Устройство для регистрации информации Советский патент 1990 года по МПК G11B5/00 G11B5/02 

Изобретение относится к устройствам для регистрации дискретной и аналоговой информации с преобразованием к цифровому виду и дальнейшему вводу ее в ЭВМ и может быть использовано для цифровой регистрации каротажных сигналов при геофизических исследованиях скважин на наличие нефти и газа.

Цель изобретения - повышение надежности регистрации.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2-4- эпюры сигналов в различных точках устройства; на фиг.5 - схема шифратора, пример исполнения.

Устройство для регистрации инфор-. мации (фиг. 1) содержит первый ключ

1, блок 2 птфрации сигналов, коммутатор 3, первьш счетчик 4, аналого- Ijp фpoвoй преобразователь (А1Щ) 5, блок 6 записи-воспроизведения, первый триггер 7, первьш элемент И 8, второй ключ 9, первый элемент ИЛИ 10, первый инвертор 11,сдвиговый регистр 12, втор.ой - четвертьп элементы И 13-15, . дешифратор 16, второй - шестой эле;. . менты ИЛИ 17-21, шифратор 22, третий ключ 23, второй счетчик 24, делитель 25 частоты,, второй инвертор 26, второй - четвертый триггеры 27-29, пер- вый - третий регистры 30-32 памяти, первьй 33 к второй 34 блоки сравне ния, группу триггеров 35, группу эле- ментов И 36 и группу регистров 37. i

У1

эо

:& &о

ел

На фиг. 1 также показаны каротажная станция 38 и ЭВМ.З.

Шифратор 22 (фиг. 5) состоит из четырех элементов ИЛИ 40-43,j

Устройство работает следующим образом,

С каротажной станции 38 на первую группу входов устройства поступает цифровое значение глубины нахозздения Ю скважинпого прибора (не показан) в параллельном коде. Информация о па- раметрах пород, сквозь которые прохо- дит скважина, измеряется и поступает

в аналоговом виде на вторую группу 15 входов устройства. Количество одно- измеряемых параметров может быть несколько,

При регистрации полезного сигнала

на ипформационньш вход четвертого20

триггера 29, подается нулевой уровень (фиг, 2а), Триггер 29 выполнен в виде D-триггера, поэтому после появления импульсов со служебного выхода блока 2 пшфрации сигналов (фиг, 2б) 25 его состояние не изменится (фиг. 2в) , пока не изменится сигнал на информационном входе (фиг, 2а), Низкий уро- 1вень выходного сигнала с выхода чет- ,вертого триггера 29 (фиг, 2в) посту- зо пает на управляющий вход первого клю- :ча 1, При этом на выход проходит информация с первого входа, т,е, цифровой код о глубине регистрируемой информации. Этот параллельньй цифровой код поступает на информационный, вход блока 2 шифрации сигналов, который переводит его в последовательный ана- лотковый сигнал с набором дискретных уровней. Этот аналоговый сигнал по- .Q ступает на от;|ельный информационньй вход аналогового коммутатора 3. Последний работает под управлением кода с выхода первого счетчика 4, последо- . вательно подключая на свой выход все д свои информационные входы. Переключение счетчика 4 происходит по передне- му фронту сигнала с первого синхронизирующего выхода; блока 6 записи-воспроизведения, представляющего собой . синхроимпульсы сопровождения каждой записи в блок 6 параллельного цифрового кода с выхода АЦП 5, Последний за- - .пускается на преобразование по заднему фронту этого же импульса.

Когда произойдет загшсь одного кад- ра, состоящего из отдельных записей цифровых кодов сигналов со всех вхо- дой коммутатора 3, (последний вход

55

j

5

0

5 о .Q . д . -

5

его ire показан и никуда не подключен) , блок 6 записи-воспроизведения формирует импульс на втором синхронизирующем выходе (фиг, г), Этот импульс устанавливает в О первый 4 счетчик и. является синхронизирующим для блока 2 шифращш сигналов. На служебном; выходе (фиг, 26) последнего он появляется лишь при паяном Преобразовании параллельного входного кода в выходной последовательный.

При проведении каротажных работ возникает необходимость записи информации зонами, между которыми появляются паузы. Для надежной регистрации признака паузы на информационный вход четвертого триггера 29 подается единичный уровгнь (фиг, 2а). Первый импульс со служебного выхода блока 2 шифрации сигналов (фиг, 26) устанавливает триггер 29 в единичное состоя- низ. Единичный уровень с выхода последнего переключает первый ключ 1 на прохождение информации с второго его входа на выход, К второму входу ключа 1 подключен регистр 32, выполнен- 1ный в виде многоразрядного регистра постоянной памяти. В этом регистре хранится цифровой код числа, который запИсьшается в блок 6 записи-воспрог- изведения вместо информации о реальной глубине. Его значение выбирают из условия невозможности появления, аналогичного кода из реальных скважин, В остальном работа устройства в режиме записи паузы в блок 6 не отличается от описанного,

Восгфоизведение записанной в блок

6информации происходит следующим образом. Каждая считываемая запись из блока 6 сопровождается импульсом с четвертого синхронизирующего выхода блока 6 записи-воспроизведения

(фиг. За), С его третьего синхронизирующего выхода появляются импульсы в моменты воспроизведения границ кадров (фиг, 26), Последние устанавливают своим.передним фронтом первьй триггер

7в единичное состояние. На фиг, Зв показан инверсньй выход триггера 7, Сброс зтого триггера 7 происходит задним фронтом первого же поступившего импульса с четвертого синхронизирующего выхода блока 6 (фиг. За), Сигнал с инверсного выхода триггера

6 (фиг« Зв) открывает высоким уровнем второй ключ 9 только в то вреКш, когда происходит считывание из блока 6

10

20

25

30

полезной информации. Считываемое слово, непосредственно следующее после импульса с третьего синхронизирующего выхода блока 6 {фиго 36), во ) втором ключе 9.вырезается. На всех входах первого элемента ШШ 10 отсутствуют сигналы. Соответственно, на выходе первого инвертора 11 появляется высокий уровень, которьй открывает первый элемент И 8. Синхроимпульс с четвертого выхода блока 6 (фиг. За) проходит на выход первого элемента И 8 (ф:1г. Зг) . Сформированный положительный уровень подается на информационный вход- сдвигового регистра 12. Сдвиг информации в последнем происходит по задним фронтам синхроимпульсов с четвертого выхода блока 6 (фиг.За). Количество разрядов в этом регистре равно номеру слова в кадре, в котором передается информация о глубине регистрируемой информации. Практически это оз начает номер кода счетчика 4,

при котором сигнал с блока 2 шифра- ции сигналов подключается к АЦП 5. Таким образом, на втором входе второго элемента И 13 появляется единичный уровень во время воспроизведения кода информации о глубине. Этот, уровень стробируется синхроимпульсом (фиг.За ), в результате чего на выходе второго элемента И 13 появляется синхроимпульс, сопровождающий код глубины (фиг. Зд, 4а). Этот импульс поступает 35 на стробирующий дешифратор 16 и проходит только на один его выход. Номер этого выхода определяется кодом на его адресном входе, поступающим с выхода второго ключа 9.40

Подготовка служебной информации блоком 2 для записи ее в блок 6 низована так, что при воспроизведении ее из блока 6 сначала считьшается номер десятичного разряда (фиг. 46 - д),45 а далее ее значение (фиг. 4е - р). . После последовательного считьтания всех разрядов информации о глубине из блока 6 воспроизводится код, соответствующий маркерному сигналу (фиг. 4с).

Указанные преобразования рассмотрим на частном примере, эпюры сигналов, вырабатьгоаемые при этом, приведены на фиг. 4. На фиг. 4 приведен

случай воспроизведгния четырехразрядного числа, В общем случае количество разрядов произвольно и определяется как максимальной глубиной скважины

J5

50

55

так и требуемой разрешающей способностью регистрации информации.

Рассмотрим воспроизведе1ше числа 1729- на примере эпюр на фиг. 4, По первому импульсу с выхода второго элемента И 13 (фиг. 4а) появляется импульс на первом выходе первой группы выходов дешифратора 16 (фиг. 4д). Передним фронтом этого импульса происходит предварительное обнуление всех Триггеров 35 группы, а по заднему его фронту - устанорка в единичное состояние лишь одного триггера 35 груп- пы, т.е. высокий уровень подается лишь на один элемент И 36 группы.

Далее по второму импульсу с выхода второго элемента И 13 (фиг. 4а) появляется импульс на втором выходе второй группы выходов дешифратора 16. Произошло считывание цифры один. На выходах второй группы выходов дешифратора 16 образуется цифровой десятиразрядный код, где единичный уровень имеется лишь на одном разряде (в рассмотренном случае - во втором разряде, т.е. цифра один). Соответственно, на выходе шифратора 22 появляется двоичный код указанной цифры (см, таблицу). Пример конкретной технической реализации шифратора 22 приведен на фиг. 5.

Соответствие входного кода шиф- . ратора 22 выходному коду

Цифра

Входной код Выходной код

Импульс с второго выхода второй группы выходов дешифратора 16 (фиг. 4ж), пройдя через третий элемент ИЛИ 18 и только через один из элементов И 36 группы, осуществляет прием кода с выхода щифратора 22 на йоответств тощий (первый) регистр 37 группы. Аналогично происходит запись БО второй (фиг, 4в), третий (фиг,4г

четвертый (фиг. 4д) регистры 37 группы цифр семь ,(фиг. 4н), два. (фиг. Аз) и девять (фиг. 4р), Таким образом в регистры 37 группы записа- 5 ось число 1729.

Конъюнкция выходов всех регистров 37 группы образует многоразрядное цифровое слово, которое подается на первые входы первого 33 и второго 34 10 блоков сравнения кодов. Последш 1е сравнивамт полученное число с числаи, записанными соответственно в первом 30 и втором 31 регистрах. В них записаны коды наибольшего и наимень- 15 гаего значения глубины, которые необходимо обрабатывать на ЭВМ 39. При практической регистрами информации запись всегда производят с перекрыти- ем по требуемой глубине. В этих . 20 стках, лежащих за пределами требуемой зоны, обычно располагаются бракованные записи, вызванные пуском и остановом как спуско-подъемного устройст- -с ва (не показано) каротажной станции, так и лентопротяжного механизма блока 6 записи-воспроизведения. В случае регистрации паузы в режиме записи блок 2 ш фpaции сигналов преобразовывает код глубины из третьего регист- ра 32. Значение кода в нем также должно наход1-1ться за пределами кодов регистров 30 и 31. Например, на фиг.4 указан код паузы, равньш 9999.

В случае выхода кода глубины,, восг 35 произведенного из блока 6 и имеющегося на регистрах 37 группы, за пределы значений кодов регистров 30 и 31 (код глубины меньше значения кода -регистра 30 ипи больше значения кода регистра 40 31) на выходах одного из блоков 33 и 34 сравнения формируется единичный сигнал, поступающий черех четвертый элемент ИЛИ 19 на информащоншй вход второго триггера 27 (фиг. 4т). Послед-45 1дай выполнен в виде D-триггера. Прием в него информации производится по зад нему фронту импульса с отдельного выхода дешифратора 16 (фиг. 4с). На фиг. 4у показаны зшоры сигнала на вы-50 Ходе второго триггера 27.

До установления триггера 26 в единичное состояние, т.е. тогда, когда происходит воспроизведейие из блока 6 полезной.информадаи, третий триггер 55 28 также находится в исходном нулевом состоянии (фиг. 4ф) . На входах :пятого элемента ИЛИ 20 нет еденичных сигналов, а следовательно, низкий уровень

его выхода, инвертируясь во втором нверторе 26, октрывает четвертый

элемент И 15 для прохождения .на выход устройства через шестой элемент ИЛИ - 21 синхроимпульсов с четвертого выхоа блока 6. Низкий уровень сигнала на управляющем входе третьего ключа 23 вызьшает прохождение воспроизводимых кодов из блока 6 на информационную группу выходов устройства.

После установления второго триггера 27 в единичное состояние (фиг.4у) его вькодной сигнал устанавливает передним фронтом третий триггер 28 в единичное состояние (фиг. 4ф). Единичный сигнал с пятого элемента ИЛИ 20 через второй инвертор 26 закрывает четвертый элемент И 15 и переключает третий ключ 23 на прохождение кодов с второго счетчика 24 на информационную группу выходов устройства. Одновременно снимается запрет с работы делителя 25 частоты и второго счетчика 24.. Импульсы с выхода последнего (фиг. 4х) проходят через открытый третий элемент И 14 и шестой элемент 11ЛИ 21 на синхронизирующий выход устройства. Эти же импульсы по заднему фронту изменяют состояние второго счетчика 4, Таким образом на выход устройства последовательно поступают коды чисел 0,1,2,... . При появлении импульса переполнения с выхода второго счетчика 24 третий триггер 28 устанавливается в нулевое состояние (фиг. 4ф) по его заднему фронту. Работа устройства в ука занном режиме прекращается тогда, когда и второй

27триггер установится в исходное состояние-(фиг. 4у) по его заднему фронту, что означает, что участок с записью кода паузы уже пройден и можно производить считьгеание полезной информации. Установка триггеров 27 и

28в исходное состояние может происходить и в ином порядке (эпюры отлич- Hbi от приведенных на фиг. 4). На работу устройства это не оказьшает влияния из-за наличия пятого элемента ИЛИ

20. I

Предлагаемое устройство по сравнению с известньм повьппает надежность регистрацЕ ш за счет принудительной записи кода Пауза, заранее записанного в третьем регистре 32, а также информации в режиме воспроизведения и ввода е е в ЭВМ. Отсекаемые участки бесполезной информации и участки записи в режиме Пауза заменяются специальной кодовой последовательностью, вырабатываемой во втором счетчике 24, Указанное свойство также повышает на- дежность регистрации из-за исключения из обработки на ЭВМ 39 информации, jвозможно имеющей сбой возникающей при старт-стопных режимах подъемника каротажной станции и лентопротяжного механизма блока 6 записи-воспроизведения .

Ф о р мула изобретения

Устройство для регистрации информации, содержащее первый ключ, первая группа входов котор;ого является первой группой входов устройства, соеди- ненньй с блоком шифрации сигнала, ин- формационный выход которого подключен к отдельному информационному входу из группы коммутатора, остальные входы из этой группы являются второй группой входов устройства, адресный вх од соединен с выходом первого счетчика, а выход подключен к аналого- цифровому преобразователю, выходы которого подключены к информационной группе входов блока записи-воспроизве дегшя, первый синхронизирующий выход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового JIpeoбpaзoвaтeля и счетным входом первого счетчика, второй синхронизирующий выход - с синх- ронизир тощим входом блока 1й1фрации сигналов и входом установки в О первого счетчика, третий синхронизирующий выход - с входом установки первого триггера, четвертый синхронизирую- щий выход - с входом сброса первого триггера и первым входом первого элемента И, а информационные выходы через второй ключ подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого через первый инвертор соединен с вторым входом первого элемента И, управ- ляющий вход второго ключа соединен с выходом первого триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности регистрации, в него введены сдвиговый регистр, второй - четвертый элементы И, дешифратор, второй - шестой элементы HJffi, шифратор, третий ключ, второй счетчик делитель частоты,- второй инвертор, второй - четвертый триггеры, три регистра, два блока сравнения и отдельные группы триггеров элементов

j 0

5

0 О 35 4045 50

И и регистров, причем информационньй вход сдвигового регистра соединён с выходом первого элемента И, его синхронизирующий вход вместе с первьм входом второго элемента И - с четвертым .синхронизирующим выходом блока запиги-воспроизведения, а выход подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к стробирующему входу дешифратора, информационные входы которого вместе с первой группой входов третьего ключа соединены с выходом второго ключа, первая группа выходов дешифратора подключена к входам второго элемента ИЛИ и по отдельности к -входам установки соответствующих триггеров отдельной . группы, входы сброса которых объединены и соединены с выходом второго элемента ИЛИ, а. выходы подключены к первым входам соответствукидих элементов И отдельной группы, вторые входы , которых объединены и соединены с выходом третьего элемента ИЛИ подключенного своими входами вместе с входами шифратора к второй группе выходов дешифратора, выходы шифратора подключены к информационным входам всех регистров из отдельной группы, синхронизирующие входы которых соединены с выходами соответствующих элементов И из группы, выходы всех регистров из отдельной группы образ тот общую группу выходов, подключенную к первым группам входов первого и второго блоков сравнения, вторые группы входов которых соединены с выходами первого и второго регистров соответственно, выходы первого и второго блоков сравнения соединены с отдельными входами четвертого элемента ИЛИ, соединенного выходом с информационным входом вто-о рого триггера, синхронизируюп(ий вход которого подключен к отдельному выходу дешифратора, а своим выходом - к первому входу пятого элемента ИЛИ и входу установки третьего триггера, вход сброса которого соединен с выходом переполнения второго счетчика, выход - с вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого подкпючен к первому входу третьего элемента И, к входу второго инвертора, к входам установки в О второго счетчика и делителя частоты и к управляющему входу третьего ключа, выходы которо- . го являются информационньп-и выходами устройства, а вторая группа входов

соединена с выходами второго счетчика, счетный вход которого вместе с вторым входом третьего элемента И подключ.ен к выходу делителя частоты, вход которого вместе с первым входом четвертого элемента И соединен с четвертым синхронизирующим выходом блока эаписи-вос произведения, второй вход четвертого элемента И подключен к выходу второго инвертора, его выход - к первому входу шестого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход является синхронизирующим выходом устройства, информационньй вход четвертого триггера является управляющим входом устройства, синхронизирующий вход подключен к служебному выходу блока шифрации сигналов, а выход сре- динен с управляющим входом первого ключа, вторая I pynna входов которого подключена к выходам третьего регистра.

Изобретение относится к устройствам для регистрации дискретной и аналоговой информации и может быть использовано для цифровой регистрации каротажных сигналов при геофизических исследованиях скважин на наличие нефти и газа. Цель изобретения - повышение надежности регистрации - достигается путем введения записи цифрового кода из регистра паузы вместо информации о глубине регистрируемого сигнала. При воспроизведении информации выделяется информация из служебного канала с использованием сдвигового регистра. Эта информация служит кодом адреса для стробируемого дешифратора, после которого распознается воспроизводимое значение кода глубины. Последний сравнивается с граничными значениями, и в случае выхода за их границы вместо воспроизводимой информации осуществляется подстановка специального кода, формируемого на счетчике. 5 ил.

РИ

с

±

Г

л,

зв

.

Фаг.1

n

AJUUUUULnJUUlJUUl

n

ЦЗиг.2

г.3

.

Л.

Л

Л

Л

П

П

-TL

JL

JL

9т

05д6

п

п

п

П

ПППП ПППП

n

п

п

п

FLlfLA JLTL TL

Фиг Л