Устройство управления источником сейсмических волн Советский патент 1987 года по МПК G01V1/37 

Изобретение относится к сейсморазведке и сейсмологии, а именно к системам управления импульсными источниками сейсмических волн.

Целью изобретения является повышение сейсмической эффективности устройства за счет возможности формирования управляющих сигналов, изменяющихся по различным законам.

На фиг, представлена структурная схема устройства управления источником сейсмических волн; на фиг.2 - структурная схема формирователя сигналов управления исполнительным органом.

Устройство управления источником сейсмических волн содержит источник 1 командных имп-ульсов, генератор 2 постоянной частоты, первый счетчик 3 импульсов, блок 4 сравнения кодов, блок памяти 5, второй счетчик 6 импульсов, формирователь 7 сигналов управления исполнительным органом, исполнительный орган 8, п элементов

13разнополярных импульсов, состоящий из группы элементов совпадения

14и компараторов 15, формирователь 1 сигнала установки в О счетчика

5 импульсов, формирователь 17 сигнала разрешения излучения и элемент совпадения 18. Причем первые управляю- щие ВХОДЫ формирователя 13 связаны с выходами регистра, выходы блока па

10 мяти соединены с информационными входами коммутатора 11 и информацион ными входами п - 1 триггеров регистра 12, выход коммутатора 11 соединен с информационным входом первого триг

15 гера 12, управляющие входы коммутатора 11 соединены с разрядными выходами счетчика импульсов, тактовый вход которого объединен с входами установки в О триггеров регистра

20 12, входом формирователя 16, первым входом формирователя 17 и соединен с выходом источника 1 командных импульсов, выход формирователя 17 соединен с вторыми управляющими входами

совпадения 9. Причем выход генерато- формирователя 13, выход блока срав-.

ра 2 соединен с входом первого счетчика 3, разрядные входы блока 4 соединены с вьтодами блока памяти 5 и первого счетчика 3, вход установки в О которого соединен с выходом блока 4 и входом второго счетчика 6, первый управляющий вход генератора 2 соединен с выходом источника 1, первые входы п элементов совпадения соединены с разрядными выходами вто- рого счетчика 6, выход генератора 2 соединен с первым входом формирователя 7 и дополнительным входом блока 4, адресные входы блока памяти соединены с выходами п элементов совпадения, вторые входы которых объединены и подключены к дополнительному выходу генератора 2, второй управляющий вход котвУрого соединен с дополнительным выходом второго счетчика, разрядные вькоды блока памяти соединены с входами формирователя 7, выход которого связан с входом исполнительного органа, при этом выход источника 1 подключен к входу предустановки второго счетчика и второму входу формирователя 7, а его управляющий вход связан с выходом блока 4.

Формирователь сигналов управления исполнительным органом содержит счетчик 10 импульсов, коммутатор 11 выходов блока памяти, регистр 12, состоящий из п триггеров, формирователь

13разнополярных импульсов, состоящий из группы элементов совпадения

14и компараторов 15, формирователь 1 сигнала установки в О счетчика

импульсов, формирователь 17 сигнала разрешения излучения и элемент совпадения 18. Причем первые управляю- щие ВХОДЫ формирователя 13 связаны с выходами регистра, выходы блока памяти соединены с информационными входами коммутатора 11 и информационными входами п - 1 триггеров регистра 12, выход коммутатора 11 соединен . с информационным входом первого триггера 12, управляющие входы коммутатора 11 соединены с разрядными выходами счетчика импульсов, тактовый вход которого объединен с входами установки в О триггеров регистра

12, входом формирователя 16, первым входом формирователя 17 и соединен с выходом источника 1 командных импульсов, выход формирователя 17 соединен с вторыми управляющими входами

нения кодов соединен с вторым входом формирователя 17, второй выход которого связан с одним из входов эле- . мента совпадения 18, при этом выход 30 генератора 2 соединен с вторым входом элемента совпадения 18, выход которого связан с тактовыми входами .триггеров регистра 12.

35 Рассмотрим работу устройства при формировании четвертичных кодовых последовательностей, состоящих из следующих восьми импульсных последовательностей:

(1) (2) (3) (4)

(5) (6) (7) (85

50 В скобках указаны номера последовательностей

1 - символ излучения положительного сейсмического импульса; Т - символ излучения отрицательного сейсмического импульса.

55

Для излучения этих последовательностей в ячейки блока памяти 5 записаны коды, приведенные в табл.1,

Таблица 1

Разряды считываемойинформации с блока памяти

№ ячейки блока памяти

10101010

1 1 ОО1100

01 1О0110

1 1 110000

1 о Iо0. 1 о 1

о о 11,1 1 о о

1 0010110

в табл.1 приведены коды для зна-, ков импульсов в излучаемых последовательностях, при этом 1 соответст вует положительному излучаемому им-. пульсу источником сейсмических волн, а О - отрицательному излучаемому импульсу источником сейсмических волн.

Как следует из табл. 1, нулевая ячейка блока памяти 5 не используется для формирований кодов знаков излучаемых первых импульсов в последовательностях, поскольку все Они являются положительными, вследствие этого излучение первых импульсов последовательностей осуществляется при поступлении командного импульса с источника 1, При этом в нулевую ячейку блока памяти 5 записан код числа, соответствующий периоду следования импульсов в последовательностях. Период следования импуль сов в последовательностях выбирается как правило, равным максимально допустимой частоте излучения импульсов источником сейсмических волн.

При возбуждении четвертичных импульсных последовательностей в формирователе 7 используются следующие элементы: счетчик 10 импульсов, ком

28:5Й804

мутатор 11, первый триггер регистра 12, первая ячейка формирователя 13, формирователь 16, формирователь 17 и элемент совпадения 18.

с Каждый командный импульс, подаваемый от источника 1 при необходимости излучения одной из серии импульсных последовательностей, устанавливает . в нулевое состояние первый .счетчик

fO 3 (связь на фиг.1 не показана), регистр 12, производит включение генератора 2 и установку второго счетчика 6 в единичное состояние, а также используется в качестве тактового имf- пульса для счетчика 10. При помощи формирователя 16, например, состоящего из D-триггергг, при излучении четвертичных импульсных последователь- ностей сигнал па разрешение работы

20 счетчика 10 выдается только после

окончания первого командного импульса из поступающей от источника 1 серии.

Таким образом, счетчик 10 при по25 мощи коммутатора 11 подключает в соответствии с номером излучаемой последовательности импульсов соответствующие разрядные выходы блока памяти 5 к информационному входу первого триг30 гера регистра 12. При этом в первый триггер регистра 12 записьшается код знака полярности импульса, который будет излучен источником сейсмических волн при поступлении сигна35 ла с блока 4 сравнет1ия кодов.

Формирователь Г/ вьщает выходной импульс заданной длительности как при поступлении на его первый вход командного Импульса от источника 1,

40 так и при поступлении импульса на второй его вход с выхода блока 4 сравнения кодов. С выхода формирователя 17 импульс заданной длительности поступает на соответствующие вхо45 ды элементов совпадения 14 первой ячейки формирователя 13. Вследствие этого, в зависимости от того с нулевого или единичного выхода первого триггера регистра I2 выдается 50 сигнал логической 1 на вторые

входы элементов совпадения 14, компаратором 15 первой ячейки формирователя 13 создается положительный или отрицательный импульс за55 данной длительности для подачи его на исполнительный орган 8.

При поступлении командного импульса от источника I первый триггер регистра 12 устанавливается в нулевое состояние и формирователь 17 выдает импульс на соответствующие входы элементов совпадения 14, вследствие этого импульс проходит на прямой вход компаратора 15 первой ячейки формирователя 13, с выхода которого выдается импульс положительной полярности на исполнительный орган 8, Информация о знаке полярности следующего излучаемого импульса поступает с первого разряда первой ячейки блока памяти 5, выбираемой счетчиком 6 импульсов,и будет записана в первый триггер регистра 12 сразу же после окончания сигнала запрета, поступающего на второй вход элемента совпадения 18 -с выхода фор1 рова- теля 17, поскольку через элемент совпадения 18 начнут проходить импульсы с генератора 2 на тактовый вход первого триггера регистра 12, При этом первый триггер регистра 12 ввиду того, что на его информационный вход с первого разряда первой ячейки блока памяти 5 поступает сигнал логического О, останется в нулевом положении. Вследствие этого сигнал с нулевого выхода триггера

компаратора 15 первой ячейки формирователя 13, на выходе которого получится положительный, импульс. Аналогично будут сформированы остальные

г шесть импульсов первой из четвертичных последовательностей. После сформирования последнег о импульса излучаемой последовательности с выхода второго счетчика .6 выдается сигнал

JO на остановку генератора 2.

При поступлении второго командного импульса в цикле работы источника сейсмических волн на физической точке профиля счетчик 10 переходит

15 в следующее состояние, когда вьщается код. числа единицы, а следовател

но, коды знаков импульсов излучаемой последовательности будут записьшать- ся в первый триггер регистра 12 со

20

второго разряда считьшаемого кода с ячеек блока памяти 5i Процесс дальнейшей работы устройства аналогичен вьшеописанному, Также будут сформированы остальные шесть импульсных 25 последовательностей.

Данное устройство позволяет реализовать импульсные последовательности с линейным изменением частоты или периода следования импульсов. В

разрешает вьщать первой ячейке форми- 30 этом режиме работы устройства в формирователя 13 положительный импульс при поступлении сигнала с формирователя 17,

Сигнал на выходе блока 4 форми- . следующим образом. В момент поступления командного импульса генератор 2 начинает выдавать импульсы на первый счетчик 3. При равенстве кодов чисел, считываемых с разрядных выходов первого счетчика 3 и блока памяти 5, блок 4 во время поступления разрешающего сигнала с генератора 2 (этот сигнал поступает в момент выбора нулевой ячейки блока памяти 5 при помощи элементов совпадения 9 и второго счетчика 6;импуль- сов) вьщает сигнал на установку в О первого счетчика 3, на один из вхо- дов формирователя 17 и на тактовый вход второго счетчика импульсов для .его перевода в следующее состояние (в данном случае в положение, когда на выходе вьщается код адреса второй ячейки блока памяти 5). Учитьшая, что первый триггер регистра 12 находится в нулевом состоянии, сигнал с выхода формирователя 17, полученный на основании выходного импульса блока 4, пройдет на прямой вход

рователе 7 используются формирователь 17, первая ячейка формирователя 13, При этом выход генератора 2 отклю- . чается от первого входа элемента j5 совпадения 18, а поэтому первый триг гер регистра 12 при формировании импульсной последовательности будет находиться постоянно в нулевом положении.

40

В ячейки блока памяти 5 записьша- ются коды интервалов времени между излучаемыми импульсами, а нулевая ячейка блока памяти 5 в данном ре- 45 жиме работы устройства не используется.

При формировании импульсных последовательностей с линейным измене Q нием периода или частоты следования с генератора 2 выдается разрешающий. сигнал одновременно на работу блока 4 сравнения кодов и элементов совпадения 9, поэтому блок 4 сравнива ет поступающую на него информацию с разрядных выходов первого счетчика 3 и выбираемой вторым счетчиком 6 ячейки блока памяти 5. Следовательно, при формировании импульсных

83680 6 .

компаратора 15 первой ячейки формирователя 13, на выходе которого получится положительный, импульс. Аналогично будут сформированы остальные

г шесть импульсов первой из четвертичных последовательностей. После сформирования последнег о импульса излучаемой последовательности с выхода второго счетчика .6 выдается сигнал

JO на остановку генератора 2.

При поступлении второго командного импульса в цикле работы источника сейсмических волн на физической, точке профиля счетчик 10 переходит

15 в следующее состояние, когда вьщается код. числа единицы, а следовательно, коды знаков импульсов излучаемой последовательности будут записьшать- ся в первый триггер регистра 12 со

второго разряда считьшаемого кода с ячеек блока памяти 5i Процесс дальнейшей работы устройства аналогичен вьшеописанному, Также будут сформированы остальные шесть импульсных последовательностей.

Данное устройство позволяет реализовать импульсные последовательности с линейным изменением частоты или периода следования импульсов. В

этом режиме работы устройства в формиователе 7 используются формирователь 17, первая ячейка формирователя 13, ри этом выход генератора 2 отклю- . ается от первого входа элемента совпадения 18, а поэтому первый триггер регистра 12 при формировании импульсной последовательности будет находиться постоянно в нулевом полоении.

В ячейки блока памяти 5 записьша- ются коды интервалов времени между излучаемыми импульсами, а нулевая ячейка блока памяти 5 в данном ре- жиме работы устройства не используется.

При формировании импульсных последовательностей с линейным изменением периода или частоты следования с генератора 2 выдается разрешающий. сигнал одновременно на работу блока 4 сравнения кодов и элементов совпадения 9, поэтому блок 4 сравнивает поступающую на него информацию с разрядных выходов первого счетчика 3 и выбираемой вторым счетчиком 6 ячейки блока памяти 5. Следовательно, при формировании импульсных

7

последовательностей с линейным изменением периода или частоты следования первый импульс последовательности Чзрмируется при поступлении командного импульса с источника 1 на формирователь 17, а последующие импульсы последовательности будут созданы в момент поступления сигнала с выхода блока 4 сравнения кодов на формирователь 17, Поскольку первый триггер регистра I2 находится постоянно в нулевом состоянии, формирователь 13 выдавать будет на исполнительный орган 8 положительные импульсы в необходимый момент их излучения ,

При излучении каждого импульса последовательности второй счетчик 6 передвигается в следующую позицию импульсом, поступает с выхода блока 4, таким образом будут последовательно выбираться ячейки памяти 5 для считывания с них информации о временных интервалах между излучаемыми импульсами. После излучения последнего импульса в последовательности второй счетчик 6 выдает сигнал на .генератор 2 для его остановки.

Важным преимуществом данного устройства является возможность одновременного формирования п сигналов управления для целей пространственной (трехмерной) сейсморазведки, В этом случае в формирователе 7 используются все элементы, а в блок памяти могут быть записаны, например коды приведенные в табл,2,

ц а

т а б л и

Разряды считываемой информациис блока амяти

S ячейки блока памяти

101 1 1

11011

10011

11101

10101

Продолжение табл. 2

Рая).чды считываемой ,1Н- формлции с блекл

ilUMJlTH

№ ячей- кп блока памяти

7 8

10

II

12

13

14

15

11001

10001 11110

10110 11010 1 0010 11100 10100 11000 10000

В нулевую ячейку блока памяти будет записан код интервала времени

между импульсами возбуждаемых излучателями сейсмических колебаний, С источника 1 вьщается командный импульс только в начале работы источников на физической точке профиля,

40 при этом разрешается работа генератора 2, устанавливают в нулевое состояние триггеры регистра 12 и в единичное состояние второй счетчик 6, С формирователя 16 путем его блокиров 5 ки выдается постоянный сигнал на установку в О счетчика 10 импульсов. Следовательно, через коммутатор 11 будут передаваться сигналы только с выхода первого разряда блока памяти

50 Командньш импульс с источника 1, поступая на формирователь 17, разрешает ему выдать импульс необходимой длительности на управляющие входы формирователя 13. Поскольку.

триггеры регистра 12 находятся в нулевом состоянии, то сигналы разрешения излучения пройдут через элементы совпадения 14 на прямые входы компараторов 15, а поэтому на выхоto

t5

20

ах компараторов 15 появятся положиельные импульсы, которые поступят а исполнительные органы источников сейсмических колебаний. Одновременно с формированием сигнала разрешеия излучения формирователем 17 выается сигнал на второй вход элеента совпадения 18 для запрета прохождению тактовых импульсов во время излучения импульса источником сейсмических колебаний. После излучения импульса источником сейсмических колебаний сигнал запрета на втором входе элемента совпадения 18, поступающий с выхода формирователя 17, снимается и импульсы генератора 2 начинают проходить на тактовые входы триггеров регистра 12, на информационные входы которых подаются сигналы с выходов первой ячейки блока памяти 5, В результате в ре- гистре 12 будет записан, следующий код:0,1,0,0,0 (инверсный код содержания ячейки блока памяти 5, см, табл.2). При этом импульсы с генератора 2 поступают на первый счетчик 3 для подсчета. Блок 4 сравнивает коды чисел, поступающих со счетчика- импульсов 3 и нулевой ячейки блока памяти 5, в которую записан код временного интервала между излучаемыми импульсами. Такая работа блока 4 сравнения кодов обеспечивается соответствующей подачей сигналов с генератора 2 на управляюпше входы блока 4 сравнения кодов и элементов совпадения 9. При этом обеспечивается работа блока 4 сравнения кодов во время опроса нулевой ячейки блока памяти 5. При сравнении кодов чисел, поступающих со счетчика 3 и нулевой ячейки блока памяти 5, блок 4 сравнения кодов выдает сигнал на установку в О счетчика 3, переход счетчика 6 в следующую позицию (для вьщачи кода адреса второй ячейки) и на вход формирователя 17, который выдает импульс заданной дпительности на ячейки формирователя 13. В первой, третьей, четвертой и пятой ячейках формирователя 13 поступают единичные сигналы на элементы совпадения 14, связанные с прямыми входами компараторов 15, вслед- ствие этого на соответствующих выхо- 55 новки в

дения 14 входом к его выхо импульс.

Во вр блока 4 мировате рета на дения 18 тора 2 н регистра них в эт ция, зап ка памят са запре 18 импул ходить н регистра записана со второ именно к разнопол третьем а на ост

25 ные импу сформиро сигнала ния кодо этот же

30 ку счет ка 6 в с образом импульсы равления

35 источник После фо са в пос вьщает с ра 2.

40

Форм

1. Ус ком сейс 45 источник счетчика кодов, б тоянной орган, п тоянной первого ные вход динены вого сч

50

дах формирователя 13 образуются положительные импульсы. Во второй ячейке формирователя 13 поступает единичный сигнал на элемент совпаo

5

0

55 новки в

дения 14, связанный с инверсным входом компаратора 15, а поэтому на его выходе образуется отрицатель п.1й импульс.

Во время поступления сигнала с блока 4 сравнения кодов на вход формирователя 17 он выдает сигнал запрета на второй вход элемента совпадения 18, поэтому импульсы с генератора 2 на тактовые входы триггеров регистра 12 не проходят, а поэтому в них в это время сохраняется информация, записанная с первой ячейки блока памяти. После окончания импульса запрета на элементе совпадения 18 импульсы генератора 2 начнут проходить на тактовые входы триггеров регистра 12 и таким образом будет записана информация в регистр 12 со второй ячейки блока памяти 5, а именно код: 0,0,1,0,0. Формирователь разнополярнь:х импульсов вьодает на третьем выходе отрицательный импульс а на остальных выходах положитель5 ные импульсы. Данные импульсы будут сформированы в момент поступления, сигнала с выхода блока 4 сравнения кодов на вход формирователя 17, этот же сигнал поступает на установ30 ку счетчика 3 и для перевода счетчика 6 в следующее состояние. Таким образом будут сформированы остальные импульсы последовательностей для управления исполнительными органами

35 источников сейсмических колебаний, После формирования последнего импуль са в последовательностях счетчик 6 вьщает сигнал на остановку генератора 2.

новки в

Формула изобретения

новки в

1. Устройство управления источником сейсмических волн, содержащее источник командных импульсов, два счетчика импульсов, блок сравнения кодов, блок памяти, генератор постоянной частоты и исполнительный орган, причем выход генератора постоянной частоты соединен с входом первого счетчика импульсов, разрядные входы блока сравнения кодов соединены с входами блока памяти и первого счетчика импульсов, вход уста- 0 которого соединен с вы

ходом блока сравнения к одов и входом второго счетчика импульсов, первый управляющий вход генератора постоянной частоты соединен с выходом неточника командных импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшения сейсмической эффективности устройства за счет возможности формирования управляющих сигналов, из- меняющихся по различным законам, в него введены формирователь сигналов управления исполнительным органом и п элементов совпадения, первые входы которых соединены с разрядными выхо- дами второго счетчика импульсов, выход генератора постоянной частоты соединен с первым входом формирователя сигналов управления исполнительным органом и дополнительным входом блока сравнения кодов, адресные входы блока памяти соединены с выходами п элементов совпадения, вторые входы которых объединены и подключены к дополнительному выходу генератора постоянной частоты, второй управляющий вход которого соединен с дополнительньш выходом второго счетчика импульсов, разрядные выходы блока памяти соединены свходами формирователя сигналов управления исполнительным органом, выход которого связан с входом исполнительного органа, при этом выход источника командных импульсов подключен к входу предустановки второго счетчика импульсов и второму входу формирователя сигналов управления исполнитель- ным органом, а его управляющий вход связан с выходом блока сравнения кодов,

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь сигналов управления исполнительным органом содержит счетчик импульсов, коммутатор выходов блока памяти, регистр, элемент совпадения, формиро

0 5 5

0

0

5

0

ватель сигнала установки в О счетчика импульсов, формирователь сигнала разрешения излучения и формирователь разнополярньгх импульсов, первые управляющие входы которого связаны с выходами регистра, выходы блока памяти соединены с информационными входами коммутатора выходов блока памяти и информационными входами п - 1 триггеров регистра, выход коммутатора выходов блока памяти соединен с информационным входом.первого триггера регистра, управляющие входы коммутатора выходов блока памяти соединены с разрядными выходами счетчика импульсов, тактовый вход которого объединен с входами установки в О триггеров регистра, входом формирователя сигнала установки в О счетчика импульсов, первым входом формирователя сигнала разрешения излучения и соединен с выходом источника командных импульсов-, выход формирователя сигнала установки в О счетчика импульсов соединен с установочным входом счетчика импульсов , первый выход формирователя сигнала разрешения излучения соединен с вторыми управляющими входами формирователя разнополярных импульсов, выход блока сравнения кодов соединен с вторым входом формирователя сигнала разрешения излучения, второй выход которого связан с одним из входов элемента совпадения, при этом выход генератора постоянной частоты соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого связан с тактовыми входами триггера регистра, а выходы формирователя разнополярьатх импульсов соединены с входами исполнительного органа.

Составитель Д.Заргарян Редактор М.Бандура Техред М.ХоданичКорректор С.Шекмар

- - .,«ito,e.,.,

Заказ 7433./43 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Изобретение относится к сейсмологии и сейсморазведке, а именно к системам управления импульсными источниками сейсмических волн. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности устройства за счет возможности формирования управляющих сигналов, изменяющихся по различным законам. В устройство введены формирователь сигналов управления исполнительным органом и п элементов совпадения. Введение этих элементов позволит генерировать различные управляющие импульсные последовательности без смены информации в блоке памяти. 1 з.п. ф-лы, 2 ИЛ| 2 табл. СО с N9 Х) со Од 00