Устройство для формирования импульса окна селекции

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано и дальномерных акустических системах , например п гидроакустических устройствах позиционирования плавучих буровых установок, Целью изобретения является повышение точности формирования импульса окна селекции г грот т во лля формирования импульса ьм 1 селекции содержит шину 1 информлпиончмх импульсов, шину 2 настовых

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1628196 (Jl))5 Н 03 K 5/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Инцю

urban

ЬюмУь и! сигнал аки селекции

Раг. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4454788/21 (22) 05.07„88 (46) 15.02„91 Б(ол. !(6 (71) Азербайджанское научно-произв водственное объединение "!1еф гег а 1автомат (72) P.È.Карташева, Т,Р Р(хельс и В.Л.Фукс (53) 621.374.3(088.8) (56) Авторское свидетель(тно (. ((;J

М 959272, кл. Jl 03 !(5/ ",, 1",80, Авторское свидетельгTB(I (,(.(:J ь 641641, кл., l! 03 J(5/26, 1977.

2 (54) У(:ТРО(!(;ТВО ЛЛЯ ФОР)П!РОВАН!!Я !1МПУЛЬСЛ ОКНЛ ГП!ГК!(И!! (57) Изобрете ие относится к импульсн1 и технике и может быть использовано и дальномерных акустических системах, например в гидроакустических устройствах позиционирования плавучих буровых установок, !!ельн1 изобрете(шя является повьпцение точности

Форм((ронания импульса окна селекции. устрой< тво д.(я формирования импульса к1 селек(ши с одержит шину 1 информа(ион >F,lx. 11мпу:1(. coD > шину 2

1628196 сигналов, шину 4 импульса окна селекции, блок 5 сравнения длительности импульсов, блок 6 памяти, блок 11 формирования импульса окна селекции.

Поставленная цель достигается за счет введения шины 3 запуска и образования новых функциональных связей, причем блок 5 сравнения длительности импульсов содержит элементы И 5„1 в 10

5.N,,áëoê 6 памяти — триггеры 6.16.N памяти, элемент И 7, триггер 8

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовапо и Jl,lòòüíoìåðHbòõ акустических cltc темах, например в гидроакустических 20 устройствах позиционирования плаву.их "уровых установок (ПБУ), цель изобретения — повышение точногти *ормирования импульса окна сел екции,.

На фиг. 1 показана структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства„

Устройство (фиг,. 1) содержит шину 1 информационного импульса, ину

2 тактового сигнала, шину 3 запуска„ шину 4 импульса окна селекции. шина

1 соедИнена с первым входом блока 5 сравнения длительности импульсов, содержащего элементы И 5.1-5.N, шина 3 соединена с первым входом блока 6 памяти, который содержит N триггеров

6.1-6.N памяти, элемент И 7, триггер 40

8 состояния, элемент 9 задержки, элемент ИЛИ 10, Бина 2 соединена с вторым входом блока 6 и первым входом блока 11 формирования импульса окна селекции, который содержит генератор

12 тактовых импульсов, счетчик 13 импульсов, триггеры 14, 1 — 14. (11+1) строб-импульсов, многопозиционный переключатель 15„ триггер 16 стробимпульса начальной установки, элементы И 17.1-17.(N+1), элемент ИЛИ

18. С второго по 01+1)-й входы блока

5 соединены соответственно с второго по (N+1) é выходами блока 11, входы с (N+2)-го по (2N+1)-й соединены

- 55 соответственно с (N+2)-га по (2N+1)-й выходами блока 11, а выходы с первого по N-й соединены соответственно с входами с четвертого по (N+3)-й состояния, элемент 9 задержки, элемент ИЛИ 10, а блок 11 формирования импульса окиа селекции — генератор

12 тактовых импульсов, счетчик 13 импульсов, триггеры 14.1-14.(N+1) строб-импульсов, многопозиционный переключатель 15, триггер 16 строб-импульсов начальной установки, элементы И 17 ° 1-17 (N+1), элемент ИЛИ 18.

3 з и. ф лы, 2 ил, блока 6, третий вход KOTopol о соедигн л с шиной 1, с первого по N-й выходы, выполненные инверсными, соответственно с второго по (И+1)-й входами блока 11, выходы с (11+1)-ro по 2N, выполненные прямыми соответственно с (N+2)-го по (2N+1)-й входами блока 11, В блоке 5 первые входы элементов

И 5.1-5,N соединены с первым входом блока 5, второй вход элемен" à 5,,i соединен с (i+1)-м входом блока 5, где i=,2,,N, третий вход элемента И 5,i — с (i+N+1)-м входом блока

5, а выход элемента И 5.i — с i-м входом блока 5, В б оке 6 первый вход элемента

ИЛИ 10 соединен с первым входом блока 6, вход элемента 9.задержки соеJ:t,ен с п=рвым входом элемента И 7 и вто;.ым входом блока 6. Вход установки три-гера 8 соединен с третьим входом блока 6, вход сброса - с выходом элемента ИЛИ 10, а инверсный вьгход с вторым входом элемента И 7, выход которого соединен с входами сброса каждого из трш геров 6.1-6,N причем вход установки триггера 6.i соединен с (i+3)-м входом блока 6, инверсный выход — с i-м выходом блока 6, прямой вьгход - с (i+N)-м выходом блока ь, а выход элемента 9 задержки - г вторым входом элемента ИЛИ 10.

В блоке 11 выход генератора 12 соединен со сч тным входом счетчика

13, с первого по И-й вьгходы которого соединены с замыкающими контактами многопозиционного переключателя 15, переключаюший кгнтакт которого соединен с входом устал.явки триггера

16, вход сброса которого соединен с входами гброга триг1-еров 14,1-14.(N+

1628196

30 л H л

= — +Ьс

0 C (1)

+1), входом сброса счетчика 13 и первым входом блока 11, а прямой выход - с первым входом элемента И 17.1 с второго no (N+f)-й входы которого

5 соединены соответственно с второго по (N+1)-й входами блока 11, а выход — с первым входои элемента ИЛИ 18 выход которого соединен с первым выходом блока 11, а с второго по 10 (N+1)-й входы — с выходлми соответственно элементов И 17.1 — 17,(N+1), причем первый вход элемента 17.j соецинен с прямым выходом триггера 14.(j-1) и с j-м выходом блока 11, где

j=2,3,...,(N+1), второй вход — с (j+N)-м входом блока 11, третий входс инверсным выходом триггера 14,j и с (j+N) ì выходом блока 11, причем с (M+ 1) -го по (M+N+ 1) и выходы счетчика 13 соединены с входами установки соответственно триггеров 14.114. (N+1) . цифровые обозначения нл временных диаграммах й!иг, 2 соответствуют 25 цифровым обозначениям элементов и пмн на фиг 1, Устройство работает следуюпмм образом.

В момент вклн;чения vcxpnf!Ства триггер 8 устанлвливлется н нулевое положение импульсом сбросл, поступающим на его вход сбросл с пл ны 3 через элемент ИЛИ 10, При этом нл инверсном выходе триггера 8 устанавливается единичный потенциал. Тактовый сигнал запускает источник акустических сигналов (не показлн) и одновременно по шине 2 через элемент

И 7 осуществляет сброс триггеров 40

6.1.. „6,N блока 6 памяти Такте ым сигналом осуществляс тся также сброс счетчика 13 и триггеров 16, 14.1...

14. (И+1) .

Первоначальная длительность строб- 45 импульса с устанавливается оператором коммутацией соответствующих выходов счетчика 13 по соотношению

rge H — расстояние между источником и приемником акустических сигналов, м; с - скорость звука в море, м/мс;

Ь с — разрешающий временной интервал приема сигналов, определяемый временным сдвигом между строб-импульсами, мс.

При появлении информационного сигнала на шине 1 последний сравнивается по длительности со строб-импульсами с, и с (i+1) на элементе И 5.i.

В случле совпадения во времени информационного иипульсл, например со строб-импульсами с и с. (*иг. 2, случай "а" такт 1) на выходе элеменf та И 5.,1 появляется импульс, осуществлявтцш установку триггера 6.1.

Все остлльные триггеры блока 6 остаются при этом в исходном состоянии.

Таким образом, в первом такте осуществляется выбор и запоминание разрешения (единичного потенциала на прямом выходе триггера 6.1) на прохождение в следующем такте через эле5i мент И 17„2 строб-импульсов с, и определяющих временное положение и импульса oKHë приема 0ö„. Во втором такте нл выход элементл ll 17.2 прохо!

4 дит импульс с,..... которьп через элемент ИЛИ 18 поступает на шину 4, Если же информационный сигнал не прошел через р" íåå установленное сони (фиг.2 ! случлй "б", такт 3), то с ьч !кодл элемента И 17,1 через элемент ИЛИ 18 нл выход в чс"твертом такте проходит

Л

QkH г.с, клк и в первом такте, устройство рлботлет с "окнои приема", вреис нное положение которого определяется длительностью строб-им|-,у .ьса нал чальной установки g Гели в гроцес С се работы временное положение инфорилци! нного с!!г изменяется, а импульс рлзрсшения появляетс; нл выхсде одного из Н элементов И 5.1...5.М, то в следуюшем такте через .лемент и

ИЛИ 18 проходит импульс приема с л оКн длительностью б, прошедший ерез один из элементов И 17.? .. „! 7, (N+1), получивший разрешение в предыдущем такте Таким обрлзом, осуществляется автоматическое слежение эа временныи положением информлциснного сигнала, что позволхс т в очередном такте сформировать импульс сп„и, длительность

A которого определяется величиной разрешающего временного интервала d!..

Еак правило, в гидроакустических системах позиционирования ПБУ выход формирователя окна приема подключают к входу блока приема информационных сигналов, поэтому точность формирования окна приема определяет и точность селекции информационных сигналов.

16281)6

15 (2) Проиэвсдем сравнительную оценку точности селекции при использовании известного !t да> нс>гo устройств нри функционировании их в составе гидроакустического устройства п.>эицпонирования ПБУ, Пусть расстояние между истсчникам !! приемником акустических сигнал в 11=450 м, время охождения и инфармаци>н.гага сигнала b =300 мс, Так и как Д< =16% от 1,, то „лительнасть строб-импульса начальной установки и. алло не может быть задана точнее, чем

Ь „=48 мс (16% от, ) Известно,что средняя погрешность; Rbloнанная помехами 1,д (относительное изменение иДЛИтЕ .-:,.>Cти b I!.-l ГН ГХОЦЕ 11>!(»риацнаиного триггера), определяется па формуле где P — плотность вероятности появления помех и определяется, как отношение числа импульсов помех к числу периодов следования тактовых импульсов Т; и

Ь с — время ожидания сигнала, мс.

Пусть Т=2000 мс, Р=6,Дс =йс =48 мс, тогда решая уравнение (2), получим, что F< =0,07 (7 отg ), т.е, в первом такте точность селекции составляЛ ет 7 от ь, и только через К тактов происходит адаптация устройства„ иТак как формирование с.бо и > 5п Р рассматриваемом устройстве не связано с проведением операции аналогового преобразования, то точность формирования импульса окна селекции, а значит, и точность селекции определяется только стабильностью генератора и выбранным временным сдвигам

Л h л

Дс между строб-импульсами b „. „. с (п+1). При этом величина 1 >С может быть существенно минимизирована и выбирается исходя из условий работы объекта позиционирования (скорости его перемещения, Т, уровня шумов и таад.). Так, например, в рассматЛ риваемом случае оптимален выбор Дс =

=2 мс. Подставляя 1!>б в с>армулу л (2), найдем, что gc =0,003 (0,3 от ь ). Таким образом, при использовании данного устройства в селекторах информационных сигналов адаптация происходит за один такт, а точность селекции вьпзе точности селекции с

55 использованием известного устройства в 20 раз.

При высоких уровнях помех использование в селекторах известного устройства прототипа приводит к сбоям работе гидроакустического устройства пози1 ионирования, что в свою очередь может привести к неконтролируемым смещениям ПБУ, а значит, к возникновению аварийных ситуаций, поломке бурового инструмента, потере скважины и т,д, Использование данного устройства позволяет существенна повысить эффективность проведения буровых работ на ПБУ„

<> ормулaизабретени я

1, Устройство для формирования импульса окца селекции, содержащее блок сравнения длительностей импульсов, блок памяти « блок формирования импульса окна селекции, первый вход которого соединен с шиной тактавогс> сигнала, а первый выхг>д — с шиной импульса окна селекц ш, а также шину информационного импульса, т л и ч а ю ш е е с я .ем, что, с цеггью повышения точности фсрмировнния импульса окна .елекпии, в него введена шина запуска, соединенная с первым вхо, ом блока I>àìÿòи, второй вход которого соединен с шиной тактового сигнал», третий вход — с шиной инфармационнага импульса, а входы с четв ртого по (N+3) -й — соответст>зенчо с первого по 11-й выходами б>лака сравнения длительности импульсон, герный вход которого соединен с гIHHOH информационного импульса, входы второго по (0+1)-й — соответственно с нт >рого по (N+1) é вс кодака блока формирования импульса окна селекции, «ходы с (К+2)-ro по (2N+1) — и — соответственно с (N+2)-го по (2N+1)-й выходами блока формирования импульса окна селекции> с второго га (N+1)-й входы которого соединены соотьетс венно с первого по N-й вьгхадами блока памяти, выполненными прямыми, а входы с (N+2)-ro по (2N+1)-й — соответственно с (1i+1)-ro по 2Г1-й выходами блока памяти, вьгполненными инверсными.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сравнения длительности импульсов содержит

N элементов И, первые входы которых соединены с первым входом блока срав1628196 пения длительности импульсов, второй вход i-ro элемента И соединен с (i+1)"м входом блока сравнения длительности импульсов, где i 1,2,...,К, третий вход i-го элемента И вЂ” с (i+N+1)-м входом блока сравнения длительности импульсов, а выход i-го элемента И - с i-м выходом блока сравнения длительности импульсов.

3. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, блок памяти содержит N триггеров памяти, элемент ИЛИ, первьп» вход которого соединен с первым входом блока памяти, элемент задержки, вход которого соединен с первым входом элемента И и вторым входом блока памяти, а также триггер состояния, вход установки которого соединен с третьим входом блока памяти, вход сброса — с выходом элемента ИЛИ, а инверсньп» выход— с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входами сброса каждого из N триггеров памяти, вход 25 установки i-го триггера памяти соединен с (i+3)-м входом блока памяти, инверсный выход — с i-м выходом блока памяти, прямой выход — с (i+N)-м выходом блока памяти, причем выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования импульса окна селекции содержит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, с первого по И-й выходы которого соединены с замыкающими контактами многопозиционного переключателя, переключающий контакт которого соединен с входом установки триггера строб-импульса начальной установки, вход сброса которого соединен с входами сброса каждого из (N+1) триггеров строб-импульсов, входом сброса счетчика импульсов н первым входом блока формирования импульса окна селекции, а прямой выход - с первым входом первого элемента И, с второго по (N+1)-й входы которого соединены соответственно с второго по (N+1)-й входами блока формирования импульса окна селекции, а выход— с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока формирования импульса окна селекции, а с второго по (N+1)-й входы — с выходами соответственно с второго по (N+1)-й элементов И, причем первый вход j-го элемента И соединен с прямым выходом (j 1)-го триггера строб-импульсов и с j-м выходом блока формирования импульса окна селекции, где j=2 3,...,(И+1), второй вход — с (j+N)-м входом блока формирования импульса окна селекции, третий вход — с инверсным выходом

j-го триггера строб-импульса и (j+N)-м выходом блока формирования им. ульса окна селекции, причем с (М+1)-го по (M+N+1)-й выходы счетчика импульсов соединены с входами установ» и соответтвенно с первого по (N+1)-й триггеров строб-импульсов.

1628196

Ю 1б

Корр -"" "р И, I. «лий редактор Н.Шнь цкая

1(Обвис н о е

Тираж 462

Заказ 348

ВНИИХИ! Государственного комитета ло изобретениям и от:. рытиям нри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-33, Рыушская наб., д. 4у 3

ПронзводсTBeííî-издател -ский комбинат "Патент, г, Ужгорог,, у;r. Гагарина 101

Талип

ИМП. и ©

Составитель С Иудович

Техрел Л.Олийнык