Устройство для измерения интервалов времени

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик 964570 (6i ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) завалено 11. 08. 77 (21) 2516255/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень йе 37 (53)М. 6(л.

С 04 Г 10/04

° фвударетеашыФ квинтет

С66Р во делам изобретений н открытии (53) УДК 681.11 (088.8) Дата опубликования описания 09. 10.82 (72) Авторы изобретения

Б.B. Рядов, Е.Ф, Дубров, А.А. Колтуновский и А.И Пестринский

Изобретение относится к акустическим измерениям, а именно к устройствам для измерения времени распространения упругих колебаний в осадочных породах, слагающих дно водоемов или в .породах стенок скважин при акустическом каротаже.

Известно устройство для измерения интервалов времени, содержащее компаратор, подключенный к единичному входу триггера, управляющего двумя клю- 1о чами и счетчиком, интегратор, преобразователь напряжение-интервал, генератор опорной частоты, подключенный к входам двух логических схем И и логической схемы ИЛИ (1).

Недостатком известного устройства является резкое снижение точности коррекции интервала времени при изменении амплитуды принятого сигнала. то

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения интервалов времени, содержащее усилите" ли, первое и второе пороговые уст.2 ройства-ф>рмирователи, входы которых соединены между собой, а выходы раздельно подключены через измерители интервалов времени ко входу сумматора (2).

Недостатком известного устройства является резкое ухудшение точности коррекции интервала времени при изменении амплитуды принятого сигнала в условиях шумов.

Цель изобретения " .повышение точности измерения при изменении амплитуды принятого сигнала в условиях шумов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее усили" тель, а также первое и второе пороговые устройства-Формирователи, входы которых соединены между собой, а выходы раздельно подключены через измерители интервалов времени к входу сумматора, введены последовательно соединенные блок управления и нормализатор, вход которого подключен к вы964570 ф и 1 ходу усилителя, а выход подключен к входам первого и второго пороговых устройств, при этом вход блока управления подключен к входу первого формирователя, а выход - к входам перво 5

ro и второго измерителей интервалов времени, выходы пороговых устройств раздельно подкпючены к входам соответствующих формирователей, при этом . выход первого порогового устройства 1g подключен к входу второго формирователя.

На фиг. 1 изображен импульс упругих колебаний на входе усилителя; на фиг. 2 - структурная схема устрой-.15 ства для измерения. интервалов време1ни; на фиг. 3 - функциональная схема блока управления; на фиг. 4 - функци" ональная схема нормализатора амплитуды сигнала.,,го

Схема (фиг. 1} содержит тактовый импульс 1, импульс 11 на входе усилителя при затухании в среде, равном импульс Ш на входе усилителя при затухании в среде равном p ) ь., р5 шумы 1У, истинное время распростране ния упругих колебаний от момента излучения до момента пересечения сигна лом в приемном тракте нулевого уровня, д1„ - время распространен%я упругих колебаний от момента излучения до момента пересечения сигналом в при емном тракте первого порогового yposня ч„ для импульса 11, 51 - время пребывания сигнала между первым v> и

35 вторым v пороговыми уровнями для импульса 11, д1 „ - время распространения упругих колебаний от момента излу, чения до момента пересечения сигналом ю в приемном тракте первого порогового уровня ч„ для импульса LI, h4 " время, пребывания сигнала между первым V< и вторым v пороговыми уровнями для

45 импульса LI..Ïðè этом

Устройство содержит (см. фиг. 2) блок 1 управления, усилитель 2, нормализатор 3 амплитуды сигнала, первое 5О пороговое устройство 4, второе пороговое устройство 5, первый 6 и второй 7 формирователи временного ин-, тервала, первый измеритель 8 временно-

"го интервала, второй измеритель 9 временного интервала и сумматор 10, причем нормализатор 3 амплитуды сигнала по первому входу соединен с выходом усилителя 2, по второму входус блоком 1 управления, а по выходусо входами пороговых устройств 4 и 5.

Выход первого порогового устройства 4 соединен со входами формирователей 6 и 7 временных интервалов, второй формирователь 7 временного интервала по второму входу соединен с выходом второго порогового устройства 5, а по выходу - со вторым измерителем 9 временного интервала, первый формирова" тель 6 временного интервала по второму входу соединен с блоком 1 управления, а по выходу - с первым измерителем 8 временного интервала, измерители 8 и 9 временных интервалов по .второму входу соединены с блоком 1 управления, а по выходу - с сумматором 10. Блок 1 управления содержит тактовый генератор 11, триггер 12, схему l3 совпадения, первую 14 и вторую 15 линии задержки, причем выход тактового генератора 11 соединен, со счетным входом триггера 12, входом первой линии 14 задержки и вторым входом первого формирователя 6 временного интервала, схема 13 совпадения по первому входу соединена с прямым выходом триrгера 12, по второму входу - с выходом второй линии 15 задержки, и по выходу " со вторым входом нормализатора 3 амплитуды сигнала, выход первой линии 14 задержки соединен со входом второй линии 15 задержки, инверсный выход триггера 12 соединен со вторыми входами измерителей 8 и 9 временных интервалов.

Нормализатор 3 амплитуды сигнала содержит аналоговый ключ 16, пиковый детектор 17, устройство 18 деления и управляемый аттенюатор 19, причем аналоговый ключ 16 по первому входу соединен с выходом усилителя 2, по второму входу " с блоком 1 управления, а.по выходу - с пиковым детектором 17.

Управляемый аттенюатор 19 по перво— му входу соединен с выходом усилителя 2, по второму входу " с выходом устройства 18 деления, а по выходусо входами пороговых устройств.4 и 5, выход пикового детектора 17 соединен со входом устройства 18 деления, Измерение временного интервала производится за 2 такта излучения-приема.

Устройство работает следующим образом.

После заглубпения в грунт приемно" излучающей системы и включения аппаратуры тактовый генератор 11 блока формирователь 7 временного интервалаи заканчивает формирование импульса, равного времени пребывания сигнала между первым и вторым пороговыми уров" нями.

Импульсы с выходов формирователей 6 и 7 временных интервалов поступают на первые входы измерителей временных интервалов 8 и 9, на вторые входы которых поступает разрешающий потенциал с выхода триггера 12 блока 1 управления . Если первый и второй пороговые уровни выбраны так, что время пребывания сигнала от момента пересечения нулевого уровня до первого порогового уровня равно времени пребывания сигнала между первым и вторым пороговыми уровнями, то на измерители временных интервалов подается одна и та же опорная частота ° Если эти времена пребывания выбраны кратными, то соответствующим образом подбираются и опорные частоты, питающие измерите" ли 8 и 9 временных интервалов.

После измерения временных интервалов на измерителях 8 и 9 временных интервалов устанавливаются коды, соответствующие измеряемым временным интервалам. Эти коды подаются на сумматор 10, где из кода, соответствующе- го временному интервалу от момента излучения до момента пересечения первого порогового уровня; вычитается код, соответствующий;временному интервалу, равному времени пребывания сигнала между первым и вторым пороговыми уровнями.

Использование в устройстве для из" мерения интервалов времени таких эле" ментов как нормализатор и блок ynpas пения позволяет значительно повысить точность измерения при изменении амплитуды принятого сигнала в условиях шушумов, особенно при малых базах измерения и понижении диапазона используемых частот, когда время распространения между излучателем и приемни" ком соизмеримо с длительностью nepsoro вступления принятого =игнала. Кро» ме того, данное устройство позволяет проводить измерение временных интервалов двухэлементным зондом, состоящим иэ одного излучателя и одного приемника, с точностью (а при пони" женин диапазона используемых частот даже лучшей), присущей трехэпементным зондам, состоящим из одного излучателя и двух приемников или двух излучателей и одного приемника, т.е.

5 964570 6 управления 1 вырабатывает первый тактовый импульс, который опрокидывает триггер 12, выдающий разрешающий потенциал на схему 13 совпадения и за-. пускает первую линию 14 задержки. Зад-ф ним фронтом первой линии 14 задержки запускается вторая линия 15 задержки. Линии 14 и 15 задержки служат для повышения помекозащищенности и позволяют осуществить временную селекцию 1в принятого сигнала. Импульс с выхода второй линии 1:5 задержки через схему 13 совпадения поступает на вход аналогового ключа 16 и открывает его на время вероятного поступления 1 сигнала. на усилитель 2. Принятый сиг" нал усиливается усилителем 2, и через открытый аналоговый ключ 16 поступает на пиковый детектор 17, где запоминается. Устройство 18 деления осу- 20 ществляет операцию деления ч-А

Х где у - выходная величина а аналоговом или цифровом виде; х - величина, пропорциональная уу напряжению на выходе пикового детектора 17;

 — масштабный коэффициент.

Сигнал с выхода устройства 18 деления устанавливает управляемый аттенюатор 19 в такое положение, что прошедший через него во втором такте работы принятый сигнал будет. иметь строго определенную амплитуду, равную уровню нормировки мо. Второй так3$ товый импульс запускает первый формирователь 6 временного интервала и вторично опрокидывает триггер 12, который эапирает схему 13 совпадения.

Принятый во 2-м такте .сигнал усилило вается усилителем 2, приводится к единичному уровню vo нормализатором 3 .амплитуды сигнала, и поступает на входы пороговых устройств 4 и 5. При достижении сигналом первого порогового.

4$ уровня первое пороговое устройство 4 выдает импульс, который поступает на первый формирователь временного интервала, заканчивая формирование временного интервала от момента излуче5С ния до момента превышения сигналом первого порогового уровня. Импульс с выхода первого порогового устройст-. ва 4 поступает также на второй формирователь 7 временного интервала и запускает его. При достижений сигналом второго порогового уровня .второе пороговое устройство 5 вырабатывает импульс, который поступает на второй

7, 964570 8 позволяет упростить устройство, сни-., него введены последовательно соединен. эить усилие для эаглубления и извле- ные блок управления и нормализатор, чения зонда из грунта дна водоема, вход которого подключен к выходу усичто позволит упростить устройство для лителя, а выход подключен к входам заглубления и извлечения.зонда. з первого и второго пороговых устройств, при этом вход блока управления подключен к входу первого формирователя, формула изобретения . а выход - к входам первого и второго измерителей интервалов времени, выхоУстройство для измерения интерва 10 ды пороговых устройств раздельно лов времени, содержащее усилитель, подключены к входам соответствующих а также первое и второе пороговые формирователей, при этом выход пер" устройства-формирователи, входы ко- вого порогового устройства подключен торых соединены между собой, а выхо- к входу второго формирователя. ды раздельно подключены через измери-,И Источники информации, 1 тели интервалов времени к входу сум- принятые во внимание при экспертизе матора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 1. Авторское свидетеяьство СССР что, с целью повышения точности изме- g 607176, кл. С 04 F 1О/04, 1976. рения при изменении амплитуды приня-, 2. Авторское свидетельство СССР того сигнала в условиях шумов, в m я". 207263, кл. G 04 F 10/04, 1967.

964570

Кооректоо Н. Король

Подписное

Составитель Г. Виноградова

Редактор П, Коссей -Техре8 С.Мигунова

Заказ 7626/2о Тираж, 627

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 035 Москва Ж-35 Рамшская наб. д. 4/55«

3 З» .-3 с 1 - «2» А»»»«»»»» «»Ф»»»»

Филиал ПППП» "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,