Устройство для передачи и приема сигналов Советский патент 1984 года по МПК G08C19/24 

выход второго одновибратора через второй инвертор и элемент задержки

подключен ко второму входу элемента Н.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ, содержащее на передающей стороне датчики, выходы которых соединены с усилителями, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, фазоимпульсные модуляторы, выходы которых соединены с информационными входами передатчика, выход передатчика через кабельную линию связи соединен на приемной стороне с входом фильтра верхних частот, выход которого через усилитель подключен к селектору импульсов, первый и второй выходы которого соединены с соответствуюрдим входом распределителя, каждый выход распределителя через последовательно соединенные интегратор и фильтр нижних частот подключен к соответствующему выходу устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем на передающей стороне фазоимпульсный модулятор выполнен на элементах И-НЕ, резисторах, конденсаторах и диоде, выход первого элемента И-НЕ подключен ко входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен через первый конденсатор к первому входу первого элемента И-НЕ, через второй конденсатор соответственно ко входу третьего элемента .И-НЕ и через первый резистор к отрицательной клемме источника питания, выход третьего элемента И-НЕ подключен к соответствующему входу передатчика, положительная клемма источника питания через второй резистор подключена ко второму входу первого элемента И-НЕ и через последовательно соединенные диод и третий резистор каждого фазоимпульсного модулятора i соединена с выходом соответствующего усилителя, выход второго элемента И-НЕ через четвертый резистор соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, вторые входы первьтх элементов И-НЕ каждого фазоимпульсного модулятора подключены к выходу генератора тактовых импульсов. о со to СП 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что селектор импульсов выполнен на конденсаторах, 4 источниках опорного напряжения, одСО новибраторах, инверторах, элементе И и на элементе задержки, вход селектора импульсов через соответству ощие конденсаторы соединен с входами ; первого и второго одновибраторов и с выходами первого и второго источников опорньрс напряжений, выход пер- . вого одновибратора через первый инвертор соединен с первым выходом селектора импу-льсов и с первым входом элемента И, выход которого подключен через первый инвертор ко второму выходу селектора импульсов.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для передачи измерительной информации из скважины по каротажному кабелю.

Известна система для передачи сигналов, состоящая из скважинного передающего устройства.и наземного приемного устройства 11.

Недостатком этой системы являет:ся использовагтае амплитудно-И1-1пульсной модуляции, что снижает помехоустойчивость устройства, Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на передающей стороне датчики, выходы которьгх соединены с усилителями, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, фазоимпульсиые г одуляторы, выход передатчика через кабельную линию связи соединен на приемной стороне с входом фильтра верхнлх частот, выход которого через усилитель подключен к селектору импульсов, первый и второй выходы которого соединены с соответствующим входом распределителя, каждый выход распределителя через последовательно соединенные интеграторы и фильтр нижних частот подключен к соответствующему выходу устройства С 2 .

Недостатком известного устройстн а является низкая точность, -обусловленная температурной нестабильностью фазоимпульсного модулятора.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная Т1ель достигается тем, что в устройство для передачи приема сигналов, содержащем на ередающей стороне датчики, выходы оторых соединены с усилителями, геератор тактовых импульсов, выход оторого подключен к управляющему входу передатчика, фазоимпульсные одуляторы, выходы которьгх соединены

С информационными входами передатчика, выход передатчика через кабельну линию связи соединен на приемной стороне с входом фильтра верхних частот которого через усилитель подключен к селектору импульсов, первьм и второй выходы которого соединены с соответствующим входом распределителя, каждый выход распределителя, че.рез последовательно соединенные интегратор и фильтр нижних частот подключен к соответствующему выходу устройства, в нем на передающей стороне фазоимпульсный модулятор выполнен на элементах И-НЕ, резисторах конденсаторах и диоде, выход первого элемента И-НЕ подключен ко входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен через первый конденсатор к первому входу первого элемента И-НЕ, через второй конденсатор соответственно ко входу третьего элемента И-НЕ и через первый резистор к отрицательной клемме источника питания, выход третьего элемента И-НЕ подключен к соответствующему информационному входу передатчика, положительная клемма источника питания через второй резистор подключена ко второму входу первого элемента и через последовательно соединенные диод и третий резис;Ор Гсахчцогс . импульсного модулятора соединена с выходом соответствующего усилителя, выход второго элемента И-НЕ через четвертый резистор соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, вторые входы первых элементов И-НЕ каж 1;сго фазоимпульсного модулятора подк,лючены к выходу генератора тактовых импульсов, второй вход первого фазоимпульсного модулятора последующего канала подключен к соответствующему выходу предьщущего модулятора.

Селектор импульсов выполнен на конденсаторах, источниках опорного напряжения, одновибраторах, инверторах элементе И и на элементе задержки, вход селектора импульсов через соответствующие конденсаторы соединены с входами первого и второго одновибратора и с входами первого и второго одновибраторов и с выходами первого и второго источников опорных напряжений, выход пе; эго одновибратора через первый инвертор соединен с первым выходом селектора импульсов и с первым входом элемента.И, выход которого подключен через первый инвертор ко второму выходу селектора импульсов, выход второго одновибратора через второй инвертор и элемент задержки подключен ко второму входу элемента И.

На фиг.1 показано устройство для передачи и приема сигналов, структурная схема системы; на фиг .2 - схема фазоимульсного модулятора; на фиг.З структурная схема селектора импульсов; на фиг.4 - а-сигнал на выходе передающего устройства-прототипа; б-сигнал на выходе предлагаемого передающего устройства, в-соотношение между числом каналов в предлагаемом и в устройстве-прототипе.

Устройство для передачи и приема сигналов содержит передающую сторону 1, кабельную линию связи 2, приемную сторону 3, датчики , усилители 5-5|,, входы б-б азоимпульсных модуляторов 7-7j , выходы 8-8 п фазоимпульсных модуляторов, передатчик . 9, генератор тактовых импульсов 10, входы 11-1 If., фазоимпульсных модуляторов, вход 12 передатчика, (фильтр 13 верхних частот, усилитель 14, селектор импульсов 15, входы 16 и -17 распределителя 18, интеграторы 1919, фильтры 20-20 нижних частот.

Фазоимпульсный модулятор 7 (фиг.2 содержит элементы И-НЕ 21-23, первьй конденсатор 24, отрицательную клемму 25 источника питания, второй конденсатор 26, резисторы 27 и 28, диод 30 положительную клемму 31 источника питания, первый вход 32 и резистор 33.

Селектор импульов 15 (фиг.З) со держи-т вход 34, конденсаторы 35 и 36, источники 37 и 38 опорного напря жения, одновибраторь 39 и 40, инверторы 41 и 42, элемент задержки 43, элемент И 44 и инвертор 45.

Работает устройство следующим образом.

Сигнал с датчика 4 усиливается усилителем 5 и подается на сигнальный вход 6 фазоимпульсного модулятора 7, который преобразует непрерывны сигнал в последовательность модулированных импульсов. Модулятор 7 запускается через вход 11 импульсами тактового генератора 10. Тогда на выходе элемента И-НЕ 22 появляется отрицательный импульс, ширина которого пропорциональна величине напряжения сигнала на входе 6. Этот импульс дифференцируется цепочкой из элементов 26 и 27 и своим положительным выбросом заставляет сработать элемент 23. На выходе элемента И-НЕ 23 возникает отрицательный импульс, который поступает на вход 8 передатчика 9 и на запускающий вход 11, модулятора второго канала 7. От этого импульса срабатывает модулятор 7 и также выдает импульсы на вход 8 передатчика 9 и на запускающий вход 11 модулятора третьего канала 7-, и т.д. Процесс последовательного срабатывания модуляторов происходит до тех пор, пока не сработает модулятор последнего канала. Затем тактовый генератор вновь запустит модулятор, первого канала и цикл опроса всех датчиков сигналов повторится.

При изменении температуры пороговое напряжение на входе 6 элемента И-НЕ 21 не изменяется. Это приводит к появлению зависимости ширины импульса на выходе элемента И-НЕ 22 не только от величины сигнала на входе 6, но и от величины температу ры. Для устранения зависимости ширины импульса от температуры как сигнал, так и папряжение смещения на вход 6 снимаются с точки между резистором 28 и диодом 29, которые, через резистор 30 подключены к выходу усилителя 5.

Для увеличения линейного участка модуляционной характеристики широтно-импульсного модулятора, собранного на элементах И НЕ 21 и 22, параллельно времязадающему конденсатору 24 включен резпстор 33. При модуляционная характеристика становится симметричной относительно нулевых значений сигнала на выходе усилителя 5. Увеличение линейности и симметричности модуляционной характеристики приводит к расширению динамического диапазона сигналов.

Передатчик 9 осуществляет электрическую независимость (развязку выходов генератора 10 и модуляторов 7 - 7 между собой и согласует выходы указанных устройств со входным сопроти лением кабеля 2. Кроме этого, передатчик 9 разделяет по амплитуде синхронизирз ощие и канальные импульсы так, чтобы амплитуда синхроимпульсов превосходила амплитуду канальных импульсов. Разделение по амплитуде син хронизирующих и каналовых импульсов 5 еличиБает число каналов связи системы по сравнению с числом каналов в устройстве-прототипе (фиг.4), На фиг.4 обозначено: СИ - синхроимпульсы следующие с-периодом Т; канальные импульсы, заполняющие промежутки между синхроимпульсами и обозначенные соответственно номерами 15 , 1 + 1 + п ; t J, - наибольший / временный интервал между импульсами; tj4 - временной интервал, используе мый для вьщеления синхроимпульсов в устройстве-прототипе; 1; - наимень ший (защитный) промежуток между импульсами. Величины t tj СВЯзаны с девиацией импульсов соотношениями: 11 3,5л, t , t 10,5 -d , t Я,Д , где c|, - порядок единицы. Из фиг.4а и б следует ч:-) число каналов в устройстве-прото Т(Ипе п. и в предлагаемом устройстве п 2 соответственно равно 1 Щ5л/Т 3,S/5/T 1-Ч,Д/Г ЗДЛ/Т Из графика зависимости . величины А/Т и q, (фиг. 4 ) видно, что число каналов в предлагаемом о устройстве всегда больше, чем в прототипе и это преобладание тем больше чем больше.девиация импульсов и мень ре защитный промежуток между ними. С выхода кабеля импульсы поступаю А вход фильтра верхних частот 3, усиливаются усилителем 14 и подаются на общий вход 34 селектора 15 и через конденсаторы 35 и 36 попадают на входы одновибраторов 39 и 40, к которым подключены источники опорного напряженин 37 и 38, причем опорное напряжение источника 37 больгае,чем у источника 38. Вследствие превосходства по амплитуде синхроимпульсов .над канальньми одновибратор 39 будет срабатывать только от синхроимпульсов. Импульсы с выхода одновибратора 39 через инвертор 41 выдаются на первый вход элемента И 44 и на первьм выход в точку вьшода синхроимпульсов 16, Одновибратор 40 срабатывает от всех импульсов, подаваемых на вход селектора 34. Ширина импульсов на выходе одновибратора 40 несколько меньше ширины импульсов на выходе одновибратора 39. С выхода одновибратора 40 импульсы через инвертор 42 и элемент задержки 43 поступают на второй вход 46 элемента И 44. На выходе элемента И остаются только канальные импульсы, которые через инвертор 45 попадают в точку вывода канальных импуль сов 17. Синхронизирзаощие и канальные импульсы поступают на вход распределителя 18, который производит разделение широтно-модулированных импульсов по каналам. Широтно-модулированные импульсы на интегграторах 19 преобразуются в амплитудно-модулированные, которые детектируются фильтрами низких частот 20. На выходе фильтров низких частот вьщается сигнал такой же формы, какой поступает на вход усилителя 5 передающей стороны устройства. Таким образом, благодаря более высокой температурной стабильности устройство может применяться для работы в сква кинах с более высокой температурой, что расширяет область его применения.

/J

1092549 16

35

Hh

J7

17

6

36

СИ

1 2 3

n

СИ