенного автоматического регулятора усиления и подключен к информационному входу первого ключа 8, выход которого, как и выходы всех остальных ключей, соединен с выходом мгновенного автоматического регулятора усиления. Выход каждого усилителя 1 соединен с входом соответствующего логического блока, при этом подключен через его компаратор 2 с одним входом элемента ИЛИ 5 и через последовательно соединенные элемент 3 временного опережения и компаратор 4 - к входу элемента ИЛИ 5, выход которого подключен к D-входу триггера 6, подсоединенного С-входом к входу управления мгновенного автоматического регулятора усиления и выходом -.к соответствующему входу

блока 7 логики, выходы которого подсоединены к управляющим входам соответствующих ключей 8.

Мгновенный автоматический регулятор усиления работает следующим образом.

Входной сигнал выборки поступает на вход первого усилителя 1 и усиливается N последовательно соединенными усилителями. Сигнал с выхода каждого усилителя 1 поступает на вход соответствующего логического блока, соединенного с входами компаратора 2 и временного опережения, выходной сигнсш которого повторяет форму входного сигнала и опережает его на определенный промежуток времени , равный длительности импульВ качестве элеса управления t

упр

мента 3 временного опережения може быть использован суммирующий дифференциатор, выходной сигнал кото рогб определяется выражением / К„ dU

вх

dt

Поскольку входной сигнал элемента 3 временного опережения имеет вид и g У а то его выходной сигнал равен

/f. (2 %X--(.R,CKJ.

Если выбрать ЕЗ 2 пр то выражение для U i i принимает вид

Bb,(W)J.

Из полученного выражения видно, что выходной сигнал суммирующего дифференциатора повторяет форму входного сигнала и опережает его на время t р т.е. суммирующий дифференциатор действительно выполняет функции элемента 3 временного опережения.

Выходной сигнал элемента 3 временного опережения 1 поступает на вход компаратора 4 соответствующего логического блока. Таким образом когда на входе компаратора 2 действует мгновенное значение выборки, соответствующее произвольному моменту времени t, на входе компаратора 4 в этот момент времени действует мгновенное значение выборки, соответствующее моменту времени

t + tjnpВыходные сигналы компараторов 2 и 4 каждого логического блока поступают на входы соответствующего элемента ИЛИ 5. Если на выходе хотя бы одного из компараторов 2 или 4 присутствует уровень логической 1, то на выходе элемента ИЛИ 5 также формируется уровень логической, который поступает на D-вход соответствующего триггера 6. При подаче на С-вход триггера импульса управления в триггер б будет записан логический ,0, если выходной сигнал соответствующего усилителя 1 не превьниает пороговый уровень ксмпараторов 2 или 4 в течение времени действия импульса управления tynp В противном случае в триггер б будет записана логическая 1.

Поскольку входная выборка мгновенного автоматического регулятора усиления последовательно усили0вается усилителями 1, то ее начальное значение и и скорость изменения К на выходах усилителей 1 будут тем больше, чем дальше отстоит усилитель 1 от входа регулятора усиле5ния. На выходах соответствующего и всех последующих усилителей 1 сигнал превысит пороговый уровень компаратора 2 или 4, подключенных к их выходам и на выходах соответ0ствующих элементов ИЛИ 5 будет действовать уровень логической 1, На выходах элементов ИЛИ 5, подключенных через соответствующие компараторы к выходам всех предыдущих уси5лителей 1, будет действовать уровень логического „О. С приходом импульса управления состояния выходов всех элементов ИЛИ 5 запишутся в соответствующие триггеры 6 и будут

0 запомнены в них до конца выборки.

Очевидно, что информация о состоянии выходов элементов ИЛИ 5, записанная в триггерах 6,зависит от начального значения и скорости изменения входной выборки регулятора.

5 Все возможные состояния триггеров 6 для случая семикаскадного мгновенного регулятора усиления ) представлены в таблице.

40

Замывыходов тригкаемыйгеров ключ

JiljEljJftljfL J-- :.

о 1 1 1 1 1 1 1

О О О О

о о 1 1 1 1 1 1

Оо о о о о о 1 1

оо

о о 1 1 1 1 1

оо

оо

оо

О О О

01

11 11 11

1

информация, записанная в трнгге 5 раз 6, поступает на входы блока 7

МГНОВЕННЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР УСИЛЕНИЯ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДОЧНОЙ СТАНЦИИ, содержащий N последовательно соединенных усилителей (к+1) ключей, N логических элементов и N триггеров, причем вход первого усилителя является входом мгновенного автоматического регулятора усиления и подсоединен к информационному входу первого ключа, информационные входы остальных ключей соединены с выходами соответствующих усилителей и выходы всех ключей подсоединены к выходу мгновенного автоматического регулятора усиления, вход управления которого подключен к одному из входов каждого триггера,подсоединенного своими выходами к соответствующим входам блока логики, выходы которого соединены с управляющими входами соответствующих ключей, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены 2N компараторов, выходы которых попарно соединены с соответствующиьда входами соотвг тствующего логического элемента, и N элементов временного опережения, триггеры выполнены в g виде D-триггеров, логические элемен(Л ты - в виде элементов ИЛИ, причем выход каждого элемента ИЛИ подключен к D-входу соответствующего D-триггера, а выход каждого усилителя подключен к входу одного из попарно сое2 диненных с соответствующими входами элемента ИЛИ компаратора и через соответствующий элемент временного опережения -. с входом другого ратора соответствующей пары. СП 00