FR2514219A1 - Procede et dispositif pour eliminer les interferences dues aux lignes a haute tension - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR ELIMINER LES INTERFERENCES DUES AUX LIGNES A HAUTE TENSION. DISPOSITIF POUR ELIMINER SENSIBLEMENT D'UN CANAL DE SIGNAUX A DEUX CONDUCTEURS 11 ET 12 UN SIGNAL INDUIT INDESIRABLE DANS LE MODE DIFFERENTIEL, OU LE SIGNAL INDESIRABLE APPARAIT SUR LES DEUX CONDUCTEURS DANS UNE COMPOSANTE DE SIGNAL DE MODE COMMUN ET DANS UNE COMPOSANTE DE SIGNAL DE MODE DIFFERENTIEL, COMPORTANT: DES MOYENS 14 DESTINES A PRENDRE SUR LES DEUX CONDUCTEURS UNE COMPOSANTE DE SIGNAL DE MODE COMMUN E DU SIGNAL INDESIRABLE, DES MOYENS 16 DESTINES A PRENDRE SUR LES DEUX CONDUCTEURS UNE COMPOSANTE DE SIGNAL DE MODE DIFFERENTIEL E DU SIGNAL INDESIRABLE, DES MOYENS DE CORRELATION 20 ET 22 SERVANT A ETABLIR LA CORRELATION ENTRE LADITE COMPOSANTE DE SIGNAL DE MODE DIFFERENTIEL ET LADITE COMPOSANTE DE SIGNAL DE MODE COMMUN POUR PRODUIRE UN SIGNAL DE CORRELATION, ET DES MOYENS 34 ET 36 QUI REPONDENT AUDIT SIGNAL DE MODE COMMUN EN PRODUISANT UN SIGNAL DE CORRECTION E, E QUI, LORSQU'IL EST APPLIQUE A L'UN DES DEUX CONDUCTEURS, REDUIT SENSIBLEMENT A ZERO LEDIT SIGNAL DE CORRELATION.

Description

La présente invention se rapporte à des circuits électroniques destinés à

éliminer d'un canal de signaux sismiques les signaux d'interférences du type qui sont

connus-sous le nom de signaux de lignes à haute tension.

Ainsi qu'il est bien connu dans la technique de la pros-

pection des gisements pétroliers souterrains, on répar-

tit un certain nombre de géophones ou dispositifs analo-

gues sur une zone, dans une certaine disposition, pour détecter les impulsions sismiques Des câbles électriques de grande longueur, à deux fils, relient les géophones

respectifs à un équipement de traitement des signaux si-

tué dans un poste central tel qu'un camion ou fourgon.

Les signaux sismiques désirés se propagent sur un c Able-à

deux fils en ce qu'on appelle communément un mode-diffé-

rentiel, c'est-à-dire que le signal représente un poten-

tiel sur un conducteur relativement au potentiel sur le

deuxième conducteur.

L'équipement sismique se trouve fréquemment dans le

voisinage d'équipements électriques et de lignes de trans-

port d'électricité qui transportent un courant qui est à

une fréquence de 60 Hertz aux E U A et à d'autres fré-

quences dans certains autres pays En principe, si les cables électriques qui transportent les signaux sismiques -sont équilibrés électriquement l'un par rapport à l'autre et par rapport à leur environnement, les courants et champs parasites de 60 Hertz qui sont associés aux lignes de transport de puissance et à l'équipement produiront des tensions égales dans les conducteurs du câble Les signaux de ce type apparaissant sur le câble sont appelés

des signaux de mode commun.

Cette fréquence de 60 Hertz sera adoptée dans la

suite, à titre d'exemple.

Des amplificateurs d'entrée à gain élevé couplent

les signaux sismiques des câbles à l'équipement de traite-

ment des signaux Ces amplificateurs sont conçus et cons-

truits pour amplifier les signaux d'entrée dans le mode

différentiel mais ils assurent jusqu'à 100 db, par exem-

ple, le rejet des signaux du mode commun Dans les condi-

tions idéales, les amplificateurs d'entrée à gain élevé peuvent assurer une isolation adéquate, de sorte que les signaux de mode commun indésirables des lignes à haute tension n'apparaissent pas dans une mesure nuisible aux

bornes de sortie des amplificateurs à gain élevé Toute-

fois, étant donné que les conditions idéales n'existent pas toujours dans la pratique réelle, les courants et champs à 60 Hertz ne produisent pas des tensions égales sur les deux conducteurs d'un câble Il en résulte qu'un signal indésirable de lignes & haute tension à 60 Hertz est présent sur le cible dans le mode différentiel Etant donné que l'amplificateur d'entrée A gain élevé répond

aux signaux dans le mode différentiel, le signal indési-

rable de lignes à haute tension à 60 Hertz dans ce mode sera présent dans le signal sismique qui est transmis de l'amplificateur à gain élevé à l'appareil de traitement

des signaux.

Divers moyens ont été utilisés dans le but d'élimi-

ner les signaux de mode différentiel indésirables des canaux de signaux sismiques On a utilisé des filtres à

encoche mais ces filtres peuvent 8 tre difficiles et cot-

teux à concevoir et à construire En outre, leurs carac-

téristiques peuvent varier dans le temps Par ailleurs, ils peuvent introduire des décalages de phase ou d'autres

effets préjudiciables dans les canaux de signaux sismi-

ques.

On connaît d'autres techniques pour engendrer un

signal qui est sensiblement égal en amplitude mais oppo-

sé en phase au signal d'interférence Ce signal engendré

est alors combiné au signal d'interférence pour l'élimi-

ner ou l'annuler.

Il y a d'autres approches qui visent à équilibrer électriquement les deux lignes du cible avec précision

de manière que le signal d'interférence à 60 Hertz n'ap-

paraisse sur le cible que dans le mode commun Ce signal sera alors sensiblement éliminé par l'amplificateur à

gain élevé qui a des caractéristiques de réjection de mo-

de commun très élevées La présente invention est de ce

dernier type.

La présente invention crée des moyens et un appareil 3 ^ permettant d'obtenir, à partir du canal sismique à deux

fils, une composante de signal de mode çommun et une com-

posante de signal de mode différentiel du signal de li-

gnes à haute tension indésirable Ces composantes du si-

gnal sont mises en corrélation entre elles pour produire un signal de corrélation Des circuits de commande et multiplicateurs répondant au signal de corrélation et à la composante de signal de mode commun pris comme signal de référence produisent un signal de correction qui, lorsqu'il est couplé au conducteur à haut niveau du canal sismique, amène la ligne à apparaître équilibrée sur le

signal de lignes à haute tension, en éliminant ainsi sen-

siblement la composante de mode différentiel du signal de lignes à haute tension de l'entrée sur l'amplificateur d'entrée de l'enregistreur L'amplificateur possède des caractéristiques de réjection élevées pour la composante

de mode commun restante du signal de lignes à haute ten-

sion, de sorte que cette composante est sensiblement éli-

minée par l'amplificateur d'entrée En, pratique, on pro-

duit des composantes de signal de corrélation et de signal de correction en phase et en quadrature pour éliminer les composantes correspondantes en phase et en quadrature du

signal de lignes à haute tension du mode différentiel.

Fig 1 est un schéma simplifié, principalement en

schéma bloc qui illustre le circuit éliminateur d'inter-

férences de lignes à haute tension suivant l'invention; Jig 2 est un schéma de circuit équivalent simplifié utilisé pour exposer les principes du fonctionnement de la présente invention; Fig 3 à 6 sont des schémas de circuits montrant les

détails du circuit qui est représenté de façon plus géné-

rale sur la fig 1.

Pour la description de l'invention, on suppose une

situation typique de prospection sismique C'est-à-dire qu'une pluralité ( 1, 2, 3 n) de géophones ou autres

dispositifs destinés à la détection des évènements sismi-

ques sont répartis dans une région donnée et chacun de ces dispositifs est connecté par une ligne respective de câbles à deux fils à un amplificateur d'entrée à gain élevé Chaque amplificateur couple les signaux sismiques à un appareil de traitement des signaux L'appareil de traitement des signaux peut être de n'importe quel type connu dans la technique et il ne sera pas décrit puisqu' il ne fait pas partie de la présente invention L'appareil éliminateur d'interférences de lignes à haute tension suivant l'invention est couplé au câble au c 8 té d'entrée

de l'amplificateur d'entrée à gain élevé.

Dans la forme de réalisation de l'invention qui

est actuellement préférée, le circuit complet d'élimina-

tion des interférences des lignes à haute tension suivant l'invention est couplé à chaque ligne ou canal de signaux

sismiques, à l'entrée de l'amplificateur d'instrumenta-

tion de ltéquipement de traitement des signaux ou, par exemple à l'entrée de l'enregistreur, En variante, on pourrait pratiquer un multiplexage du circuit voulu de manière que tous les canaux partagent dans le temps au moins une certaine partie du circuit commun Etant donné que le circuit d'élimination des interférences de chacun

des N canaux est le même pour tous les canaux, on ne dé-

crira ci-après qu'un seul de ces circuits Un schéma bloc simplifié de la présente invention est représenté sur la fig 1 Les deux conducteurs 11 et 12 sont respectivement le conducteur de niveau élevé et le conducteur de niveau

bas d'un canal sismique L'extrémité de gauche des con-

ducteurs est couplée aux géophones et l'extrémité de droi-

te est couplée à l'entrée d'un amplificateur d'entrée classique d'un équipement de traitement des données et/ou d'enregistrement des données L'amplificateur d'entrée

est caractérisé par un rapport élevé de réfection des si-

gnaux de mode commun ainsi qu'il est habituel dans la technique Des résistances R 1 et R 2 sont connectées à

l'une de leurs extrémités aux lignes 11 et 12 respective-

ment et sont connectées à leur autre extrémité à l'entrée d'un amplificateur de mode commun 14 Le signal de sortie etcm de l'amplificateur 14 est le signal d'interférences de lignes à haute tension de mode commun qui apparaît sur les conducteurs 11 et 12 Il n'y a sensiblement pas de composantes de mode différentiel dans le signal de sortie

de l'amplificateur 14.

Un amplificateur différentiel 16 présente ses deux bornes d'entrée connectées directement aux conducteurs 11 et-12 Son signal de sortie e'd est composé de deux composantes dont l'une est le signal sismique de mode différentiel e'd (sismique) et l'autre est la composante de mode différentiel du signal d'interférence de lignes aériennes e'd (HT) Les composantes de mode commun et de mode différentiel de l'interférence de lignes à haute tension sera à la même fréquence de 60 Hz tandis que la composante sismique, en mode différentiel, e'd (sismique)

aura le contenu multifréquence du signal sismique.

Dans la présente invention, il est nécessaire de séparer les composantes d'interférences de lignes à haute

tension du signal de mode différentiel e'd de la composan-

te de signal sismique Ainsi qu'on l'exposera plus bas, ceci est obtenu en mettant en corrélation le signal de mode différentiel e'd et les composantes en phase et en quadrature du signal de mode commun ecm de manière à

éliminer tout effet du signal sismique de mode différen-

tiel sur le fonctionnement du circuit suivant l'invention.

Le signal de mode commun e'lcm apparaissant à la

sortie de l'amplificateur 14 est appliqué par un conduc-

teur 17 à une borne d'entrée d'un corrélateur de signaux 20 et appliqué par l'intermédiaire d'un déphaseur 18 à 90 ,

à une borne d'entrée d'un corrélateur 22 de signaux iden-

tique le deuxième entrée des deux corrélateurs 20 et 22

est le signal différentiel e'd provenant de l'amplifica-

teur 16 qui est composé des composantes sismiques et d'in-

terférences des lignes à haute tension Les signaux de

sortie respectifs des corréalteurs 20 et 22 sont des si-

gnaux en courant continu dont les signes et les amplitu-

des sont indicatifs du degré de corrélation entre la com-

posante du signal de mode commun e'cm et les composantes

de signaux de mode différentiel e'd du signal d'interfé-

rences de lignes à haute tension C'est-à-dire que, s'il n'y a pas de composantes de mode différentiel du signal

d'interférences de lignes à haute tension sur les conduc-

teurs 11 et 12, les sorties du corrélateur 20 et 21 sont nulles S'il y a une composante de mode différentiel du signal d'interférences de lignes à haute tension présent sur les conducteurs 11 et 12, les corrélateurs produiront des signaux de sortie dont les amplitudes représentent respectivement l'amplitude des composantes en phase et en quadrature des signaux e'tcm et eld (HT) et dont les signes représentent la phase de e'd (HT) par rapport à e 'om etcm,

Pour la brève description du fonctionnement des

corrélateurs 20 et 22, on devra tenir compte du fait que l'équilibrage initial des lignes s'effectue en réalité avant l'exécution réelle de l'exploration sismique En

conséquence, seul le signal d'interférences de lignes aé-

riennes e'd (HT) sera présent à ce moment Chaque circuit corrélateur comprend un circuit multiplicateur qui, en réponse aux entrées de signaux de mode commun à 60 Hz et de signaux d'interférences de lignes à haute tension de

mode différentiel, produit un signal de sortie correspon-

dant qui esat une fonction sin 2 des deux signaux d'entrée.

Ce signal de fonction sin 2 subit un traitement de calcul de moyenne dans un filtre passe-bas qui produit un signal en courant continu lorsque l'entrée de mode différentiel

arrivant à ce filtre est autre que zéro Le signe du si-

gnal de sortie dépend de la phase de l'entrée de signal

de composantes différentielles.

Un signal sismique de mode différentiel apparais-

sant sur l'entrée e'd des corrélateurs ne produira sen-

siblement aucun signal de sortie correspondant parce que

son contenu de signal multifréquence ne sera pas notable-

ment en corrélation avec le signal de mode commun à 60 Hz

e'cm qui est l'autre entrée des corrélateurs Toute cor-

rélation de ce genre sera donc une fonction sinus-cosinus qui est annulée par calcul de moyenne dans le filtre passe-bas qui fait suite au circuit multiplicateur de

chaque corrélateur.

Les signaux des sorties de corrélation des corréla-

teurs en phase et en quadrature 20 et 22 sont respective-

ment appliqués à des circuits de commande 26 et 28 qui produisent des signaux de commande ae et a 2, lesquels constituent des entrées de signaux de commande pour des

multiplicateurs respectifs 34 et 36 à quatre quadrants.

La deuxième entrée de signaux de chacun des multiplicateurs 34, 36 est le signal de mode commun e'tm qui est appliqué par l'amplificateur 14 sur le conducteur 17.

Le fonctionnement des circuits de commande identi-

ques 26 et 28 est décrit plus bas mais, en bref, ces cir-

cuits fournissent les signaux de commande a 1 et a 2 quis lorsqu'ils sont multipliés par le signal de mode commun

fini e'cm, produisent des signaux d'équilibrage respec-

tifs qui, appliqués à la résistance % 1 et au condensateur

Cb 1, établissent un équilibre entre les signaux d'inter-

férences de lignes & haute tension induits sur les lignes 11 et 12 C'està-dire que la composante de signal de

mode différentiel de lignes à haute tension e'd est sensi-

blement éliminée des bornes d'entrée de l'amplificateur d'entrée de l'enregistreur Ceci ne laisse sur les lignes 11 et 12 que le signal d'interférences des lignes à haute tension de mode commun e'cm Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut l'amplificateur d'entrée de l'enregistreur possède

de hautes capacités de réfection du mode commun et atté-

nuera cette composante dans une mesure satisfaisante.

On donnera ici en regard de la fig 2 un exposé plus théorique de l'invention Les deux conducteurs de la ligne du canal de géophone sont indiqués en 11 et 12 La tension

ecm représente la source de signaux de mode commun d'in-

terférences de lignes à haute tension et la tension ed

représente la source de signaux de mode différentiel d'in-

terférences de lignes à haute tension R 1, C 1 et R 2, C 2 représentent respectivement la résistance et la capacité

des conducteurs 11 et 12 respectivement Ra, Ca représen-

tent la résistance et la capacité associées aux circuits d'entrée de l'amplificateur d'entrée de l'enregistreur

qui possède la haute caractéristique de réfection du mo-

de commun Les résistances Rbl Rb 2 et les condensateurs

Cbl et Cb 2 sont associés au circuit suivant l'invention.

Les sources de tension e'bl et e'b 2 correspondent à la tension de sortie des multiplicateurs 34 et 36 de la fig. 1 et sont les signaux engendrés qui ont pour résultat que la ligne apparaisse équilibrée en ce qui concerne les composantes en phase et en quadrature de l'interférence

des lignes à haute tension.

Si l'on considère le circuit théorique de la fig 2 on peut voir que, si le signal de commande a 1 i est zéro, le signal de tension d'équilibrage e'bl sera également zéro et la résistance b 1 sera connectée directement au potentiel de la masse Ceci concordera avec la condition associée à la résistance Rb 2 connectée entre la ligne 12 et la masse et aucun équilibrage ni compensation n'est ajouté à la ligne Le signal de commande a I ne peut être zéro que lorsque les lignes 11 et 12 sont équilibrées

d'elles-mêmes et qu'il n'y a pas de signal d'interféren-

ces de mode différentiel e'd (HT) ainsi qu'on l'explique-

ra avec plus de détails dans la suite.

Si le signal de commande a, possède une valeur égale

à 1, sa valeur positive maximale, la tension d'équilibra-

ge e'bl est égale à e' cm Cette valeur est sensiblement

la m 8 me que celle de e'cm sur le c 8 té haut de la résistan-

cma ce Rb et l'effet est le m Sme que si la résistance R 1

était entièrement éliminée du circuit Le signal de cor-

rection a 1 ne prend sa valeur positive maximale qu'èen

réponse à un déséquilibre de la ligne qui excède une li-

mite donnée dans un sens.

Si le signal de commande a 1 possède une valeur de -1, sa valeur négative maximale, la polarité de e'bl sera

effectivement inverse et Rb 1 sera parcourue par un cou-

rant d'intensité double Ceci a pour effet de rendre -b 1 = 2 Rb 2 Le signal de commande a 1 n'aura sa valeur négative maximale que si le déséquilibre sur la ligne est supérieur à une limite donnée dans le sens opposé au

sens existant lorsque a I était positif.

Les détails de la construction et du fonctionnement du circuit suivant l'invention seront expliqués en regard

des fig 3 à 6 Comme on le voit en se reportant tout d'a-

bord à la fig 3, les conducteurs de niveaux haut et bas

11 et 12 d'un canal sismique sont couplés par des résis-

tances RI et R 2 à l'entrée + d'un amplificateur de mode commun 14 qui est un amplificateur opérationnel Le signal -9

de sortie de l'amplificateur 14 est le signal de mode com-

mun e' Ce signal sera utilisé plus tard comme signal

de référence e'l (ref) dans une autre partie du circuit.

Le signal est également couplé en alternatif à un amplifi-

cateur logarithmique classique 40 Ia sortie de l'amplifi- cateur 40 est connectée à la borne d'entrée n 14 d'un circuit multiplexeur analogique 42 (MIX), de type 7512,

et elle est couplée à l'entrée d'un amplificateur opéra-

tionnel intégrateur 18 qui introduit un déphasage de 90

dans le signal, en produisant ainsi la composante en qua-

drature du signal de mode commun e ( 90 ).

Cm

Le signal d'entrée de commutation ou de bascule ap-

paraissant à la borne n 3 du circuit multiplexeur 42 est obtenu à la sortie d'un circuit oscillateur bascule 46, c'est-à-dire un circuit bistable qui produit la forme

d'onde carrée représentée qui possède un coefficient d'u-

tilisation de 50 % Cette forme d'onde de commutation a

pour effet que le circuit multiplexeur 42 applique le si-

gnal d'entrée e'cm ( 00) & la borne de sortie n 13 lorsque cm la forme d'onde de commutation est au niveau haut et d'appliquer le signal d'entrée e'cm ( 900) à la borne de sortie n'13 lorsque la forme d'onde de commutation est

au niveau bas La forme d'onde de bascule ou de commuta-

tion issue de l'oscillateur 46 est également présent sur

une borne désignée par la référence M et une forme d'on-

de bascule inverse est présente à une borne désignée par la référence R De circuit multiplexeur 42 peut être le

circuit du type "Protected Analog Switches AD 7512 " dé-

crit aux pages 14-13 à 14-20 des fiches techniques édi-

tées par la firme "Analog Devices Incorporated".

La résistance b 1 et le condensateur Cb, ont cha-

cun une de leurs extrémités connectée au conducteur de

niveau haut 11 à proximité de la borne d'entrée de l'am-

plificateur d'entrée de l'enregistreur Les autres extré-

mités de la résistance Rb et du condensateur Cb 1 sont couplées aux multiplicateurs 34 et 36 et reçoivent les

signaux de correction respectifs RC et QC qui sont pro-

duits dans le circuit de la fig 6 La résistance Rb 2 et le condensateur Cb 2 ont chacun une extrémité connectée au conducteur de niveau bas 12 en un point adjacent à

l'amplificateur d'entrée de l'enregistreur L'autre 'extré-

mité de chacun de ces éléments est mise A la masse.

L'amplificateur de mode différentiel 16 est repré-

senté sur la fig 4 Cet amplificateur constitue une va- riante de l'amplificateur différentiel connu décrit dans les riches techniques du fabricant relatives au w IM 363

Precision Instrumentation Amplifier" de février 1981, é-

ditées par National Semiconductor Corporation la varian-

te est constituée par l'addition des amplificateurs opé-

rationnels 51 et 52 qui rendent la caractéristique de

réponse de l'amplificateur différentiel plus linéaire.

Gomme on peut le voir sur la fig 4, le conducteur 11 de niveau haut de la ligne ou du canal sismique est connecté à la base d'un transistor 54 et le conducteur de niveau bas 12 est connecté à la base d'un transistor 55 Pour trouver d'autres détails sur l'amplificateur différentiel 16, on se reportera a la fiche technique mentionnée plus haut Il suffira ici d'indiquer que le signal de sortie

apparaissant sur la borne de sortie 56 ne représente sen-

siblement que le signal de mode différentiel e'd sur les lignes 11 et 12 Ainsi que l'on a mentionné précédemment, ce signal peut avoir une composante eld (sismique) qui

constitue le signal sismique désiré dans le mode diffé-

rentiel et une composante e'd(ET) qui est la composante

de signal d'interférences de lignes à haute tension indé-

sirables dans le mode différentiel.

Ie signal de mode différentiel e'd sortant de la borne de sortie 56 de l'amplificateur différentiel 16 est couplé à travers un amplificateur opérationnel à gain

élevé, et, ensuite, à travers un amplificateur logarith-

mique à gain élevé, qui sont tous deux de construction classique Le signal de mode différentiel amplifié ed

apparatt à la borne de sortie 63 de l'amplificateur loga-

rithmique 62.

On se reportera maintenant à la fig 5 sur laquelle les signaux de mode commun multiplexés en phase et en quadrature e'cm ( 0 ) et e'cm ( 90 ) issus de la bornede sortie 13 du circuit multiplexeur 42, fig 3, sont alternativement mis en corrélation avec le signal de mode

différentiel eld de la borne de sortie 63 de la fig 4.

Comme on l'a représenté sur la fig 5, les signaux d'entrée sont couplés en alternatif aux bornes d'entrée N 03 et 10 d'un circuit multiplicateur analogique 66, qui est un

circuit connu décrit dans les fiches techniques du fabri-

cant, relatives au multiplicateur "Precision IC multiplier

AD 534 " pages 4-17 à 4-24 éditées par "Analog Devices In-

corporatedn Les signaux de mode commun en phase et en

quadrature qui apparaissent alternativement sont multi-

pliés par le signal de mode différentiel e'd qui apparaît continuellement et-les signaux produits qui apparaissent

alternativement et possèdent des périodes de temps égales-

sont transmis, par une borne de sortie 68 à un circuit 70 de calcul de moyenne qui est un filtre passe-bas actif

de construction classique Les signaux de sortie du cir-

cuit de calcul de moyenne 70 qui apparaissent alternati-

vement correspondent aux signaux de sortie des côrrélateurs

et 22 de la fig 1.

* Ainsi qu'on l'a mentionné plus haut la corrélation des signaux de mode commun el ( O c) et e' cm( 90) avec le signal de mode différentiel d'interférences de lignes à haute tension e'd qui sont tous à la fréquence 60 iz et qui peuvent également inclure des harmoniques de cette fréquence, produisent un signal fonction sinus 2 ayant

une valeur de courant continu D'un autre c 8 té, la corré-

lation entre les signaux de mode commun et le signal sis-

mique de mode différentiel multifréquence eld (sismique)

produira un signal de fonction sinus-cosinus dont la mo-

yenne est sensiblement nulle, ce qui élimine sensiblement

le signal sismique de mode différentiel du reste du cir-

cuit de correction ou d'équilibrage suivant l'invention.

La sortie du circuit 70 de calcul de moyenne est transmise par un conducteur 72 à un circuit comparateur inverseur 74 dont le signal de sortie U/D est de niveau

élevé lorsque le signal de moyenne est négatif, et de ni-

veau bas lorsque la moyenne est positive Le signal de sortie U/D est transmis à un compteur-décompteur représenté sur la fig 6, pour commander le sens du comptage dans un

compteur ainsi qu'on l'expliquera.

La sortie du circuit de calcul de moyenne 70 est également couplée à un circuit redresseur à onde complète 78 dont la sortie, constituée par un signal de sortie à courant continu, est couplée, par une ligne 82, à la

borne d'entrée n 9 d'un oscillateur 84 à fréquence varia-

ble (OFV) Cet oscillateur 84 à fréquence variable est d'une conception connue et il peut être constitué par la partie oscillateur à fréquence variable d'un circuit "CD 4046 Micropower Phase-I Locked Loppn, décrit dans les

fiches techniques de la "National Semiconductor Corpora-

tionn pages 5-129 à 5-135 L'oscillateur 84 à fréquence variable produit sur la borne n 04 un signal d'horloge H

de sortie dont la fréquence est proportionnelle à l'am-

plitude du signal redressé apparaissant sur la ligne 82

sans tenir compte de la polarité du signal d'entrée C'est-

à-dire que, lorsque le signal de sortie croit en amplitu-

de, la fréquence du signal d'horloge de sortie croit et que, lorsque l'amplitude du signal d'entrée décroît, la

fréquence du signal d'horloge de sortie décroit en consé-

quence.

Le signal d'horloge à fréquence-variable apparais-

sant sur la borne n 4 de l'oscillateur à fréquence varia-

ble OFV 84, fig 5, est couplé à l'entrée d'horloge (H) du circuit de commande et multiplicateur représenté sur la fig 6 Le signal d'ordre de montée/descente U/D issu de la sortie du comparateur 74 de la fig 5 est également

transmis comme signal d'entrée au circuit de la fig 6.

Un signal-de remise à zéro est également transmis comme entrée au circuit de la fig 6 Il convient de comprendre

que, dans l'appareil suivant l'invention, il y a en réa-

lité deux circuits identiques du type représenté sur la

fig 6, un pour la composante en phase du signal de corré-

lation issu du corrélateur 20, fig 1 et un pour la compo-

sante en quadrature issue du corrélateur 22 Ainsi qu'on

l'a déjà décrit plus haut à propos de la forme de réali-

sation de l'invention représentée sur les fig 3 et 4,

les composantes en phase et en quadrature du signal etl.

de mode commun sont multiplexées dans l'entrée d'un cir-

cuit corrélateur unique qui multiplie alternativement ces signaux par le signal de mode différentiel eld Comme on peut le voir en se reportant & la fig 6, la forme d'onde de bascule ou de commutation inversée S issue de l'os- cillateur bascule 46, fig 3, est transmise à la borne

n 5 d'entrée de validation du circuit de commande et mul-

tiplicateur en phase et la forme d'onde de bascule M

de la fig 3 est transmise à la borne n 5 d'entrée corres- pondante du circuit de commande et multiplicateur en qua-

drature Etant donné que les circuits en phase et en qua-

drature fonctionnent de la m 8 me façon, bien qu'alternati-

vement, en réponse à leurs signaux d'entrée respectifs, on ne décrira en regard de la fig 6 que le seul circuit

en phase.

La portion de circuit de commande de la fig 6 est

composée d'un compteur-décompteur formé par trois comp-

teurs décompteurs à 4-bits du type 4516, montés en cas-

cade.

Lorsque le compteur est validé, par un signal ap-

proprié couplé à toutes les bornes de validation pré-

réglées (PE) et par un signal R apparaissant à la bor-

ne d'entrée n 5 du dispositif compteur 90, le compteur

compte lorsque l'ordre E/D est de niveau haut et décomp-

te lorsque l'ordre U/D est de niveau bas Le compteur permute du compteur 90 au compteur 92 et du compteur 92 au compteur 94 d'une façon classique Le compte codé est prélevé sur les bornes de sortie n 6, 11, 14 et 2 de chaque compteur et il est transmis par des lignes 96 aux

entrées correspondantes d'un convertisseur numérique-

analogique multiplicateur CNA 102 Le bit le moins signi-

ficatif (BMS) du compte codé apparaît sur la borne n 6 de sortie du compteur 90 et le bit le plus significatif

(BPS) apparaît sur la borne de sortie du compteur 94.

Le dispositif multiplicateur ONA 102 reçoit égale-

ment le signal d'entrée analogique e'cm (ref) qui est

la sortie de l'amplificateur de mode commun 14 (Fig 3).

Le multiplicateur 102 avec ses deux amplificateurs

opérationnels 104 et 106 peut Atre un dispositif CNA mul-

tiplicateur monolithique à 12-bits, type AD 7541, fabriqué

par 'Analog Devices Incorporatedn et décrit dans la fi-

che technique du fabricant, pages 9-101 à 9-104 Le cir-

cuit est construit pour travailler en fonctionnement binaire bipolaire ( 4 quadrants) de manière que la sortie puisse tre déphasée en + ou en par rapport à l'entrée de référence Comme décrit dans la fiche technique de fabricant mentionnée plus haut, l'entrée numérique est

codée en binaire décalée et multiplie le signal de réfé-

rence e' Cm (ref) conformément à la table de code suivan-

te Ent 6 rée numérique Sortie analogique nominale

IIIIIIIIIII -0,99951 V Ref.

IOO 00000001 -0,00049 V Ref.

100000000000 O

OI 0000000000 + 0,50000 V Ref.

000000000000 + 1,00000 V Ref.

Pour établir le code pour une affectation initiale, la borne d'entrée P 4 du compteur 94 est connectée à + 15 Volts et les autres entrées P du compteur 94 et toutes les entrées P des compteurs 92 et 90 sont mises a la masse La sortie numérique du compteur, sans entrée est

donc 100000000000.

Dans le fonctionnement du circuit de la fig 6, on supposera qu'il y a un signal HT de mode différentiel

indésirable sur les lignes 11 et 12 et que le signal d'or-

dre U/D de commande de comptage-décomptage ordonne aux compteurs 90, 92 et 94 de compter Lorsque le signal de bascule SE envoyé à la borne n 5 du compteur 90 est bas, le compteur compte à une cadence déterminée par le signal

d'horloge H & fréquence variable qui est transmis à tou-

tes les entrées d'horloge Le compteur compte jusqu'à ce

que le signal M de coefficient d'utilisation à 50 P/o s'é-

lève Le compte est multiplié effectivement par le signal d'entrée analogique e'cm (ref) conformément à la table de code ci-dessus et le signal de sortie négatif approprié (déphasé) apparaît sur la borne de sortie RO qui est

couplée à la sortie de l'amplificateur opérationnel 104.

Ce signal est transmis à la résistance correctrice Rb,

fig 3 et réduit la composante en phase du signal d'inter-

férences de lignes à haute tension en mode différentiel etd. Pendant la deuxième moitié du cycle de la forme

d'onde de bascule, c'est-à-dire M, le même type d'opéra-

tion sera exécuté dans le circuit de commande et multi-

plicateur jumeau affecté à la composante en quadrature.

Pendant cette deuxième moitié de la forme d'onde en bas-

cule, les compteurs 90, 92, 94 associés à la composante

en phase et décrits plus haut en regard de la fig 6 con-

serveront le compte qui y était contenu lorsque le cycle

en phase s'est terminé.

Le signal de correction transmis à la résistance Rbl a pour effet que la composante en phase du signal de mode différentiel de lignes à haute tension est réduite de sorte que le signal de corrélation apparaissant à la sortie du circuit de calcul de moyenne 70, fig 5, est réduit en amplitude Ceci détermine une réduction de la fréquence du signal d'horloge à fréquence variable issu

de l'OYV 84 et, à son tour, à la moitié suivante en pha-

se du signal de bascule SR, le compteur composé des compteurs 90, 92, 94, fig 6 compte à une cadence plus

basse pour augmenter encore le compte Le compte numéri-

que augmenté appliqué au ONA multiplicateur 102 accroit

encore le signal de correction négatif (déphasé) appa-

raissant à la borne de sortie RC pour réduire encore vers zéro le signal de corrélation apparaissant à la

sortie du corrélateur 20 Le circuit continue à fonction-

ner de cette façon pour maintenir continuellement le si-

gnal de corrélation à peu près à zéro Tout écart par rapport à zéro oblige le compteur à compter dans le sens

voulu pour ramener le signal de corrélation à zéro Na-

turellement, le compte nécessaire restera dans le comp-

teur. Le circiit de commande et de multiplication de la composante en quadrature, possédant la même construction que celle représentée sur la fig 6, travaillera alternativeie

avec le circuit en phase pour produire le signal de cor-

rection désiré à sa borne de sortie QC, fig 6 et ce si-

gnal est connecté au condensateur de correction Cb 1, fig;

3, pour réduire à zéro la composante en quadrature du si-

gnal HT du mode différentiel e'd. Lorsque-les circuits de phase et de quadrature de

la fig 6 fonctionnent comme décrit plus haut, les ten-

sions el et e 2 des fig 1 et 2 sont équilibrées et l'am-

plificateur d'entrée de l'enregistreur peut rejeter les

signaux de mode commun dans une mesure satisfaisante.

Une caractéristique particulièrement avantageuse

de l'invention consiste à utiliser le signal de mode com-

mun e'cm (ref) comme signal de référence dans le CNA mul-

tiplicateur de la fig 6 Ce signal à 60 Hz, dans l'exem-

ple supposé ici a été induit dans les lignes Il et 12 par la m 8 me source ou les mêmes sources que le signal de mode différentiel préjudiciable de sorte que des contenus

de ces deux signaux en fréquence fondamentale et fréquen-

ce harmonique doivent 8 tre identiques Ceci permet aux deux signaux d'être effectivement liés en corrélation

de la façon désirée Dans certains procédés de la techni-

que antérieure, on produit artificiellement un signal de référence destiné à produire un signal de correction et ce signal ne possède pas la m 8 me fréquence, avec ses harmoniques, que le signal préjudiciable Avec ce type de signal de référence, la correction ou l'équilibrage complet de la ligne est très difficile, quand encore il

est possible.

L'utilisation de corrélateurs dans les boucles fer-

mées permet de mettre les lignes dans un état équilibré, de sorte que l'on peut demander aux hautes capacités de réjection de l'amplificateur d'entrée de l'enregistreur

de rejeter de façon adéquate les signaux de haute ten-

sion de mode commun restantes Ainsi que l'on a mention-

né plus haut, un autre avantage important de l'utilisa-

tion de la corrélation en temps réel consiste dans le fait que la composante de signal sismique contenue dans le mode différentiel peut être éliminée de la composante de signal de mode différentiel e' en permettant ainsi d d'obtenir une plus grande précision dans l'équilibrage des

conducteurs 11 et 12 sur le signal d'interférences de li-

gnes à haute tension indésirables.

Il est facile de comprendre que le signal de haute tension indésiré par le mode différentiel sera sensible- ment éliminé du canal de signal par le circuit suivant l'invention mais que le signal sismique désiré dans le mode différentiel reste sensiblement non affecté Ceci

résulte du fait que les composantes de signaux de correc-

tion e'bi et e'b 2 sont simplement des versions échelon-

nées du signal de mode commun e'cm, le signal sismique

dans le mode différentiel ayant été éliminé par le corré-

lateur.

Il va également de soi que la composante en quadra-

ture du signal de corrélation peut 8 tre éventuellement

obtenue en déphasant de 90 le signal de mode différen-

tiel e'd au lieu du signal de mode commun e'lcm

Bien qu'on ait représenté et décrit une forme pré-

férée de réalisation de l'invention, d'autres formes de réalisation de l'invention sont également possibles Par exemple, dans la forme de réalisation ci-dessus chaque canal sera équipé du circuit Il peut être souhaitable que plusieurs canaux se partagent le circuit commun dans le temps, ainsi qu'il est habituel dans la technique pour le traitement de signaux provenant d'une pluralité de sources.

25142 1 9

REENDICAT 2 IONS

1. Dispositif pour éliminer sensiblement d'un ca-

nal de signaux a deux conducteurs d'un signal induit in-

désirable dans le mode différentiel, o le signal indési-

rable apparatt sur les deux conducteurs dans une composan- te de signal de mode commun et dans une composante de signal de mode différentiel, caractérisé par le fait qu' il comporte: des moyens destinés à prendre sur les deux conducteurs une composante de signal de mode commun du signal indésirable, des moyens destinés à prendre sur les

deux conducteurs une composante de signal de mode diffé-

rentiel du signal indésirable, des moyens de corrélation servant à établir la corrélation entre ladite composante de signal de mode différentiel et ladite composante de

signal de mode commun pour produire un signal de corréla-

tion, et des moyens qui répondent audit signal de corréla-

tion et à ladite composante de signal de mode commun en

produisant un signal de correction qui, lorsqu'il est ap-

pliqué à l'un des deux conducteurs, réduit sensiblement

à zéro ledit signal de corrélation.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que lesdits moyens de corrélation comprennent: des moyens destinés A produire une composante de signal

de corrélation en phase; et des moyens destinés à produi-

re une composante de signal de corrélation en quadrature, lesdites deux composantes de signaux de corrélation étant

dans une certaine relation Pde/par rapport au signal indé-

sirable présent sur lesdits conducteurs.

3. Dispositif suivant la revendication 2, caracté-

risé en ce que lesdits moyens destinés A produire un si-

gnal de correction comprennent des moyens qui répondent -à ladite composante de signal de corrélation en phase et à ladite composante de signal de mode commun en produisant une première composante de signal de correction destinée

à éliminer sensiblement des deux conducteurs la composan-

te en phase du signal de mode différentiel indésirable; et des moyens qui répondent à la composante de signal de corrélation en quadrature et à la composante de signal de mode commun en produisant une deuxième composante de signal de correction destinée à éliminer sensiblement des deux conducteurs la composante en quadrature du signal

de mode différentiel indésirable.

4. Dispositif suivant la revendication 3, caracté-

risé en ce que lesdits moyens destinés à produire un si- gnal de correction comprennent une première résistance de correction et un premier condensateur de correction

ayant chacun une extrémité connectée à un premier-des-

dits conducteurs de canal de signaux; une deuxième ré-

sistance de correction et un deuxieme condensateur de correction ayant chacun une première extrémité connectée à un deuxième des conducteurs du canal de signaux; des moyens destinés à coupler ladite première composante de

signal de correction à l'autre extrémité de ladite pre-

mière résistance de correction; des moyens destinés à coupler ladite deuxième composante de correction audit

premier condensateur de correction; et des moyens desti-

nés à connecter à la masse lés autres extrémités de la-

dite deuxième résistance de correction et du deuxième

condensateur de correction.

5. Dispositif suivant la revendication 4, caracté-

risé en ce que les deux conducteurs sont des conducteurs de niveau haut et de niveau bas d'un canal de signaux et en ce que le premier conducteur est le conducteur de

niveau haut du canal de signaux.

6. Dispositif suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que les moyens de corrélation comprennent des moyens multiplicateurs de signaux destinés à multiplier lesdites composantes de signal de mode commun et de mode

différentiel du signal indésirable, et des moyens de cal-

cul de moyenne des signaux servant à établir la moyenne du signal de sortie desdits moyens multiplicateurs de signaux.

7._ Dispositif suivant la revendication 6, caracté-

risé en ce que lesdits moyens de corrélation comprennent des moyens destinés décaler de 900 la phase de l'une desdites composantes de signaux de mode commun et de mode différentiel; des moyens destinés à coupler auxdits moyens t 4219 multiplicateurs de signaux, tout d'abord la composante non déphasée, puis la composante déphasée du signal de la première des composantes de signaux de mode commun et de mode différentiel; et des moyens destinés à coupler l'autre composante de signal de mode commun ou de mode

différentiel aux moyens multiplicateurs de signaux lors-

que lesdites composantes déphasées et non déphasées de ladite première composante de signal sont couplées aux moyens multiplicateurs de signaux a

8 Dispositif suivant la revendication 4, carac-

térisé en ce que les moyens destinés à produire lesdits

signaux de correction comprennent des moyens qui répon-

dent au signal de corrélation en produisant un compte qui est une fonction du signal de corrélation lorsque le signal de correction est zéro; des moyens destinés a% multiplier ledit compte et ladite composante de signal de mode commun pour obtenir ledit signal de correction,

lesdits moyens destinés à produire ledit compte mainte-

nant un compte qui, lorsqu'il est multiplié par ledit si-

gnal de mode commun, réduit sensiblement à zéro ledit si-Y

gnal de corrélation.

9. Dispositif suivant la revendication 8, carac-

térisé en ce que lesdits moyens destinés à multiplier

ledit compte et ledit signal de mode commun sont consti-

tués par un convertisseur numérique-analogique-multipli-

cateur qui produit un signal de sortie qui peut varier

dans les deux sens à partir d'une sortie nulle.

10. Dispositif suivant la revendication 9, carac-

térisé en ce que lesdits moyens destinés à produire un compte comprennent un compteur-décompteur, et des moyens qui répondent au signe du signal de corrélation pour ordonner au compteur de compter ou décompter selon le

signe du signal de corrélation.

11. Procédé pour éliminer sensiblement d'un canal

de signaux à deux conducteurs un signal induit indésira-

ble dans un mode différentiel; dans lequel le signal in-

désirable apparaît sur les deux conducteurs dans une composante de mode commun et dans une composante de mode différentiel, ce procédé étant caractérisé par les phases

consistant à: prendre sur les deux conducteurs une com-

posante de signal de mode commun du signal induit indési-

rable; prendre sur les deux conducteurs une composante de mode différentiel du signal induit indésirable; établir la corrélation entre ladite composante de signal de mode différentiel et la composante de signal de mode commun pour produire un signal de corrélation, et travailler sur ladite composante de signal de mode commun et ledit

signal de corrélation pour produire un signal de correc-

tion qui, lorsqu'il est couplé à l'un desdits conducteurs,

réduit sensiblement à zéro le signal de corrélation.

12. Procédé suivant la revendication 11, caracté-

risé en ce que la phase de production d'un signal de corrélation consiste à produire une composante de signal de corrélation en phase et a produire une composante de signal de corrélation en quadrature, ces deux composantes de signal de corrélation étant dans une certaine relation de phase par rapport au signal indésirable présent sur

lesdits conducteurs.

13 Procédé suivant la revendication 12, caracté-

risé en ce que la phase de production d'un signal de cor-

rection consiste à travailler sur chacune des deux com-

posantes de signal de corrélation, avec ladite composante de signal de mode commun pour produire des signaux de correction respectifs qui, lorsqu'ils sont connectés à l'un desdits conducteurs, réduisent sensiblement à zéro

lesdites composantes de signal de corrélation.

14. Procédé suivant la revendication 13, caracté-

risé en ce que la phase de production des signaux de correction consiste à produire des comptes respectifs qui sont fonction des deux signaux de corrélation lorsque les signaux de correction sont nuls, à multiplier chacun

de ces comptes par la composante de signal de mode com-

mun pour obtenir des signaux de correction respectifs; et à maintenir les comptes respectifs qui amènent lesdits

signaux de corrélation à parvenir sensiblement à zéro.

15. Procédé suivant la revendication 14, caracté-

risé en ce que ladite phase de production des comptes respectifs consiste à compter dans un sens lorsque le signal de corrélation respectif possède un premier signe et à compter dans le sens opposé lorsque le signal de

corrélation respectif possède le signe opposé.

16. Procédé suivent la revendication 15, caracté-

risé en ce que les phases de production d'une composante de sigÉal de corrélation en phase et d'une composante de signal de corrélation en quadrature consiste à produire

alternativement les composantes en phase et en quadratu-

re du signal de corrélation.

1-7 Dispositif destiné à éliminer sensiblement d'un canal de signaux sismique à deux fils un signal

* d'interférence de lignes à haute tension induit indésira-

ble dans un mode différentiel, dans lequel le signal d'in-

terférence de lignes à haute tension indésirable est éga-

lement présent sur les lignes dans une composante de mode commun, ledit circuit est caractérisé par le fait qu'il comporte: un amplificateur de mode commun couplé aux deux fils du canal sismique pour produire un signal de

mode commun de lignes à haute tension qui ne contient sen-

siblement pas de composante de mode différentiel de lignes à haute tension; un amplificateur de mode différentiel couplé aux deux fils du canal sismique pour produire un signal de mode différentiel de lignes à haute tension

ne contenant sensiblement pas de composante de mode com-

mun de lignes à haute tension; des moyens de déphasage qui répondent audit signal de mode commun de lignes à haute tension en produisant un signal de mode commun de

lignes à haute tension en quadrature; des moyens de mul-

tiplexage destinés à produire un signal multiplexé compo-

sé dudit signal de mode commun de lignes à haute tension qui se produit pendant une première des périodes de temps se présentant en alternance, suivi dudit signal de mode commun de lignes à haute tension en quadrature pendant

l'autre desdites périodes de temps qui se présentent al-

ternativement; des moyens de corrélation des signaux qui répondent audit signal multiplexé et audit signal de mode

différentiel de lignes à haute tension en mettant en cor-

rélation le signal de mode commun de lignes à haute ten-

sion et le signal de mode commun de lignes à haute tension en quadrature et le signal de mode différentiel de lignes à haute tension et en produisant en réponse à ces signaux des premiers et deuxième signaux de corrélation qui se présentent alternativement: des moyens qui répondent auxdits signaux de corrélation en produisant des signaux d'ordre respectifs de comptage-décomptage qui possèdent

différentes caractéristiques lorsque le signal de corré-

lation respectif a des signes différents; des moyens qui répondent auxdits signaux de corrélation en produisant des signaux d'horloge correspondants dont les fréquences sont fonction de l'amplitude du signal de corrélation

respectif, sans tenir compte du signe du signal de corré-

lation respectif; des premiers moyens compteurs qui ré-

pondent à un premier desdits signaux d'ordre de comptage-

décomptage et à un premier desdits signaux d'horloge en

produisant un premier compte qui est fonction de l'ampli-

tude dudit premier signal de corrélation sans aucune cor-

rection appliqué au canal sismique, ledit premier signal d'ordre de comptage-décomptage et ledit premier signal de corrélation étant associé audit signal de mode commun de lignes à haute tension; des deuxièmes moyens compteurs

qui répondent au deuxième desdits signaux d'ordre de comp-

tage-décomptage et audit deuxième signal de corrélation en produisant un deuxième compte qui est fonction de l'amplitude dudit deuxième signal de corrélation sans aucune correction appliquée audit canal sismique; un

premier moyen multiplicateur destiné à multiplier le pre-

mier compte par ledit signal de mode commun de lignes à

haute tension en produisant un premier signal de correc-

tion analogique; un deuxième moyen multiplicateur destiné à multiplier ledit deuxième compte par ledit signal de mode commun de lignes à haute tension pour produire un

deuxième signal analogique; des moyens à résistance des-

tinés à coupler ledit premier signal de correction à un des deux fils du canal sismique, qui est à niveau haut; des moyens à condensateur destinés à coupler ledit deuxième signal de correction à celui des deux fils-du

canal sismique qui est au niveau haut; des moyens à ré-

sistance et condensateur sensiblement identiques connectés

14219

entre celui des deux fils qui est au niveau bas et la masse, les premier et deuxième moyfens multiplicateurs

produisant des signaux de correction respectifs qui ré-

duisent sensiblement à zéro les premier et deuxième si-

gnaux de corrélation, lesdits premier et deuxième moyens

compteurs retenant respectivement des comptes qui amè-

nent lesdits signaux de correction à réduire à zéro la corrélation entre ledit signal de mode commun de lignes à haute tension et ledit signal de mode différentiel de

lignes à haute tension, et à réduire à zéro la corréla-

tion entre le signal de mode commun de lignes à haute tension en quadrature et le signal de mode différentiel

de lignes à haute tension.