Устройство для визуализации волновой информации Советский патент 1987 года по МПК G01V1/24 

Изобретение относится к технике регистрации волновых колебаний, амплитудные значения которых представляются переменными цветами на двумерном носителе, и предназначено для применения в сейсморазведке, для воспроизведения и интерпретации сей- смотрасс, а также может быть применено в виброметрии, сейсмологии и в других областях науки и техники.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона визуализируемых колебаний при ограниченной длине алфавита цветов.

На фиг.1-4 приведены примеры видов записи с различными контурными признаками; на фиг.5 - вариант изображения волны на двумерном носителе записи; на фиг.6 - схема предлагаемого устройства; на фиг.7 - схема электронного цветокодирующего блока; на фиг.8-12 - примеры формирователей вида записи.

Сигнал 1 (фиг.1-4), относящийся к одному из измерительных поддиапазонов, приведен в координатах амплитуда А и время t. Горизонталь.ные линии 2-5, являющиеся уровнями срабатывания пороговых элементов, разбивают амплитудный диапазон колебаний на данном поддиапазоне на амплитудные зоны. Зона между осью времени t и линией 2 называется нулевой, зона между Л11ниями 2 и 3 - первой, зона между уровнями 3 и 4 - второй и т.д. Изображения 6-8 на фиг.1 являются видами записи, отличающимися контурными признаками. На фиг.2 приведено десять изображений 9-18 с различными контурными признаками. В этих видах записи на участках экстремумов колебаний волны вьфабатываются импульсы временного окна 19, с помощью которых формируются цветовые площадки 20. Цвет этих площадок определяет номер амплитудной зоны, в которую попадает экстремум данного колебания. Прямоугольный контур цветовой площадки совместно с контурной линией сигнала 21 образует совокупный контурный признак каждого вида записи. На фиг.З изображены еще четыре вида записи 22-25. Здесь в формировании контурных признаков, помимо упомянутых, участвуют контурная линия 26 компрессированного сигнала 1, нулевая линия (ось времени), пороговая линия 27 расцвечивания.

Вид записи, представленный на фиг ..4, реализован в регистрирующей системе GS 34/10. Область-одного колебания, заключенная между контурной линией 26 компрессированного сигнала 1 и нулевой линией, закрашивается полностью цветом той амплитудной зоны, в которую попадает экстремум данного колебания.

На фиг.5 изображена волна, состоящая из пяти положительных и четырех отрицательных колебаний 28-36. Тонкими горизонтальными линиями указаны границы поддиапазонов, а тонкими вертикальными линиями со стрелками - сами поддиапазоны. Символом Р| (i 1, 2, ...,8) обозначен номер поддиапазона. Индекс при букве Р

совпадает с номером поддиапазона.

На фиг.5 приведено изображение . волны на цветном фотоносителе 37, направление движения которого указано стрелкой. Изображение формируется

относительно нулевой линии 38.

Устройство на фиг.6 содержит источник 39 входного сигнала, двоичный дешифратор 40 с Р выходами, П-входо- вой элемент ИЛИ 41, Р формирователей

42.1-42.Р вида записи (ФВЗ), Р аналоговых ключей 43.1-43.Р с управлением, ЗР-входовой строенный мультиплексор 44, электронный цветокодирующий блок 45,-Т элементов 2И-НЕ 46.1-46.Т, Т-входовой элемент И-НЕ 47, резистор 48, усилитель 49 яркости, блок 50 развертки, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 51, цилиндрическую линзу 52, фотобарабан 53 с закрепленным на его

боковой поверхности цветным фотоносителем 37, генератор 54 пилообразного напряжения, формирователь 55 коротких импульсов, кольцевой счетчик на три 56 с тремя управляющими выходами,

формирователь 57 ступенчатого напряжения, парафазный усилитель 58 вертикального отклонения, усилитель 59 с дискретно управляемым коэффициентом усиления и парафазный усилитель

60 горизонтального отклонения. На экране ЭЛТ нанесены три горизонтальные полосы люминофоров синего 61, зеленого 62 и красного 63 цветов излучения. На фотоносителе 37 формируется изображение 64.

Аналоговый выход 65 мантиссы источника 39 входного сигнала соединен с сигнальными входами ФВЗ 42.1-42.Р,

10

20

3 . 1347058 цифровая выходная шина 66 порядка источника 39 входного сигнала подключена к входной информационной шине дешифратора 40 и к входной адресной шине строенного мультиплексора 44, выходы дешифратора 40 соединены с управ- . ляюш;ими входами соответствующих аналоговых ключей 43.1-43.Р, П и Р выходы дешифратора 40 (П Р) соединены с входами П-входового элемента ИЛИ 41, а Т его выходов (Т Р) - со вторыми входами элементов 2И-НЕ 46.1- 46.Т, первый 67 и второй 68 входы формирования контурных признаков ФВЗ 42.1-42.Р подключены к выходам соответственно генератора 54 и формирователя 55, первый 69, второй 70 и третий 7 входы управления цветом ФВЗ - соответственно к первому, второму и третьему управляюш им выходам кольцевого счетчика на три 56, сигнальные выходы 72.1-72.Р ФВЗ - к сигнальным входам соответствунлцих аналоговых ключей 43.1-43.Р, первые 73.1-73.Р, вторые 74.1-74.Р и третьи 75.1-75.Р выходы управления цветом ФВЗ - к соответствующим информационным входам встроенного мультиплексора 44 , Т из Р выходов формирования контурных признаков 76.1-76.Р соответствующих ФВЗ - к первым входам элементов 2И-НЕ 46.1-46.Т, первый (сигнальный) 77 вход электронного цвето- кодирующего блока 45 соединен с выходами аналоговых ключей 43.1-43.Р, второй 78, третий 79 и четвертый 80 входы (управления цветом) электронного цветокодирующего блока 45 соединены с соответствующими выходами строенного мультиплексора 44, выход 81 электронного цветокодирующего блока 45 непосредственно, а выход Т- входового элемента И-НЕ 47 через реЭлектронный цветокодирующий блок 45 включает (фиг.7). амплитудный анализатор, состоящий из входного делителя на резисторах 85-92, в точках деления которого подключены входы пороговых элементов 93-99, элементы ИЛИ 100-103, элементы ЗИ 104-110, выходы которых через весовые резисторы 111-117 подключены к суммирующему резистору 118 и выходу 81 блока. При этом первый вход блока 77 подключен к резистору 85, прямые выходы пороговых элементов 93-99 соединены с первы15 ми входами элементов ЗИ 104-110 соответственно, второй вход 78 блока сое- ,динен с первыми входами элементов ИЛИ 100, 101, 103 и вторым входом элемента ЗИ 105, третий вход 79 - с вторыми входами элементов ИЛИ 100, 101, элемента ЗИ 107 и с первым входом элемента ИЛИ 102, четвертый вход 80 - с вторыми входами элементов ИЛИ 102, 103, элемента ЗИ 109 и с третьим вхо25 дом элемента ИЛИ 100, инверсные выходы пороговых элементов 94-99 соединены с третьими входами элементов ЗИ 104-109 соответственно.

Формирователь 42 вида запис-н

30 (фиг.8) состоит из двухполупериодно- го выпрямителя 119, вход которого соединен с сигнальным входом 65, а выход - с сигнальным выходом 72, и трех проводников, которые соединяют входы

2g 69-71 управления цветом с выходами 73-75 управления цветом соответственно, входы 67, 68 и выход 76 формиро- вания контурных признаков не используются .

ФВЗ (фиг.9) содержит также двусторонний усилитель-ограничитель 120 с первым 121 и вторым 122 выводами, од- новибратор 123 с прямым и инверсным

40

выходами, элементы 2И-НЕ 124-126 и зистор 48 подключены к входу усилите- элементы 2И.127-129, причем сигнальля 49 яркости, выход которого соединен с модулятором 82 ЭЛТ 51, выходы элементов 2И-НЕ 46.1-46,Р подключены ко входам Т-входового элемента И-НЕ 47. Генератор 54, формирователь 55, кольцевой счетчик 56, формирователь 57 и парафазный усилитель 58 соединены последовательно, а выходы последнего подключены к вертикально откло50

ный вход 65 соединен с входами двух- полупериодного выпрямителя 119, двустороннего усилителя-ограничителя 120, выходы 121 и 122 которого подключены к первому и второму входам элементов 2И-НЕ 125 и 124 соответственно, первый вход элемента 2И-НЕ

124 и второй вход элемента 125 соединены соответственно с прямым и ии- няющим пластинам 83 ЭЛТ 51. Выход ге- gg версным выходами одновибратора 123, нератора 54 связан через усилитель а выходы их через элементы 2И-НЕ 126 59 и парафазный усилитель 60 с горизонтально отклоняющими пластинами 84

с первыми входами элементов 2И 127- 129, вход 68 формирования контурных признаков подключен к входу одновибЭЛТ 15.

0

0

7058

Электронный цветокодирующий блок 45 включает (фиг.7). амплитудный анализатор, состоящий из входного делителя на резисторах 85-92, в точках деления которого подключены входы пороговых элементов 93-99, элементы ИЛИ 100-103, элементы ЗИ 104-110, выходы которых через весовые резисторы 111-117 подключены к суммирующему резистору 118 и выходу 81 блока. При этом первый вход блока 77 подключен к резистору 85, прямые выходы пороговых элементов 93-99 соединены с первы15 ми входами элементов ЗИ 104-110 соответственно, второй вход 78 блока сое- ,динен с первыми входами элементов ИЛИ 100, 101, 103 и вторым входом элемента ЗИ 105, третий вход 79 - с вторыми входами элементов ИЛИ 100, 101, элемента ЗИ 107 и с первым входом элемента ИЛИ 102, четвертый вход 80 - с вторыми входами элементов ИЛИ 102, 103, элемента ЗИ 109 и с третьим вхо25 дом элемента ИЛИ 100, инверсные выходы пороговых элементов 94-99 соединены с третьими входами элементов ЗИ 104-109 соответственно.

Формирователь 42 вида запис-н

30 (фиг.8) состоит из двухполупериодно- го выпрямителя 119, вход которого соединен с сигнальным входом 65, а выход - с сигнальным выходом 72, и трех проводников, которые соединяют входы

2g 69-71 управления цветом с выходами 73-75 управления цветом соответственно, входы 67, 68 и выход 76 формиро- вания контурных признаков не используются .

ФВЗ (фиг.9) содержит также двусторонний усилитель-ограничитель 120 с первым 121 и вторым 122 выводами, од- новибратор 123 с прямым и инверсным

40

выходами, элементы 2И-НЕ 124-126 и элементы 2И.127-129, причем сигналь

ный вход 65 соединен с входами двух- полупериодного выпрямителя 119, двустороннего усилителя-ограничителя 120, выходы 121 и 122 которого подлючены к первому и второму входам элементов 2И-НЕ 125 и 124 соответственно, первый вход элемента 2И-НЕ

124 и второй вход элемента 125 соединены соответственно с прямым и ии- версным выходами одновибратора 123, а выходы их через элементы 2И-НЕ 126

с первыми входами элементов 2И 127- 129, вход 68 формирования контурных признаков подключен к входу одновибратора 123, входы 69-71 управления цветом -. к вторым входам элементов 2И 127-129 соответственно, выход двухполупнродного выпрямителя 119 является сигнальным выходом 72 ФВЗ, выходы элементов 2И 127-129 являются выходами управления цветом 73-75 соответственно, вход 67 и выход 76 формирования контурных признаков не используются,

ФВЗ (фиг.10) содержит устройство 130 задержки аналогового сигнала, экстрематор 131, причем сигнальный вход 65 подключен к входам экстрема- тора 13 и устройства 130 задержки, выход 132 которого через двухполупе- риодный выпрямитель 119 соединен с сигнальнь1м выходом 72 ФВЗ, выход экстрематора 131 соединен с первыми входами элементов 2И 127-129, к вторым входам которых присоединены входы 69-71 управления цветом, а выходы их соединены с выходами 73-75 управлния цветом соответственно, входы 67, 68 и выход 76 формирования контурных признаков не используются.

ФВ (фиг,11) содержит одновибра- тор 133, элемент ЗИ 134 и узел 135, схема которого соответствует схеме, приведенной на фиг.10, Сигнальный вход 65 ФВЗ 42 соединен с сигнальным входом узла 135, выход 132 узла 135 подключен к входу двустороннего усилителя-ограничителя 120, первый выход 121 которого соединен с первым входом элемента ЗИ 134, второй вход которого подключен к инверсному выходу одковибратора 133, третий вход к первому входу 69 управления цветом дд Н/2. Изображение 8 отличается от двух ФВЗ, а выход - к выходу 76 формирова- предыдущих более усложненным конту- ния контурных признаков, вход 68 фор- ром, позволяющим различить положитель- мирования контурных признаков соединен ные и отрицательные колебания, с входом одновибратора 133, входы 69- Контуры цветовых площадок 20 на ви- 71 управления цветом ФВЗ 42 соединены jg дах записи 9-18 (фиг.2) одинаковы и с входами 135 управления цветом узла, представляют собой прямоугольники, а сигнальный выход 72 и выходы 73- 75 управления цветом узла 135 (фиг.10) являются соответственно сигнальным выходом 72 и выходами 73-75 управления цветом ФВЗ фиг.11.

ФВЗ (фиг.12) содержит также компрессор 136, компаратор 137, одновиб- раторы 138, 139, элемент 2И 140 и узел 141, схема которого отличается

от схемы, приведенной на фиг,10 толь- отсутствием фронтов. В изображении

I1 нет горизонтальных участков, а в изображении 12 контурная линия сигнала совсем не формируется. Изображе50

55

высота которых принимает значения Н, Н/2, Н/4. Контурная линия сигнала 2 изображения 9 включает фронты, формируемые на участках пересечения регистрируемым сигналом нулевой линии, и положительные и отрицательные участки, соответствующие положительным и отрицательным колебаниям. Изображение 10 отличается от предыдущего

ко тем, что вместо элементов 2И 127- 129 применены элементы ЗИ, причем сигнальньшвход 65 ФВЗ (фиг. 12) явля47058

ется входом узла 141 (фиг.10), выход, 132 узла 141 (фиг.12) соединен с входами двустороннего усилителя-ограничителя 120 и компрессора 136, первый вход компаратора 137 подключен к выходу компрессора 136, второй его вход - к входу 67 формирования контурных признаков, прямой выход - к

Q входу одновибратора 139, инверсный выход - к второму входу элемента ЗИ 134, выход 121 усилителя-ограничителя 120 соединен с первым входом элемента ЗИ, третий вход которого под15 ключен к инверсному выходу одновибратора 138, а выход элемента ЗИ, 134 - к третьим входам элементов ЗИ 127-129 (фиг.10) узла 141, выход одновибратора 139 соединен с первым входом

2Q элемента 2И 140, к второму входу

которого подключен вход 69 управления цветом, а выход элемента 2И 140 является выходом 76 формирования контурных признаков ФВЗ, второй вход 68

25 формирования контурных признаков подключен к входу одновибратора 138 сигнальный выход 72 и выходы 73-75 управления цветом узла 141 (фиг.10) являются соответственно сигнальным

30 выходом 72 и выходами управления цветом ФВЗ 42 (фиг.12),

Вид записи 6 на фиг.1 - это дорожка переменного цвета с высотой Н. Разные типы, штриховок на участках дорожки указывают на различные цвета соответствующих амплитудных зон. Изображение 7 отличается от предыдущего только высотой дорожки, которая здесь равна

дд Н/2. Изображение 8 отличается от двух предыдущих более усложненным конту- ром, позволяющим различить положитель ные и отрицательные колебания, Контуры цветовых площадок 20 на ви- jg дах записи 9-18 (фиг.2) одинаковы и представляют собой прямоугольники,

отсутствием фронтов. В изображении

50

55

высота которых принимает значения Н, Н/2, Н/4. Контурная линия сигнала 2 изображения 9 включает фронты, формируемые на участках пересечения регистрируемым сигналом нулевой линии, и положительные и отрицательные участки, соответствующие положительным и отрицательным колебаниям. Изображение 10 отличается от предыдущего

ние 13 уменьшено по высоте в два раза по сравнению с изображением 9. Изображение 14 отличается от изображения 9 тем, что цветовая площадка имеет высоту Н/2, Изображения 15-17 являются частными случаями изображения 14 и отличаются видом контурной линии сигнала 21. Изображение 18 уменьшено по высоте в два раза по сравнению с изображением 14. На фиг.2 представлено 10 видов записи.Благодаря уменьшению изображений 10-12 и 15-17 в два раза по высоте можно получить еще 6 изображений, а всего - 16 видов записи, отличающихся контурными признаками.

Контурные линии сигнала 26 на видах записи 22-25 (фиг.З) получаются пос- ле компрессирования сигнала 1, В изображении 22 пороговая линия 27 расцвечивания совпадает с нулевой линией, а в изображении 23 пороговая линия расцвечивания сдвинута от нулевой линии вверх для положительных и вниз для отрицательных колебаний. В видах записи 24 и 25 на участках экстремумов колебаний формируются цветовые площадки 20. Изображение 25 отличается от изображения 24 сдвигом пороговой линии 27 расцвечивания, как и для изображения 23.

Виды записи, представленные на фиг.1-3, могут быть сформированы в предлагаемом устройстве, а вид записи, изображенный на фиг.4, сложнее в реализации.

Построение волны на фиг,5 позволяет показать достаточно большое число колебаний. Положительное колебание 28 изображается на носителе 37 записи видом записи 9 (фиг.2), отрицательное колебаний 29 - видом записи 10, колебание 30 - видом записи 17,

10

20

колебания определяются знак колеба ния и по шкале контурных признаков номер поддиапазона Р.

Источник 39 входного сигнала (фиг.6) представляет собой блок вы вода из ЭВМ, состо ящий из регистро порядка и мантиссы и цифроаналогово преобразователя, цифровые входы ко рого соединены с оответствующими вы ходами регистра мантиссы. Выход циф роаналогового преобразователя явля ся аналоговым выходом 65 источника 39 входного сигнала. Выходы регистр

15 порядка образуют цифровую шину 66 п рядка источника 39 входного сигнал Входы регистров порядка и мантиссы образуют входную цифровую шину (по казанную пунктиром) источника 39 входного сигнала, которая подключа ся к серийной ЭВМ.

Устройство (фиг.6) работает следу mjiM образом.

Аналоговый сигнал с выхода 65 ис25 точника 39 поступает на сигнальные входы ФВЗ 42.1,...,42.Р. ФВЗ посто но находятся в рабочем состоянии. G сигнальных выходов 72.1,...,72.Р ФВЗ 42.1,...42.Р снимается аналого

30 информация, поэтому эти выходы ФВЗ переключаются ,с помощью аналоговых ключей 43.1,...,43.Р с управлением На остальных выходах 73.1-73.Р, 74 74.Р, 75.1-75.Р, 76.1-76.Р ФВЗ 42. 42.Р вырабатывается двоичная цифровая информация, поэтому эти выходы ФВЗ переключаются с помощью двоичны цифровых элементов: строенного мул плексора 44 и элементов 2И-НЕ 46.1- 46.Т. Сигналы для переключения выхо дов ФВЗ вырабатываются в источнике 39 входного сигнала, которые в вид двоичных цифровых кодов поступают п шине 66 порядка (или шине кода номе

35

40

колебание 31 - видом записи 15, коле- д ра поддиапазона) на информационную

бание 32 - видом записи 13, колебание 33 - видом записи 15 с уменьшенным в два раза по высоте изображением, колебания 34 и 35 (оба колебания попали в один поддиапазон) - видом записи 25 (фиг.З) и колебание 36 - видом 3 аписи 24.

Определение значения амплитуды колебания по изображению волны производят следующим образом.

По цвету цветовой площадки 20 для рассматриваемого колебания с помощью шкапы цветов находится абсолютное значение мантиссы М. По изображению

50

55

входную шину 40 двоичного дешифрато ра и адресную входную шину строенно го мультиплексора 44. В зависимости от кода номера поддиапазона активиз руется один из выходов дешифратора 40 и активный сигнал с него подаетс на управляющий вход соответствующе аналогового ключа 43.1-43.Р с управ лением и переключает ключ в состояние с малым переходным сопротивле нием. Аналоговый сигнал с одного из сигнальных выходов 72.1,...,72.Р выбранного ФВЗ в соответствии с ном ром поддиапазона проходит через вкл

0

колебания определяются знак колебания и по шкале контурных признаков - номер поддиапазона Р.

Источник 39 входного сигнала (фиг.6) представляет собой блок вывода из ЭВМ, состо ящий из регистров порядка и мантиссы и цифроаналогового преобразователя, цифровые входы которого соединены с оответствующими выходами регистра мантиссы. Выход цифроаналогового преобразователя является аналоговым выходом 65 источника 39 входного сигнала. Выходы регистра

5 порядка образуют цифровую шину 66 порядка источника 39 входного сигнала. Входы регистров порядка и мантиссы образуют входную цифровую шину (показанную пунктиром) источника 39 входного сигнала, которая подключается к серийной ЭВМ.

Устройство (фиг.6) работает следую- mjiM образом.

Аналоговый сигнал с выхода 65 ис5 точника 39 поступает на сигнальные входы ФВЗ 42.1,...,42.Р. ФВЗ постоянно находятся в рабочем состоянии. G сигнальных выходов 72.1,...,72.Р . . ФВЗ 42.1,...42.Р снимается аналоговая

0 информация, поэтому эти выходы ФВЗ переключаются ,с помощью аналоговых ключей 43.1,...,43.Р с управлением. На остальных выходах 73.1-73.Р, 74.1- 74.Р, 75.1-75.Р, 76.1-76.Р ФВЗ 42.1- 42.Р вырабатывается двоичная цифровая информация, поэтому эти выходы ФВЗ переключаются с помощью двоичных цифровых элементов: строенного мультиплексора 44 и элементов 2И-НЕ 46.1- 46.Т. Сигналы для переключения выходов ФВЗ вырабатываются в источнике 39 входного сигнала, которые в виде двоичных цифровых кодов поступают по шине 66 порядка (или шине кода номе5

0

д ра поддиапазона) на информационную

50

55

входную шину 40 двоичного дешифратора и адресную входную шину строенного мультиплексора 44. В зависимости от кода номера поддиапазона активизируется один из выходов дешифратора 40 и активный сигнал с него подается на управляющий вход соответствующего аналогового ключа 43.1-43.Р с управлением и переключает ключ в состояние с малым переходным сопротивлением. Аналоговый сигнал с одного из сигнальных выходов 72.1,...,72.Р выбранного ФВЗ в соответствии с номером поддиапазона проходит через вклю10

15

20

ченный ключ и подается на первый вход 77 электронного цветокодирующего блоа 45 для дальнейшей обработки. Одновременно в соответствии с двоичным цифровым кодом номера поддиапазона на три выхода строенного мультиплексора 44 поступают сигналы в двоичном цифровом коде с одной из групп из трех выходов 73.1, 74.1, 75.1, 73.2, 74.2, 75.2, 73.Р, 74.Р, 75.Р. управления цветом выбранного ФВЗ, причем цифровой сигнал с одного из выходов 73.1, 73.2,...73.Р поступает на выход 78, цифровой сигнал с одного из выходов 74.1, 74.2,...,74.Р на выход 79 и цифровой сигнал с одного из выходов 75.1, 75.2,...,75.Р - на выход 80 встроенного мультиплексора 44. Сигналы с выходов встроенного мультиплексора 44 подаются на второй, тре-- тий и четвертый входы электронного цветокодирующего блока 45.

Сигналы логической единицы с некоторых выходов дешифратора 40 поступа- 25 т также на входы П-входового элемен- та ИЛИ 41 и на вторые входы элементов 2И-НЕ 46.1,...46.Т. Активный сигнал с выхода элемента ИЛИ 41 подается на управляющий вход усилителя 59 и сниает его коэффициент усиления в два аза, что приводит к такому же уменьению по высоте изображения колебания волны на носителе записи.

На первые входы элементов 2И-НЕ 46.I,...,46.Т поступают двоичные цифровые сигналы с некоторых выходов формирования контурных признаков 76.1,.. .,76.Р ФВЗ 42.1, . . .,42:Р. В соответствии с кодом номера поддиапазона сигналом логической единицы с выхода дешифратора 40 один из элементов 2И-НЕ 46.I,...,46.Т оказывается подготовленным к переключению и обеспечивает прохождение сигнала с соответствующего выхода формирования контурных признаков ФВЗ. Сигналы низкого уровня с выходов элементов 2И-НЕ 46.1,...,46.Т подаются на входы Т-входового элемента И-НЕ 47, который ля сигналов низкого уровня выполняет функцию РШИ-НЕ. Сигналы высокого уровня с выхода элемента И-НЕ 47 поступают через резистор 48 на вход уси-

4g gQ

30

35

40

лителя 49 яркости, обеспечивая управ- gg элемента ИЛИ 41, то выбранный ФВЗ ления излучением ЭЛТ 51 по модулято- 42.2 формирует изо.бражение 6 (фиг.1).

Аналоговый сигнал мантиссы Поступает по входу 65 на двухполупериодный выру 82 в нужные моменты времени.

Узел 50 развертки вырабатывает необходимые развертывающие сигналы.

прямитель 119. Выпрямленный сигнал с

5

5

сигналы формирования контурных признаков, подаваемые на входы 67, 68 ФВЗ 42.1,. ..,42.Р, и сигналы управления цветом, формируемые на выходах 69-71 кольцевого счетчика 56 и необходимые для управления работой ФВЗ 42.1,...,42.Р и электронного цветокодирующего блока 45.

Напряжение горизонтальной развертки с выхода генератора 54 подается через усилитель 59 и через парафазный усилитель 60 на горизонтально отклоняющие пластины 84. Узкие импульсы, вырабатываемые формирователем 55 во время обратного хода развертывающего напряжения генератора 54, запускают кольцевой счетчик на три 56. Тактовые прямоугольные импульсы, которые являются одновременно сигналами управле- -ния цветом, вырабатываемые на выходах 69-71 -кольцевого счетчика 56, поступают на формирователь 57 на три ступеньки. Через парафазный усилитель 58 ступенчатое напряжение подается на вертикально отклоняющие пластины 83.

Элементарный цикл регистрации состоит из трех равных по времени так- тов, создаваемых на управляющих выходах 69-71 кольцевого счетчика 56. Когда на выходе 69 формируются импульсы первого такта, то зто соответствует прохождению электронного пучка по полосе 61 люминофора синего цвета излучения. Аналогично импульсам второго и третьего тактов соответствует прохождение электронного пучка по полосам люминофоров зеленого 62 и красного 63 цветов излучения.

Работу электронного цветокодирующего блока 45 (фиг.7) рассмотрим для случая, когда выбран второй поддиапазон Pj 2. При этом активизируется g второй выход дешифратора 40,- встроенный мультиплексор 44 переключается на второй канал и выбранным оказывается ФВЗ 42.2. Пусть этот ФВЗ выполнен . по схеме, изображенной на фиг.8. Q Тогда выход формирования контурных признаков (76 на фиг.8, 76.2 на фиг.6) оказывается незадействованным. Поскольку второй выход дешифратора 40 не присоединен к входу П-входового

0

5

0

прямитель 119. Выпрямленный сигнал с

выхода 72,2 ФВЗ 42,2 проходит через открытый аналоговый ключ 43,2 и по- . дается на вход 77 электронного двето- кодирующего блока 45, В момент времени, когда сработали пороговые элементы 93, 94 и 95 (фиг,7) при поступлении выпрямленного сигнала мантиссы, на прямых выходах сработавших пороговых элементов будут высокие уровни напряжения, которые подаются на первые входы элементов ЗИ 104-106, Однако на третьи входы элементов 104 и

Дорожка переменного цвета высоты Н расположена симметрично относительно нулевой линии (оси времени), Для формирования изображения 7 с высотой Н/2 используется ФВЗ по рассмотренной схеме (фиг,8), Но в этом случае выход дешифратора 40 на соответствующем поддиапазоне подключается к входу П-входового элемента ИЛИ 41, активным сигналом с выхода которого снижается в два раза коэффициент усиле105 поданы низкие уровни напряжения с инверсных выходов сработавших поро- 15 ия усилителя 59 в канале горизон- говых элементов 94 и 95, а на третий тального усиления. При этом получает- вход элемента 106 подан высокий уро- ся изображение 7 на фотоносителе 37, вень напряжения с инверсного выхода уменьшенное в два раза по высоте по несработавшего порогового элемента отношению к изображению 6 и располо- 9i6. В результате подготовленным к пе- 20 женное симметрично относительно условреключению оказался только элемент ЗИ 106, который переключится тогда, когда на второй его вход будет подан высокий уровень напряжения с элемента ИЛИ 101. В этом случае на выходе элемента 06 будет высокий уровень напряжения, который через весовой резистор 113 поступает на суммирующий резистор 118 и на вход усилителя 49 яркости (фиг,6),

Тактовые сигналы с выходов кольцевого счетчика на три 56, поданные на входы 69-71 управления цветом ФВЗ 42,2, которые одновременно являются выходами 73.2,74,2, 75.2 управления цветом (фиг.6 и фиг,8) ФВЗ 42,2, подаются через включенный второй канал встроенного мультиплексора 44 на входы 78-80 электронного цветокодирую- щего блока 45, К входам элемента ИЛИ 101 (фиг,7) подключены входы 78 и 79, поэтому в течение элементарного цикла регистрации на экране ЭЛТ высветятся линии синего и зеленого цветов.

На фиг.1 случаю, когда сработал пороговый элемент 95, соответствует третья амплитудная зона между уровнями 4 и 5 срабатывания. На цветном фотоносителе 37 (фиг.5, 6) линии синего и зеленого цветов объединяются в одну линию с помощью цилиндрической линзы 52, а цвет их смеси условно показан крестообразной штриховкой.

Если необходимо увеличить число

ной нулевой линии.

I

ФВЗ по схеме, показанной на фиг.9,

обеспечивает формирование изображе- 25 ния 8 на фиг.1. Для различения на изображении положительных и отрицательных колебаний в данном ФВЗ применены двусторонний усилитель-ограничитель 120 с выходами 121 и 122 и 30 одновибратор 123. По входным импуль- . сам 68 с формирователя 55 коротких импульсов (фиг.6) на выходах одновибг ратора 123 вырабатываются положительные импульсы: на прямом выходе - импульсы, занимающие по длительности первую половину каждого тактового импульса, и на инверсном выходе - импульсы, занимающие по длительности вторую половину каждого тактового импульса. С выхода 121 двустороннего усилителя-ограничителя 120 снимаются положительные импульсы, соответствующие положительным колебаниям аналогового сигнала, а с выхода 122 - им- g пульсы, соответствующие отрицательным колебаниям сигнала. Низ .цветовой дорожки соответствует началу тактового импульса, а верх дорожки - концу тактового импульса. На выходе элемента 2И-НЕ 125 вырабатывается последо35

40

50

вательность импульсов низкого уровня во время положительного колебания волны, причем каждый импульс формируется в течение второй половины длитель- gg ности каждого такта. Аналогична на амплитудных зон, то увеличивают число выходе элемента 2И-НЕ 124 вырабаты- резисторов в делителе и число порого- вается последовательность импульсов вых элементов, вводят дополнительные низкого уровня во время отрицательно- элементы ИЛИ, ЗИ и весовые резисторы, го колебания волны, причем каждый

иные по сопротивлениям, чем резисторы 111-117,

Дорожка переменного цвета высоты Н расположена симметрично относительно нулевой линии (оси времени), Для формирования изображения 7 с высотой Н/2 используется ФВЗ по рассмотренной схеме (фиг,8), Но в этом случае выход дешифратора 40 на соответствующем поддиапазоне подключается к входу П-входового элемента ИЛИ 41, активным сигналом с выхода которого снижается в два раза коэффициент усиле

ия усилителя 59 в канале горизон- тального усиления. При этом получает- ся изображение 7 на фотоносителе 37, уменьшенное в два раза по высоте по отношению к изображению 6 и располо- женное симметрично относительно условной нулевой линии.

I

ФВЗ по схеме, показанной на фиг.9,

обеспечивает формирование изображе- 5 ния 8 на фиг.1. Для различения на изображении положительных и отрицательных колебаний в данном ФВЗ применены двусторонний усилитель-ограничитель 120 с выходами 121 и 122 и 0 одновибратор 123. По входным импуль- . сам 68 с формирователя 55 коротких импульсов (фиг.6) на выходах одновибг ратора 123 вырабатываются положительные импульсы: на прямом выходе - импульсы, занимающие по длительности первую половину каждого тактового импульса, и на инверсном выходе - импульсы, занимающие по длительности вторую половину каждого тактового импульса. С выхода 121 двустороннего усилителя-ограничителя 120 снимаются положительные импульсы, соответствующие положительным колебаниям аналогового сигнала, а с выхода 122 - им- g пульсы, соответствующие отрицательным колебаниям сигнала. Низ .цветовой дорожки соответствует началу тактового импульса, а верх дорожки - концу тактового импульса. На выходе элемента 2И-НЕ 125 вырабатывается последо5

0

0

вательность импульсов низкого уровня во время положительного колебания волны, причем каждый импульс формирует13

импульс формируется в течение первой половины, длительности каждого такта.. Элемент 2И-НЕ 126 для сигналов низкого уровня обеспечивает функцию 2ИЛИ- НЕ. Элементы 2И 127-129 по тактовым сигналам 69-71 выделяют сформированные импульсы с элемента 126, выделенные импульсы 73-75 высокого уровня с выходов элементов 127, 128, 129 направляются через мультиплексор 44 в электронный цветокодирующий блок 45. Таким образом, ФВЗ, реализованный по схеме фиг.9, производит гашение светового луча ЭЛТ при формировании ннж- 15 ти, обеспечивая высвечивание конечных

ней половины дорожки для положительных колебаний волны и при формировании верхней половины дорожки для от-, рицательных колебаний волны.

ФВЗ, схема которого приведена на фиг,10, формирует цветовые площадки 20 (фиг.2 и фиг.5). Аналоговый сигнал

с входа 65 задерживается устройством 130 задержки аналогового сигнала на половину длительности импульса временного окна, формируемого на выходе экстрематора 131. С выхода экстрема- тора 131 импульсы временного окна высокого уровня подаются на первые вхо дь1 элементов 2И 127-129. На выходах этих элементов импульсы 73-75 высокого уровня существуют только в течение длительности временного окна, обеспечивая формирование цветовых площадок 20.

Формирование изображения 10 (фиг.2) для положительных колебаний волны осуществляется ФВЗ, схема которого .показана на фиг.11. Формирование цветных площадок 20 здесь производится узлом 135 аналогично описанному. Для формирования контурной линии сигнала 21 (фиг.2) введены одновибратор 133 и элемент ЗИ 134. Одновибратор 133

по поступлению импульсов 68 вырабаты- компаратора 137 на его прямом выхо- вает на инверсном выходе узкие импуль- де вырабатьшаются положительные имсы в конце каждого такта. Эти импульсы поступают на второй вход элемента ЗИ 134, на первый вход которого подаются положительные импульсы 121 с выхода двустороннего усилителя-ограничителя 120, соответствующие положи- : тельным колебаниям задержанного сигнала 132, а на третий вход - импульсы первого такта с входа 69, соответствующие прохождению электронного пучка по полосе люминофора синего цвета. С выхода элемента 134 снимают -; ся положительные импульсы 76. Предпо

705814

ложим, что рассматриваемый ФВЗ - это ФВЗ 42.1 на фиг,6 и что включен первый поддиапазон. Тогда элемент 2Й-НЕ 46.1 сигналом логической единицы с первого выхода дешифратора.40 подготовлен к переключению. Сигналы высокого уровня с выхода 76.1 формирования контурных признаков ФВЗ 42.I 1Q (фиг.6) переключают элемент 46.1 и поступают на первый вход Т-входового элемента И-НЕ 47, сигналы логической единицы с которого подаются через резистор 48 на вход усилителя 49 яркосучастков прямых ходов генератора 54 пилообразного напряжения только на полосе люминофора синего цвета. Яркость синего цвета определяется сопротивлением резистора.48.

Формирование контурной линии сигнала 21 в виде записи 10 (фиг.2) для отрицательных колебаний сигнала 1 осуществляется аналогичным образом.

При этом используется выход 122 двустороннего усилителя-ограничителя 120 (фиг.11) и вводятся в схему ФВЗ второй одновибратор и второй элемент ЗИ.

Задержанный аналоговый сигнал с выхода 132 узла 141 поступает на входы компрессора 136 и двустороннего усилителя-ограничителя 120. Компрессированный сигнал подается на первый

вход компаратора 137, на второй вход которого подаются импульсы напряжения с генератора 54 пилообразного напря- жения (фиг.6). Применяемый в рассматриваемом ФБЗ метод формирования изображения требует выполнения условия, чтобы размах пилообр азного напряжения был не меньше размаха напряже- . НИЛ с выхода компрессора. В момент сравнения этих напряжений на -входе

0

5

пульсы, задний фронт которых формируется во время обратного хода пилообразного напряжения. На инверсном выходе компаратора вырабатываются положительные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде компрессированного сигнала. На инверсном выходе одновибратора 138 вырабатываются в конце каждого такта положительные импульсы, длительность которых меньше половины длительности такта и определяет необходимый уровень пороговой линии 27 расцвечивания

на изображении 25 (фнг.З) для положительных колебаний волны. По совпаде-- .нию положительных импульсов на выходе элемента ЗИ 1 34 формируются положительные импульсы, которые поступают в узел 141, обеспечивая формирование цветовых площадок 20 в виде записи

25для положительных импульсов. Для формирований контурной линии сигнала

26используется одновибратор 139, который запускается в моменты сравнения напряжений передними фронтами положительных импульсов. Из импульсов, снимаемых с выхода одновибратора 139, с помощью элемента 2И 140 вьще- ляются импульсы, соответствующие люминофору синего цвета свечения. Импульсы 76 проходят через один из.подготовленных к переключению на соответствующем поддиапазоне элементов 2И-НЕ 46.1,...,46.Т, Т-входовый элемент И-НЕ 47, резистор 48 (фиг.6) и подаются йа вход усилителя 49 яркости, выходное напряжение с которого управляет яркостью излучению ЭЛТ 51

по модулятору 82. Частота генератора пилообразного напряжения выбирается такой, чтобы точки, формируемые одно

вибратором 139, образовали на фотоно- 30 не алфавита цветов, введены дешифрасителе контурную линию 26 сигнала, воспринимаемую зрением как сплошную. Контурная линия 26 сигнала также,как и контурная линия 21 сигнала (фиг.2), изображается на фотоносителе слабо-синим цветом, степень яркости которого задается резистором 48 (фиг.6).

элеИзображение для отрицательных колебаний волны формируется аналогично описанному. При этом используются сигнал с выхода 122 двустороннего усилителя-Ограничителя 120, дополнительный одновибратор для создания пороговой линии 27 расцвечивания и мент ЗИ.

Время готовности устройства по фиг.6 к регистрации следующего коле- ;бания волны зависит при применении доэле

статочно высокочастотных логических элементов от времени переключения аналоговых ключей и времени завершения переходных процессов в ФВЗ при смене поддиапазона. Современная элементная база обеспечивает указанное время готовности устройства порядка единиц микросекунд, что позволяет регистрировать сигналы с верхней граничной частотой порядка 1-10 кГц.

эле

0

s

Формула изобретения Устройство для визуализации волновой информации, содержащее электронно-лучевую трубку, экран которой имеет три горизонтальные полосы люминофоров первичных цветов, последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, формирователь коротких импульсов, кольцевой счетчик с тремя выходами, формирователь ступенчатого напряжения и усилитель вертикального отклонения, усилитель горизонтального отклонения, причем выходы усилителей вертикального и горизнтального отклонений подключены к соответствующим отклоняющим элементам электронно-лучевой трубки, источник входного сигнала, электронный цветокодирующий блок, выход которого через усилитель скорости соединен со входом модулятора электронно-лучевой трубки, с которой оптически связаны цилиндрическая линза и носитель 5 записи с приводом его перемещения по одной координате, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона визуализируемых колебаний при ограниченной дли0

35

дотор с Р выходами, ЗР-входовой строенный мультиплексор, Р аналоговых управляемых ключей, П-входовой элемент ИЛИ, Т элементов 2И-НЕ, Т-входовой элемент U-HE, резистор, усилитель с дискретно управляемым коэффициентом усиления, Р формирователей вида записи, каждый из которых имеет сигнальный вход и выход, три входа и три выхода управления цветом, два входа и один выход формирования контурных признаков, причем источник входного сигнала выполнен в виде цифроаналогового блока, аналоговый выход мантиссы которого 45 подключен к сигнальным входам формирователей вида записи, а цифровая выходная шина порядка характеристик слов - к входной адресной шине ЗР-вхо- дового строенного мультиплексора и к входной информационной шине дешифратора, Р выходов которого соединены с управляющими входами соответствующих аналоговых управляемых ключей, а П из Р его выходов - со входами П-входового элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с дискретно управляемым коэффициентом усиг ления, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора пилооб50

разного напряжения, а выход - со входом усилителя горизонтального отклонения, первые, вторые и третьи входы управления цветом Р формирователей вида записи подключены соответственно к первому, и третьему выхо- лам кольцевого счетчика, первые и вторые входы формирования контурных признаков - к выходам соответственно генератора пилообразного напряжения и формирователя коротких импульсов, первые, вторые и третьи выходы управления цветом - к соответствуюпщм ин

первым входам соответствующих элементов. 2И-НЕ, а сигнальные выходы Р формирователей вида записи - к сиг-, нальным входам соответствующих аналоговых управляемых ключей., выходы которых соединены с первым входом электронного цветокодирующего блока, к второму, третьему и четвертому входам которого подключены соответствующие выходы ЗР-входовогЬ строенного мультиплексора, Т из Р выходов дешифратора соединены с вторыми входами соответствующих элементов 2И-НЕ, выформационным входам Р-входового стро- 15 ходы которых соединены с входами Т- енного мультиплексора, выходы форми- входового элемента И-НЕ, выход кото- рования контурных признаков Т форми- рьго через резистор подключен к вхо- рователей вида записи подключены к ду усилителя яркости.

I

I l

I 11,1

I I ihiltSn I iiliifp

ItШиччл I IJ.H

l

-И i

1111 I I TTi . . . I ill 11 I Illlll I II11 I lit

i6i| :-;:IIIIIIIM ;n Hgi S i- i-VSKii g)iX 9ue«« ielS i){ -: ;:|llllll. :t Sigg% 6;i : S5i$l 6 s is Klll

птп . ч

||1М I l|

H

I t Bill I 6

-i- iM H

III I

l)

I 3

H

Фи2.5

Изобретение относится к технике регистратщи волновых колебаний и предназначено для применения в сейсморазведке для воспроизведения сей- смотрасс, а также в вибро- и сейсмометрии. Цель изобретения - расширение динамического диапазона визуализируемых колебаний при ограниченной длине алфавита цветов. Для кодирова- 1ШЯ поддиапазонов контурными признаками введены формирователь вида записи и усилитель с дискретно управляемым коэффициентом усиления. Источник входного сигнала, выполненный в виде цифроаналогового блока, с аналогового выхода передает на сигнальный вход формирователя вида записи информацию о мантиссе, а по цифровой выходной шине на дешифратор и встроенный мультиплексор - информацию о порядке характеристики, которая используется для формирования соответствующего цвета. 12 ил. i О) 00 4 сл 00

77

Фиг, 10

Фи.8

73 7

75

65

Z

Ш

1Z8

67

68

Редактор С.Патрушева

Составитель Т.Райкова

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Заказ 5 18/45Тираж 729Подписное

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

lif 75

Pus. 11

1k1

/V4 yik

т

72

16

/ /

69

70

71

Физ.12