Способ автоматической регулировки усиления дискретных сейсмических сигналов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
32I778
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 1О.Х1.1969 (У 1374633/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 19.Х1.1971. Бюллетень № 35
Дата опубликования описания 18.1.1972. -МПК б Olv 1/28
Комитет по цепам изобретений и открытий пои Совете Министров
УДК 550.834(О88.8) Автор изобретения
А. И. Слуцковский
Заявитель
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ
ДИСКРЕТНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Изобретение относится к области сейсмической разведки и может быть использовано одри 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 сейсмор азведочной 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 предыдущей 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 напряжения для по5 следующей точки, определяют коэффициент усиления по величине регулирующего напряжения, умножают его на входный сигнал и принимают полученное произведение в качестве следующего дискретного значения вы10 ходного сигнала.
На чертеже на фиг. 1 представлена блоксхема известной системы АРУ для непрерывных сигналов, на фиг. 2 — блок-схема устройства, при помощи которого может быть реа15 лизован предложенный способ автоматической регулировки усиления дискретных сейсмических сигналов.
Известная система АРУ для непрерывных сигналов содержит регулирующий элемент 1, 20 усилительные каскады 2 с постоянным коэффициентом усиления /(, выпрямитель 8, фильтр 4, конденсатор б, резисторы б и 7, диоды 8 и 9.
Устройство, реализующее предлагаемый
25 способ АРУ, содержит выпрямитель 10, блок вычитания 11, логическую схему 12, блок И определения величины постоянной времени заряда или разряда, блок 14 долговременной памяти, блок деления 15, блок умножения 1б, 30 блок суммирования 17, блок 18 определения
321778 (14) 10 г0
1 язых Up
R,+R„, (4) (10) Q=CUy, dq = CdUp, то
dQ И1 р
С С б5
3 коэффициента усиления Кр, блок умножения 19.
Известная аналоговая система АРУ (фиг.1) действует следующим образом.
При отсутствии регулирующего напряжения
Uð регулирующий элемент 1 обеспечивает коэффициент усиления Кр= 1; при наличии напряжения Uð, если оно,по величине превышает начальное (пороговое) напряжение коэффициент усиления Кр уменьшается тем больше, чем больше Up. Фильтр нижних частот АРУ (Г-образное полузвено типа RC) при помощи диодов 8 и 9 разделяет цепи заряда и разряда конденсатора 5 через резисторы б (заряд) и 7 (разряд). Выходное напряжение U„,x такой системы равно 1вых= 1вх КрК ° () где U, — входное напряжение, Кр= f1(1р — 1.) .. (2)
Здесь f1 — функциональная зависимость между коэффициентом усиления Кр и разностью Uð — UH, Величина тока заряда конденсатора равна
1 1вых I (3)
Ra + да где R8 — сопротивление резистора б, R„8 —.прямое сопротивление диода 8.
Величина тока разряда конденсатора равна где R7 — сопротивление резистора 7, Лдв — "P11 мое сопротивление диода 9.
При этом принято, что обратное сопротивление диодов бесконечно велико. Условие заряда или разряда соответственно
1и,,(— Uy)0, (5) 11вых 1р(0 (6)
Прямое сопротивление диодов является функцией приложенного к ним напряжения (живых Up) И СОПРОтИВЛЕНИй Щ И R7, т. Е.
1 8+1 дВ f2 () 1вых Up! RG) (7)
R7+Rp9 — f3 (1 живых ) Up1 R7)r (8)
С учетом (7) и (8) выражения (3) и (4) могут быть изменены следующим образом:
1 I вых (9)
Л(! 1вых р 1 да) I вых I p
Л (.IUab)x I Up: Rae)
Поскольку заряд конденсатора Q и напряжение на нем связаны соотношением
Подставляя в (11) значения токов из (9) и (10) и обозначив тзар = Ц2(! живых — Up! Рд8), (12) трав = Ц3(I . вых Up, Лд9), (19) получают, что при заряде
tL
dUp= (1вых Up)
"зар а,при разряде
dU,=(U»„l — и,) " . (15)
"зар
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 U„»x с входным напряжением U„è параметрическими функциями f<, f2 и f3, 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 U»», где и — порядковый номер точки дискретизации. В следующем цикле блок выпрямления 10 выдает модуль выходного напряжения и-ой точки
)U.„„! на блок вычитания 11; в этот же блок поступает регулирующее напряжение п-ой точки UpÄ. На выходе блока 11 получают разность напряжений (Ugbyx j Upn, которая поступает на блоки 12, И и 1б. 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 Usx»xnl — Upn поступает в блок
18, который определяет величину т 1 на основе таблицы значений функций f2 и f3, заданной в соответствии с выражениями (12) и (13) и хранящейся в долговременной памяти
14. Значение т+1 (заряда или разряда) поступает на блок деления 15, выдающий отЫ ношение, где At — заданный зара и+1
А1 нее интервал дискретизации. Величина л+1 вместе с разностью U»Än) — U» поступает
321778 в блок умножения 1б, на выходе которого в соответствии с дифференцйальным уравнением (14) или (15) получают приращение регулирующего напряжения
ht
Л 1ргп-+ц = (Uâa ûõв! — Uðç . (16) в+1
На выходе сумматора 17 получают сумму
Up(n.+0 = гкрп + A Up(n+1) ° (17)
Блок 18, где хранится таблица функции f< и куда поступают У„и У„ » ь определяет
Кр +0 в соответствии с формулой (2).
Следующее очередное дискретное значение выходного сигнала получают при помощи умножителя 19 в соответствии с формулой (1) при К=1.
Конечность интервала дискретизации является причиной лишь приближенного соответствия получаемого результата уравнениям, которые определяют действие аналоговой системы АРУ, однако при достаточно малом интервале дискретизации, например At=1—
2 мсек, как показали многочисленные опробования рассматриваемого способа, проведенные во ВНИИГеофизики, соответствие достаточно хорошее.
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 повышения эффективности обработки сейсмической
10 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 веI5 личины этой разности постоянную времени заряда-разряда, умножают разность на отношение интервала дискретизации к .постоянной времени и принимают это произведение за приращение регулирующего напряжения, 20 суммируют его с регулирующим напряжением предыдущей точки и принимают эту сумму в качестве регулирующего напряжения для последующей точки, определяют коэффициент усиления по величине регули25 рующего напряжения, уMHQ?KBIQT его на входной сигнал и принимают полученное произведение в качестве следующего дискретного значения выходного сигнала.
321778
Фиг. Г
Редактор И. Орлова
Корректор Н. Шевченко
Заказ 3941/15 Изд. № 1756 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель Е. Вишняков
Техред 3. Тараненко д l Rt
