Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01V1/04 H04L7/02 

(54) УСТРОЙСТВО СШ лРОНИЗАЦИИ ИСТОЧЬЧКОВ CEHC/VIH4E КИХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к технике сейсморазведки, а именно к устройствам синхронизации источников сейсмических сигналов, и может быть применено при поиске нефти, газа и рудных ископаемых, а также в системах передачи информации.

Известно устройство синхронизации т-последовательности, содержащее фильтр нижних частот, перемножитель, блок поэлементного приема, регистр сдвига на L разрядов (), сумматор совпадений, пороговый узел, п-разрядный регистр сдвига с обратной связью, детектор определения синхронизма, генератор тактовых импульсов, переключатели и формирователь отрезка местной т-последовательности.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал принимаемой ш-пооледовательности проходит через фильтр, оступает на перемножитель и блок пoэлe.i тнoгo приема, а далее поступает на регистр сдвига, а через дополнительный ключ - на регистр сдвига с обратной связью. Далее устройство с помощью формирователь воспроизводит отрезок длиной L местной гп-последовательности, которая поразрядно сравнивается с принято ; выборкой длиной L с помощью су.мматора совпадений. Число совпадений сравнивается с порогом в пороговом блоке.

Фрмирователь тактовых импульсов формирует вектор.м наиболее вероятных комбинаций ошибок, которые суммируются в п символами, находящимися в регистре сдвига с обратными связями, и на каждом щаге производится формирование местной последовательности и сравнение ее с принятой.

После препышения порога блок управления с помощью дополнительного ключа замыкает цепь обратной связи регистра сдвига и к выходу перемножителя через переключатель присоединяет детектор, и в устройстве производится проверка правильности вхождения в синхронизм 1.

Возможность исправления ощибок в регистре сдвига с обратными связями несомненно увеличивает вероятность приема, но в то же время возрастает и вероятность ложного срабатывания при вхождении устройства в синхронизм. Понизить ее можно только за счет увеличения длины регистра сдвига L, но при этом усложняется схема, причем Требуется регистр сдвига с отводами от каждого разряда, что исключает возможность применения современных дискретных устройств памяти. Кроме того, в последнее время в сейсморазведке стоит задача решения проблемы работы нескольких партий в зоне уверенного радиоприема друг друга. Так как связь в основном осуществляется на одной радиочастоте, то возникает необходимость в различных сигналах синхронизации. Этого можно достигнуть за счет получения т-последовательностей различной формы, что осуществляется переключением обратных связей в регистре сдвига. В данном устройстве комбинационный формирователь отрезка ш-последовательности сам по себе является достаточно сложным блоком, сложность которого находится в прямой зависимости от длины L отрезка т-последовательности. Осуществление возможности быстрого переключения с одной формы сигнала синхронизации на другую значительно усложняет данный блок, что затрудняет возможность использования устройства для синхронизации источников сейсмических сигналов. Известно также устройство синхронизации с т-последовательностью, использующее принцип сжатия принимаемого сигнала с корреляционным приемом. Устройство состоит из фильтра нижних частот, перемножителя, блока поэлементного приема, трех переключателей, регистра сдвига на L-1 разрядов (), регистра с обратными связями (опорного генератора), порогового узла, блока управления вхождением в синхронизм, детектора определения синхронизма, генератора тактовых импульсов, делителя, коррелятора и переключателей. В устройстве повыщение помехоустойчивости достигается за счет понижения частоты рециркуляции выборок из принимаемого сигнала и тактовой частоты регистра сдвига с обратными связями при повыщении длины рециркулируемого отрезка Мпоследовательности. Запись входного сигнала в регистр сдвига осуществляется с частотой Ф)а в течение L-1 тактов осуществляется сравнение содержимого регистра с опорным сигналом. За период входного сигнала, составленного из выборок принимаемой т-последовательности, фаза опорного сигнала, генерируемого с частотой -Л( , совпадает с фазой входного сигнала. Корреляционный интеграл вычисляется коррелятором. При превышении порога сигнал с порогового узла фазирует регистр, который начинает генерировать т-последовательность с частотой f. Сигнал с перемножителя поступает в детектор определения синхронизма, анализирующий правильность фазирования 2. Потенциальнаяпомехоустойчивость в устройстве достигается при длине регистра N-1, при этом для вхождения в синхронизм опорного генератора требуется передача двух т-последовательностей и еще одна необходима для проверки правильности фазирования, что ведет к увеличению длины сигнала синхронизации. Кроме того, в устройстве при переходе на режим проверки правильности фазирования, необходимо корректировать фазу опорного генератора, которая к тому же для разных т-последовательностей различна, что усложняет задачу создания многопрограммного устройства синхронизации сейсмических источников. Если не снижать тактовую частоту, то при больщой базе N синхросигнала длина регистра L значительно меньше N. Так как после каждого импульса записи опорный генератор начинает работать с определенной фазой и , то только на определенном отрезке принимаемой т-последовательности может произойти вхождение в синхронизм опорного генератора. Нет необходимости доказывать, что при работе с этим устройством для синхронного запуска источников сейсмических сигналов нельзя передавать больше одной т-последовательности, и поэтому если на выделенном отрезке не произойдет вхождение в синхронизм, то устройство не сработает, хотя еще остается значительный отрезок в N-L символов сигнала синхронизации. Наиболее близким к изобретению является устройство синхронизации источников сейсмических сигналов, которое содержит регенератор символов, выход, которого соединен с. входами блока проверки синхронизма, схемы совпадения и ключа, выход последнего соединен с первым входом регистра сдвига с обратной связью, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовой частоты через делитель частоты, а один из выходов - с входом селектора конца синхросигнала, кроме этого, выход обратной связи регистра сдвига подключен к входам ключа, блока проверки синхронизма и схемы совпадения, выход последней подключен к входу порогового блока, выход которого соединен с первым входом блока управления, два других входа которого соединены с выходами селектора конца синхросигнала и блока проверки синхронизма соответственно, а выход - с управляющим входом ключа. Устройство работает следующим образом. Сигнал синхронизации в виде т-последовательности, переданный с сейсмостанции, поступает через регенератор символов на схему совпадения и через ключ в регистр сдвига с обратной связью. Если

символы,поступающие с регенератора символов, не искажены, то с выхода обратной связи начинают поступать символы, совпадающие с принимаемыми. При поступлении подряд JR + K неискаженных символов (где R-разрядность регистра сдвига, а К - предел порогового блока) происходит замыкание обратной связи регистра сдвига, и образованный таким образом опорный генератор начинает формирование местной .,1-последовательности, которая сравнивается с входной с помощью блока проверки синхронизма. Если сигналы совпадают, то селектор до окончания т-последовательности вырабатывает импульс, который поступает на выход устройства и возвращает устройство в исходное состояние (выход регенератора символов замыкается на вход регистра сдвига).

Устройство обладает возможностью войти в синхронизм на любом отрезке принимаемого синхросигнала 3.

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость, которая в больщой степени зависит от вероятности прнема синхросигнала на этапе вхождения в синхронизм.

По принципу работы устройства для вхождения в синхронизм опорного генератора синхросигнал должен содержать отрезок из Р + К подряд неискаженных символов. Такой принцип вхождения в синхронизм имеет более низкую вероятность приема при тех же значениях вероятности ложного срабатывания по сравнению с корреляционным методом приема синхросигнала.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости синхронизации источников сейсмических сигналов путем повыщения вероятности приема синхросигнала на этапе вхождения в синхронизм.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве синхронизации источников сейсмических символов, содержащем регенератор символов, выход которого соединен с одним из входов блока проверки синхронизма, генератор тактовой частоты, выход которого соединен с делителем частоты, схему совпадения и ключ, выход которого соединен с первым входом регистра сдвига с обратной связью, один из выходов которого соединен с входом селектора конца синхросигнала, а выход обратной связи регистра сдвига подключен к первому входу ключа, к второму входу блока проверки синхрозма и к первому входу схемы совпадения, выход которой подключен к входу порогового блока, выход которого соединен с первым входом блока управления, два других входа которого соединены с выходами селектора конца синхросигнала и блока проверки синхронизма соответственно, а выход - с управляющим входом ключа, согласно изобретению выход регенератора символов подключен к вторым входам ключа и схемы совпадения через запоминающее

устройство, а выход делителя частоты подключен к второму входу регистра сдвига с обратной связью через дополнительный ключ, к входу которого подключен выход генератора тактовой частоты, а к управляющему входу - выход блока управления. На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство синхронизации источников сейсмических сигналов содержит регенератор символов 1, выход которого соединен с одним из входов блока проверки синхронизма 2, генератор тактовой частоты 3, выход которого соединен с делителем частоты 4, схему совпадения 5 и ключ 6, выход

, которого соединен с входом регистра сдвига 7 с обратной связью, один из входов которого соединен с входом селектора конца синхросигнала 8, а выход обратной связи регистра сдвига подключен к первому входу ключа б, к второму входу блока проверки синхронизма 2 и к первому входу схемы совпадения 5, выход которой подключен к входу порогового блока 9, выход которого соединен с первым входом блока управления 10, два других входа которого соединены с выходами селектора конца

синхросигнала 8 и блока проверки синхронизма 2 соответственно, а выход - с управляющим входом ключа 6, кроме того, регенератор символов 1 подключен к вторым входам ключа 6 и схемы совпадения 5 через

д запоминающее устройство 11, а выход делителя частоты 4 подключен к второму входу регистра сдвига 7 с обратной связью через дополнительный ключ 12, к второму выходу которого подключен выход генератора тактовой частоты 3, а к управляющему

5 входу - выход блока управления 10.

Устройство работает следующим образом.

На этапе вхождения в синхронизм опорного генератора (регистр сдвига 7 с обратной связью) ключ 12 находится в положео НИИ о, при этом тактовая частота, поступающая на второй вход регистра сдвига 7 с обратной связью, равна (j, где f -тактовая частота принимаемой т-последовательности, а L-число ячеек памяти запоминающего устройства 11, при этом 2 - 1 (R - число разрядов регистра сдвига, N - длина сигнала синхронизации).

Сигнал синхронизации с входа устройства поступает на регенератор символов 1

0 и с него с частотой f посимвольно записывается в запоминающее устройство 11. Каждый раз после записи очередного символа символы, содержащиеся в первых Р ячейках запоминающего устройства 11, последовательно вводятся через ключ 6

в регистр сдвига 7, после чего ключ 6 устанавливается в положение б.

Регистр сдвига 7 с обратной связью формирует с частотой f отрезок т-последовательностн длиной L-R, фаза которой определяется символами, занесенными в регистр сдвига 7. Этот отрезок носимвольно сравнивается с содержанием запоминающего устройства 11 на схеме совпадения 5. Процесс повторяется каждый раз после записи очередного символа в запоминающее устройство 11 до тех пор, пока очередные R символов, введенные в регистр 7, окажутся правильными, а среди L-R символов запоминающего устройства 11 число искаженных символов не превысит некоторого порога. В этом случае сигнал, появляющийся на выходе порогового блока 9, поступает на блок управления 10, который в свою очередь переключает ключ 12 в положение б (ключ 6 остается в положении б). Регистр сдвига 7 с обратной связью теперь формирует т-последовательность с частотой fo и фазой, совпадающей с принимаемой (если не произойдет ложное фазирование), что определяется с помощью блока проверки синхронизма на некотором отрезке из символов. Если результат проверки даст отрицательный результат, то устройство снова переходит на режим вхождения в синхронизм, в случае положительного результата переход устройства в режим вхождения в синхронизм происходит после того, как селектор конца синхросигнала 8 вырабатывает импульс для запуска источника сейсмического сигнала. В предлагаемом устройстве при той же вероятности ложного срабятывания, что и у известного достигается больщая вероятность приема сигнала синхронизации, так как для вхождения в синхронизм опорного геператора синхросигнал должен содержать отрезок из подряд неискс: женных символов (что более вероятней, чем R + K, как в известном), послсдующач же корреляция фо 1мируемого отрежа т-п(5следовательности с содержимым чпомин-чющего у ройства, как показыв т pai:i:T, незначите. . ю ух лшает верояиметь вхождения в синхронизм. По сравпе ю с нзве;тным устройством синхронизации блока управления сейсмического источника, относящимся к тональным системам синхро m ,иции, предложенное устройство об/ юг более высокой ТОЧНОСТЬЮ синхронизации, проще в наладке, так как не содержит аналоговых узкополосных фиЛЬТрОГ: и Г ТНОСТЬЮ ВЫПОЛНЯется на элементах цифр.,ВО техники. Формула изобретения Устройство сянхронизации источников сейсмических сигна.ов, содержащее регенератор символов, .ыход которого соединен с одним из ;г;одов блока проверки синхронизма, генер нор тактовой частоты, выход которого спе.. иисп с делителем частоты, схему совпа,ни i и ключ, выход которого соединен с .Крвым входом регистра сдвига с обратной связью, один из выходов которого соединен i входом селектора конца синхросигнала, а выход обратной связи регистра сдвига 11о,1ктючен к первому входу ключа, к ipyii , 1.оду блока проверки синхронизл а и к первому входу схе.мы совпадения, В1,1ход которой подключен к входу гюрогового блока, выход которого соединен с первым входом блока управления, два других входа этого блока соединены с селектора конца синхросигнала и блока проверки синхронизма соответственно, а выход - с управляющим входом ключа, О7,7 ш щееся тем, что, с целью повыщемия помехоустойчивости устройства путем noBbi:nfHH5i вероятности приема синхросигнала на V rjne вхождения в синхронизм, выход регенератора символов подключен к вторым входам ключа и схемы совпадения через запоминающее устройство, а выход делителя частоты подключен к второму входу регистра сдвига с обратной связью через дополнительный ключ, к входу ко эрою подключен выход генератора тактовой частоты, а к управляющему входу -- ВЫ-д блока управления. Ис /чники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № .V:.-,377, 1ч 1. Н 04 L 7/02, 1977. Ч . Авторское свидетельство СССР Х 334879, кл. Н 04 L 7/02, 1976. 3 Азторское свидетельство СССР по заявке .Ny 4743509/18-25, кл. G 01 V 1/04, 1979 (иро-отип).