Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1987 года по МПК G01V3/10 

ИчоОретенис oTHorjiTCH к шнЬорма- циl nн -lllм I итp;IЬHoй техники, проц- }i;riH,44eihi ц.чя шггигрнрования в -заданном инччфнале н1)емени случагйных им- пу.ч ьс; 11-1л ра чиоп(1иярн -.1х сигна. юв с ,Ч1 11ун) у с р с; 111 они ем речу.:1ьтата интегрир(на)111л и может быт1., нспользо- вано н 1-е(.)|1)ичнчс ской аппаратуре, iipojiiia rin.44LMinoi для поиска и исследования месторождений гюдезнмх ископ 1- емых методом переходных процессов и i ы 3 и а и и о п п ол я II и 3 а I ц 1 н .

Цел,п изоГ ротения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 П1зедставлена фуикцио- i, xej--ra устройства; }1афиг. 2- схема )асп1)еделителя импул1)Сов; на фиг. 3 - преме(И1-ле диаграммы сигна ю об1,яснян1;цие работу yCTpoiicTBa.

Устройство солержит распредеди- толь 1 импул1,со, зарядный резистор

инте1-рирую ций 3 и разрядньгй дозирующий 4 ко1 деисаторы, первый ди(1)ферен- циа.льньй усилитель 5 постоянного то- ка, восьмиканальньп ком гутатор 6, накопительный конденсатор 7 и второй дифференциальны ус {литель 8 постоян иогч; TOiva, клеммы 9 и 10 - соответственно синхрон 1зирующий и ииформа- га онны1 ВХОД, устро 1ства И клемму 1 1 . IlepBbui распределителя 1 соединен с 1ервь М и третьим входами уг равле ия коммутатора 6. торой ) распредл ;ЛИ 1-е-1 1 соеди- . i с входами 6.2, 6.4 и 6.8 управления 1.-пммутатора 6, об единенные HXO/U-I fi.5-6.7 управления которого подключены к трет,ему выходу распре- делите/ я 1 . Один вьпюд резистора 2

сое/;ине с инвертирующим входом уси- 5 и первым и четверть м анало- говы,п1 выходами коммутатора 6, а второй выв(1д резистора 2 подключен к кдемме 10. обкладка конденсатора 3 с входам 6.1, 6.2 и 6.5 коммутатора 6, а вторая обкладка конденсатора 3 к ана- 1 оговьпч входам 6.3, 6.4 и 6.6 коммутатора 6. К а шлоговым входам 6.6 и 6.8 коммутатора 6 подсоединена неза- земле {ная обкладка конденсатора 4. Неинвертирую цие входь усилителей 5 и 8 подключень к шине нулевого потенциала. Р, усилителя 5 соединен с выходами 6.10 и 6.11 коммутатора 6. Выход 6.13 коммутат(;ра 6 соединен с нулевого отен1и1ала. Выходы 6.14 и 6.15 коммутатора соединены с

0

t

g

Ь о

5

одн(;й обкладкой конденсатора 7 и

ИНВерТ руЮ ШМ ВХОДОМ УС 1ЛИТеЛЯ 8.

Л 1алоговы11 выход 6.16 коммутатора 6 с( с ВЫХОДОМ усилителя 8 и к.пеммой 1 1 .

РаспредеоЧ 1тел1) 1 импульсов (фиг. 2) содерж т квардев лй енератор 12 эталонной частоты, вьтрямите; ь 13, диод 14, резистор 15, триггеры 16-18, делители 19 I 20 частоты, счетчики 21 и 22 им- , элементь 23 совпадений, од- новибратор 24, механические переключатели 25 и 26 и дифференцирующие злемент) 27 и 28, клеммы 29-31 - соответственно первый, второй и третий в гходы распределителя.

Устройство работает следующим образом.

Пусть на клемму 10 поступает последовательность импульсов 32, а на клемму 9 - синхроимпульсы поз. 33, положительному информационному импульсу соответствует положительный синхроимпульс, а отрицательному информационному импульсу - отрицательнь й синхроимпульс .

I

По приходу положительного синхроимпульса 36 через некоторый интервал времени Г, именуемь й временем за0

держки, на первом выходе распределителя 1 образуется импульс 40 длительностью f| , равной времени интегрирования. Под действием импульса открь ваются первый и третий каналы коммутатора 6 и конденсатор 3, подключаясь через открытые каналы в отрицательной обратной связи усилителя 5, заряжается через резистор 2. В момент окончания действия импульса Г выходное напряжение на конденсаторе 3 равно:

ьг,

и.. 1

R С,

(t)dt А,,

R С,

it

где А

A(t)dt,

Cv емкость конденсатора 3, К - сопротивление резистора 2. После окончания действия импульса i. первь й и третий каналы коммутатора 6 закрываются и на конденсаторе 3 сохраняется заряд q , R ДО прихода отрицательного импульса и до появления ia втором выходе распределителя импу; ьса 4 1 . Иод действием . с второго )да распреде

лителя открываются второй, четвертый и восьмой каналы коммутатора 6. Через открытые второй и четвертый каналы коммутатора 6 конденсатор 3 подсоединяется в цепь отрицательной обратной связи усилителя 5 противоположнь да обкладками по сравнению с его включением через первый и третий каналы. Поскольку для отрицательного импуль- са включение конденсатора поменялось на противоположное (по сравнению с Бключением при поступлении на вход 10 устройство положительного сигнала), то конденсатор 3 на протяжении вре- мени действия .импульса t u с второго выхода распределителя продолжает заряжаться, и в момент окончания действия импульса на конденсаторе 3 устанавливается заряд /R.

Одновременно конденсатор 4 через открытый восьмой канал коммутатора заряжается до выходного напряжения V(i) устройства.

После окончания импульса Оц с вто- рого выхода распределителя второй, четвертый и восьмой каналы коммутатора закрываются, а на третьем выходе распределителя появляется импульс 42 Этим импульсом открываются пятый, шестой и седьмой каналы коммутатора. В результате одна обкладка конденсатора 3 через открытый пятый канал подсоединяется к шине нулевого потенциала, а вторая обкладка через откры- тый шестой канал - к инвертирующему входу усилителя 8. К этому же входу через седьмой канал подключается конденсатор 4. Разряжаясь на вход усилителя 8, конденсаторы 3 и 4 со- общают накопительному конденсату 7 заряд

uQ; ли,-С 2 A.CU /R-C,U(i-1),

где &U; - изменение выходного напряжения после действия i-й пары разнополярных входных импульсов A(t);

С - емкость конденсатора 7; U(i-1) - выходное напряжение устройства в момент прихода i-й пары импульсов. На этом один цикл, состоящий из трех тактов работы устройства, за- канчивается. Под действием ()-й пары разнополярных сигналов накопительному конденсатору сообщается заряд

Q;., ли,.,

с - (i).

Выходное напряжение U(i) будет изменяться до тех пор, пока зарядные и разрядные сигналы не станут равными по абсолютному значению, т.е. пока не закончится переходной процесс. В установившемся режиме uQ О, следовательно

Uc«

2 UАи

R Г.,

Как видно из последнего уравнения, выходное напряжение линейно зависит от усредненного значения А,, величин

Работа распределителя заключается в следующем.

Генератор 12 вырабатывает импульсную последовательность с частотой fj, const.

Синхроимпульсы 34 и 35, поступаю- 11Ц1е на клемму 9 устройства, вьшрям- ляются выпрямителем 13 и поступают на С-входы триггеров 16 и 17. Под действием очередного синхроимпульса на инверсном выходе триггера 16 устанавливается потенциал логической единицы. Этим потенциалом, поступающим на R-вход делителя 19 частоты, снимается блокировка с делителя, и последний производит деление частоты в ш раз. (Число m выбирается из условия ra/fg t,, где &t - шаг изменения Cj ) , Следовательно, на выходе делителя 19 образуется последовательность импульсов с частотой . Импульсы длительностью ut контролируются счетчиком 21. После регистрации г импульсов utj (число г устанавливается переключателем 25) на выходе дифференцирукщего элемента появляется импульс, обнуляюш 1й триггер 16, а последний обнуляет и блокирует делитель 19 и счетчик 21 до прихода следующего синхроимпульса. Задним фронтом импульса 37 длительностью Tj с выхода элемента 27 на выходе триггера 18 появляется потенциал логической единицы, который снимает блокировку с делителя 20 и счетчика 22. Делитель 20 произврдит деление частоты в р раз. Число р выбирается из условия обеспечения минимального времени

интегрирования о Максималь о

мое время интегрирования в этом случае задается емкостью К счетчика, и,

р.К следовательно, и ё-

1о

Требуемое время интегрирования устанавливается с помощью переключателя 26,

Триггер 17 вырабатывает коммутирующие импульсы 38 и 39 причем импульсная последовательность 38 формируется на прямом выходе триггера, а импульсы 39 формируются на инверсном выхо- де. Если из-за каких-либо причин произошел c6off триггера, последний возвращается в исходное состояние положительным синхроимпульсом, поступающим на S-вход триггера через диод 14 Импульсы с выходов триггера 17 поступают на первые входы элементов 23 совпадений, на вторые входы которых подаются импульсы Т с выхода триггера 18, В результате на клемма 29 об- разуется последовательность импульсов 40. Задним фронтом иг-шульса с клеммы 30 запускается одновибратор, на выходе которого формируется импульс 42.

Предложенное устройство осуществляет подавление регулярных помех с частотой, кратной частоте информационных сигналов, а также устраняет составляющую погрешности, обусловленную неидеальностью характеристик инвертора напряжения.

Формула изобретения

Устройство дпя геоэлектроразведки, содержащее коммут ор аналоговых сигналов, зарядный резистор, первый дифференциальный усилитель постоянного тока и накопительный конденсатор, в котором неинвертирующий вход первого дифференциального усилителя подключен к шине нулевого потенциала, в цепь

5 5 0

ь

0

5

отрицательной обратной связи этого усилителя включен накопительный конденсатор, а к выходу первого дифференциального усилителя, являющегося выходом устройства, подсоединен последний аналоговый выход коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит распределитель импульсов, второй дифференциальный усилитель постоянного тока, интегрирующий и разрядный дозирующий конденсаторы, причем вход распределителя импульсов является входом синхронизации устройства, первый выход распределителя импульсов соединен с первым и третьим входами управления коммутатора, второй выход распределителя соединен с вторым, четвертым и восьмым входами управления коммутатора, а объединенные пятый и седьмой входы управления коммутатора соединены с третьим выходом распределителя, к объединенным первому, второму и пятому входам коммутатора подклю- .чена одна обкладка интегрирующего конденсатора, вторая обкладка которого соединена с третьим, четвертым и |шестым входами коммутатора, к объеди- ненным седьмому и восьмому входам коммутатора подключена незаземпенная обкладка разрядного дозирующего конденсатора, инвертирующий вход второго дифференциального усилителя соединен с первым и четвертым выходами коммутатора, а также через зарядный резистор - с информационным входом устройства, неинвертирующий вход второго дифференциального усипителя подключен к шине нулевого потенциала, выход второго дифференциального усилителя соединен с вторым и третьим выходами коммутатора, пятый выход которого подключен к шине нулевого потенциала. а шестой и седьмой выходы коммутатора соединены с инвентирующим входом первого дифференциального усилителя постоянного Тока.

11

Вы код

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано в геофизической аппаратуре, предназначенной , для поиска и исследования месторождений полезных ископаемых методами переходных процессов и вызванной поляризации. Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство содержит распределитель импульсов, зарядный резистор, интегрирующий и разрядный дозирующий конденсаторы, два дифференциальных усилителя постоянного тока и восьмиканальньв коммутатор. Устройство позволяет осуществлять подавление регулярных помех с частотой, кратной частоте информационных сигналов. 3 ил. iX сл со . со со 00