СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ ДИСКРЕТНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Советский патент 1971 года по МПК G01V1/32 

Изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использовано при обработке сейсморазведочных данных на электронных цифровых вычислительных машинах.

Известен способ автоматической регулировки усиления (АРУ) сейсмических сигналов, в котором изменение коэффициента усиления осуществляется через петлю обратной связи с раздельным регулированием времен срабатывания и отпускания.

Недостаток известного способа автоматической регулировки заключается в том, что он не может быть использован при дискретном представлении исходной сейсморазведочной информации, в частности, при представлении ее в цифровой форме, например в двоичном коде.

Цель изобретения - повышение эффективности обработки сейсмической информации, представленной в дискретной форме.

Для достижения указанной цели определяют модуль выходного сигнала предыдуш;ей точки дискретизации, вычитают из него регулирующее напряжение для той же точки, выбирают в зависимости от знака и величины этой разности постоянную времени зарядаразряда, умножают разность на отношение интервала дискретизации к постоянной времени и принимают это произведение за приращение регулирующего напряжения, суммируют его с регулирующим напряжением предыдущей точки и принимают эту сумму в качестве регулирующего напрялсения для последующей точки, определяют коэффициент усиления по величине регулирующего напряжения, умножают его на входный сигнал и принимают полученное произведение в качестве следующего дискретного значения выходного сигнала.

Иа чертел е на фиг. 1 представлена блоксхема известной системы АРУ для непрерывных сигналов, на фиг. 2 - блок-схема устройства, при помощи которого может быть реализован предлолсенный способ автоматической регулировки усиления дискретных сейсмических сигналов.

Известная система АРУ для непрерывных сигналов содержит регулирующий элемент /,

усилительные каскады 2 с постоянным коэффициентом усиления /С, выпрямитель 3, фильтр 4, конденсатор 5, резисторы 5 и 7, диоды S и 5.

Устройство, реализующее предлагаемый

способ АРУ, содержит выпрямитель 10, блок вычитания //, логическую схему 12, блок 13 определения величины постоянной времени заряда или разряда, блок 14 долговременной памяти, блок деления 15, блок умножения 16, коэффициента усиления /Ср; блок умножения 19. Известная аналоговая система АРУ (фиг. 1) действует следующим образом. При отсутствии регулирующего нанряжения Up регулирующий элемент 1 обеспечивает коэффициент усиления /Ср- 1; при наличии напряжения t/p, если оно ло величине превышает начальное (пороговое) напряжение t/н коэффициент усиления Кр уменьшается тем больше, чем больше Up. Фильтр нижних частот АРУ (Г-образное полузвено типа RC) при помощи диодов S и 5 разделяет цепи заряда и разряда конденсатора 5 через резисторы 6 (заряд) и 7 (разряд). Выходное напряжение L/вых такой системы равно t/Bbix- BX-/Cp/(. . .,(1) где /вх- входное напряжение, P fl(t/p-t/H). Здесь fi - функциональная зависимость между коэффициентом усиления /Ср и разностью Up-Un- Величина тока заряда конденсатора равна . в + Д8 где Re - сопротивление резистора 6, R K-прямое сопротивление диода 8. Величина тока разряда конденсатора равнаI /вь,х I - t/P + где / 7-сопротивление резистора 7, R} 9-прямое сопротивление диода 9. При этом принято, что обратное сопротивление диодов бесконечно велико. Условие заряда или разряда соответственно lt/Bb,x|-f/p 0,(5) |t/Bbix|-f/p 0,(6) прямое сопротивление диодов является функцией приложенного к ним напряжения () и сопротивлений Кб и R7, т. е. /2(| /вых|- /р; б),(7) (I t/вых I-t/p; 7),(8) с учетом (7) и (8) выражения (3) и (4) могут быть изменены следующим образом: гI (-вых I р Adf/Bbixl-f/pJ- aa) / -.I вых I - Up Л(вых1- /р:Лд9) Поскольку заряд конденсатора Q и напряжение на нем связаны соотношением Подставляя в (11) значения токов из (9) и (10) и обозначив taap С/2(| f/Bbixl-t/p; ) ,(12) Траз С/3 ( I t/вых I -f/p; дэ) ,(13) получают, что при заряде dUp(U, а при разряде rft/p(it;,) Линейное алгебраическое уравнение (1), нелинейное алгебраическое уравнение (2) вместе в дифференциальными нелинейными уравнениями (14) и (15) с учетом (12) и (13) и условий (5) и (6) полностью описывают аналоговую систему АРУ. Дифференциальные уравнения имеют неявную форму. Алгебраические выражения, связывающие выходное напряжение (Увых с входным напряжением и параметрическими функциями /1, /2 и /3, неизвестны. Предлагаемый способ позволяет при дискретном представлении входных и выходных напряжений и выполнении в определенной последовательности указанных операций осуществить автоматическую регулировку усиления, в основе которой лежат приведенные выше формулы. Процесс регулирования идет последовательно, цикл за циклом. В каждом цикле результатом работы системы АРУ по блок-схеме (фиг. 2) является выдача дискретного значения выходного сигнала (/выхп. где п - порядковый номер точки дискретизации. В следующем цикле блок выпрямления 10 выдает модуль выходного напряжения п-ой точки |t/Bbixnl на блок вычитания 11; в этот же блок поступает регулирующее напряжение п-ой точки (7р„. На выходе блока 11 получают разность напряжений |{Увыхп1- рп, которая поступает на блоки 12, 13 и 16. Блок 12 устанавливает, какое именно из двух неравенств, (5) или (6), имеет место, и в зависимости от этого решает, заряд или разряд происходит в данном случае. Это решение вместе с величиной |t/Bbixn|-t/pn поступает в блок 13,который определяет величину tn+i на основе таблицы значений функций /2 и /з, заданной в соответствии с выражениями (12) и (13) и хранящейся в долговременной памяти 14.Значение tn+i (заряда или разряда) поступает на блок деления 15, выдающий отношение , где А - заданный зарав блок умножения 16, на выходе которого в соответствии с дифференциальным уравнением (14) или (15) получают приращение регулирующего нанряжения

At/p(n+l)- (|I/Bb,xn|-f/pn - . (16)

V+1 На выходе сумматора 17 получают сумму

р(п+1) U-pn (n+i)-(17)

Блок 18, где хранится таблица функции fi и куда ноступают Un и ир(п+1), определяет /Ср(п+1) в соответствии с формулой (2).

Следующее очередное дискретное значение выходного сигнала получают при помощи умножителя 19 в соответствии с формулой (1) при К .

Конечность интервала дискретизации является причиной лищь приближенного соответствия получаемого результата уравнениям, которые определяют действие аналоговой системы АРУ, однако при достаточно малом интервале дискретизации, например - 2 мсек, как показали многочисленные опробования рассматриваемого способа, проведенные во ВНИИГеофизики, соответствие достаточно хорощее.

Предмет изобретения

Способ автоматической регулировки усиления дискретных сейсмических сигналов, основанный на изменении коэффициента усиления через петлю обратной связи с раздельным регулированием времен срабатывания и отпускания, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности обработки сейсмической информации, представленной в дискретной форме, определяют модуль выходного сигнала предыдущей точки дискретизации, вычитают из него регулирующее напряжение для той же точки, выбирают в зависимости от знака и величины этой разности постоянную времени заряда-разряда, умножают разность на отнощение интервала дискретизации к постоянной времени и принимают это произведение за приращение регулирующего напряжения, суммируют его с регулирующим напряжением предыдущей точки и принимают эту сумму в качестве регулирующего напряжения для последующей точки, определяют коэффициент усиления по величине регулирующего напрялсения, умножают его на входной сигнал и принимают полученное произведение в качестве следующего дискретного значения выходного сигнала.