SU1000970A1 - Geophone system - Google Patents

Description

(54) СЕЙСМОПРИЕМНАЯ СИСТЕуМА(54) SEISM ACCEPTABLE SYSTEM

Изобретение относитс  к многоканаль ным системам с проводным разделением каналов и может быть использовано при регистрации слабых сигналов от различных пространственно распределенных датчиков, например в технике сейсморазведки , телеметрии и т.д. Известна многоканальна  сейсмоприе на  система св зи, содержаща  сейсмо- приемники, преобразователи сигнала, несимметричную многоканальную систему проводов, оконечные приемники сигналов и корректирующие двухполюсники, шунтирующий вход каждого из них 1 Л . Недостатком этой системы «гол етс  недостаточна  помехозащищенность вслед ствие невозможности уменьшени  взаимных вли ний между каналами в сигнальной полосе частот. Известна сейсмоприемна  система с проводным разделением каналов, содержаща  несимметричную многоканальную сжстему проводов, а в каждом канале сейсмоприемники, преобразователн сигнала , разв зывающие симметричные четырехполюсники в виде парафаз-кого решающего усилител , и оконечные приемники сигналов. При этом дл  ослаблени  взаимного вли ни  ме аду кaнaлa ш по общей шине в широком диапазоне частот выходы четырехполюсника подключены к опорным входам сейсмоприемника и преобразовател , а входы соединены с об- щей шиной . Однако при пространственно прот женных ил11 площадных расстановках сейсмоприемников (или их групп), в проводниках св зи сейсмоприем11иков с сигнальным входом преобразовател  и соответствутощим выходом четырехполюсника, достигающих в подобных случа х дес тков к сотен метров, возникают наведенные различными промышленным объектами (электричеЬкие сети, средства св зи, производственные электромагнитные излучатели и т.п.) ЭДС помехи. Эти ЭДС суммарно воздействуют между опорным входом преобразовател , имеющим фиксированный потенишал общей шины, и его сигнальным входомо С увеличением рассто ний межрду сейсмоприемннкак-ш или их отдельны- М.И группами, а следоватеш но и проводников св зи, ЗДС помехи растет и може во много раз превысить уровень взаимных вли ний по общей шине. Цель изобретени  ™ повышение помехоустойчивости в уагюви х электромапш ных воздействий, Дл  этого пары элементов пр мой и обратной передачи парафазного решающе го усилител  разделены на части, ме аду которыми соответст венно включены сейс приемник и последовательна  . почка, а второй выход усилител  подключен к сигнальному входу преобразовател . Кроме того, каждый парафазный уси- лктель выполпен в виде последовательно го соединени  операционного усилител  с ди41форен1шальным входом одновходового инвертирующего усилител , содержащего последовательное вк/почеиие транзисторов с взаимно дополнительным типом проводимости и охваченного резис 1-ИБ ы л дел.ителем отрицательной обрат™ ной св зи. Ма (, 1 изобрайсена структурна  схема сеисмоприемной системы; на фиг, 2 - схема (})азного усил1.. Система содержит V) -канальную 1;есимметричпую проводную систему, вкл1опаьиную общую нулевую шину 1 и .;,1-нальи. провода 2 числом от 1 до У) , а в каждом канале сейсмоприемны двухполюсник (или их группу) 3, трех пшпоскьи п): еобразователь 4 сигнала (например, фильтр, кодирующее устройч ство и т.д.), разв зывающий электронный четырехполюсник 5 и оконечные приемни1Ш сигналов 6 (например, трансформатор , сейсмоусилитель, нак(знитель и т.п.). Преобразователь 4 имеет сигнальн . 7 3-1 опорный 8 входы (диффере ш aльный вход) и своим выходом 9 чер провод5шки 2 соединен с входами 10 оконечных приемников 6, опорные входы 11 которых через общую шту 1 и четырехполюсник 5, соед11ненный с опорным входом 8 преобразовател  4, замы каютс  в контур передачи сигнала с вы хода 9 последнего. Каждый четырехполюсник 5 выполнен в виде парафазного решающего усилител , содержащего малошум ший усилитель 12 с выходами 13 и 14 и диф(})ерен1ща ьными входами 15 и 16, охваченный цепью отрицатель ной обратной св зи через пары разделенных на части 17, 18 и 19, 20 элементов (например, резисторов) цепей пр мой и обратной передачи. Все резисторы 20 подключены к обшей нулевой . шине 1, сейсмоприемни1си 3 через резисторы 21 и прот женные гфовода 22 подключены к общим точкам элементов 19 и 2О, а обшие точки элементовТ7 и 18 соединены между собой через последовате/ ъную /RO-цепочку 23. Второй выход 24 четырехполюсника 5 соединен непосредственно с сигнальным входом 7 преобразовател  4. Напр жеккч: питани  на все электронные устройства системы фиг. 1 подаетс  относительно общей нул&вой шины 1. Структурна  схема усилител  12 (фиг. 2) содержит операционный усилите ь 25, последовательно соединенный с одновходоВым инвертирующим усилителем 26, охваченным резистивными делител ми 27 и 28 отрицательной обратной св зи. Усилитель 26 содержит входную ветвь, выполненную на транзисторах 29 и 30, резисторах 31 33, а также усилительную ветвь на последовательном включе ии транзисторов 34 и 35 с взаимно дополнительным типом проводимости резистора 36, и повторитель напр жени  (транзисторы 37 и 38). Система (фиг, 1} работает следующим образом. Прш одинаковых величинах пар элемен- . тов 17 21 в кажудом четырехполюснике 5, что дости1 аетс , например, средствами тонкоплепочной кмкроэлектрони1си , действие синфазных, -напр жений по- мехи, наводимых в прот женных проводниках 22, уменьшаетс  соответственно коэффициенту ослабле 1и  синфазной по мехи (не менее 7О - 8О дБ), присущему операщюнным усилител м 25 с диф/ференпиальным входом. Аналогичным э(И)ектом подавлени  четырехполюсник 5, как и в прототипе, обладает по отно шению к сигналам на общей шине 1. В то же врем , благодар  дифференциальному включению сейсмоприемника 3 относительно входов четырехполюсника 5 сейсмосигнал усиливаетс  в R RiQ4-Rj UR2;i/Rao) раз, начина  с нижней граниченной частоты $ - (R,C; ) . Дальнейща  режекци  остаточных сигналов синфазной помехи наThe invention relates to multi-channel wired channel separation systems and can be used to register weak signals from various spatially distributed sensors, for example, in seismic techniques, telemetry, etc. A multichannel seismic receiver is known for a communication system comprising seismic receivers, signal transducers, an asymmetrical multichannel wire system, terminal receivers of signals and two-terminal corrective signals, a shunt input of each one of them. The disadvantage of this system is the lack of noise immunity due to the impossibility of reducing the mutual effects between channels in the signal frequency band. A well-known seismic receiver system with wired channel separation, containing an asymmetrical multichannel cable wiring, and in each channel there are seismic receivers, a signal converter, which triggers symmetrical quadrupoles in the form of a paraphase decisive amplifier, and terminal receivers of signals. At the same time, in order to attenuate the mutual influence of the channel between the channels along a common bus in a wide frequency range, the outputs of the four-pole network are connected to the reference inputs of the seismic receiver and the converter, and the inputs are connected to the common bus. However, when spatially spread or 11 areal arrangements of seismic receivers (or their groups), in the conductors of communication, seismic receivers with signal transducer input and corresponding output of the quadrupole, reaching tens to hundreds of meters in such cases, induced by various industrial facilities (electrical networks, facilities communications, industrial electromagnetic emitters, etc.) EMF interference. These EMFs impact in total between the reference input of the converter, having a fixed common bus width, and its signal input. With the increase in the interfacial distance, seismic receivers or their separate MI groups, and consequently, the interference from the conductors increases and many times exceed the level of mutual influence on the common bus. Purpose of the Invention ™ Improving noise immunity in electronic impact effects. For this pair of elements of the direct and reverse transmission of a paraphase critical amplifier, the parts are divided between which the seis receiver is connected and consistently. kidney, and the second output of the amplifier is connected to the signal input of the converter. In addition, each paraphase amplifier is made in the form of a serial connection of an operational amplifier with a remote input of a single-pass inverting amplifier containing serial VC / POC transistors with a mutually complementary conductivity type and covered by a 1-IB reducer divided by a negative reverse voltage zi Ma (, 1 is a schematic diagram of a seismic receiver system; FIG. 2 is a diagram (}) of a common amplifier1. The system contains V) -channel 1; an asymmetrical wired system, including a common common zero bus 1 and.;, 1-nalya. wires 2 are from 1 to Y), and in each channel there is a two-port circuit (or a group of them) 3, three channels): an converter 4 signals (for example, a filter, an encoder, etc.), which unites an electronic quadrupole 5 and terminal receivers of signals 6 (for example, a transformer, a seismic amplifier, nak (knowledge, etc.). Converter 4 has signal. 7 3-1 reference 8 inputs (differential input) and its output 9 Cher wire5shki 2 is connected to the inputs 10 terminal receivers 6, the reference inputs 11 of which through a common thing 1 and a quadrupole 5 connected with the reference input 8 of the converter 4, are closed in the signal transfer circuit from the output of the latter 9. Each quadrupole 5 is designed as a paraphase solver amplifier containing a low-noise amplifier 12 with outputs 13 and 14 and differential (15) 16 , covered by a negative feedback circuit through a pair of elements (for example, resistors) of forward and reverse gear circuits divided into parts 17, 18 and 19, 20. All resistors 20 are connected to the common zero. bus 1, seismic receiver 3 through resistors 21 and extended driver 22 are connected to common points of elements 19 and 2O, and common points of elements T7 and 18 are connected to each other via a serial / RO-chain 23. The second output 24 of a quadrupole 5 is connected directly to the signal input 7 of the converter 4. Electrical power supply to all electronic devices of the system of FIG. 1 is supplied with respect to a common zero & bus 1. The amplifier circuit 12 (FIG. 2) contains an operational amplifier 25, connected in series with a single-input inverter amplifier 26, encircled by negative feedback resistors 27 and 28. Amplifier 26 contains an input branch made on transistors 29 and 30, resistors 31 33, as well as an amplifying branch on the series connection of transistors 34 and 35 with a mutually complementary conductivity type of resistor 36, and a voltage follower (transistors 37 and 38). The system (FIG. 1} works as follows. Pry equal values of pairs of elements 17 21 in each quadrupole 5, which can be achieved, for example, by means of thin-rimmed kcroelectronicity, the effect of common-mode, -surface disturbances induced in long conductors 22, decreases in accordance with the attenuator ratio and the common-mode mecha (at least 7O – 8O dB), which is typical of a 25 / differential input amplifier with a diff / penny input. Similarly to the e (I) signal, the quadrupole 5 has a suppression effect signals on a common bus 1. At the same time, due to the differential activation of the seismic receiver 3 relative to the entrances of the quadrupole 5, the seismic signal is amplified by R RiQ4-Rj UR2; i / Rao) times, starting from the lower limit frequency $ - (R, C;). Further rejection of residual common mode signals on

выходах j 3 и 14 усилител  12 осуществл етс  благодар  их подключе{шю между сигнальным 7 и опорным 8 входами преобразовател  4. Эквивалентное напр жение приведенного смещени  нул  усилите л  12 и его дрейф  вл ютс  инфрага1зкочастотными сигналами, дл  которых RC -цепочка обладает практически бесконечным импедансом, передающимс  на выход 13 и 14 с коэффициентом пере дачи.j .1Outputs j 3 and 14 of amplifier 12 are made possible by connecting them between signal 7 and reference 8 inputs of converter 4. Equivalent voltage of the reduced displacement zero amplification l 12 and its drift are infrared-frequency signals for which the RC-chain has almost infinite impedance transmitted to output 13 and 14 with a transfer factor of .j .1

Фм), Fm)

гарантирующим ненасыщенный режим ра- боты и неискаженную обработку сейсмосигналов в устройствах 4 и 5. Е лагода- р  этому улучшаетс  отнощение сигналщум и увеличиваетс  помехозащищенность системы при пространственно прот женных или площадных расстановках сейсмоприемников .guaranteeing unsaturated operation and undistorted seismic signal processing in devices 4 and 5. This improves the signal-to-noise ratio and increases the noise immunity of the system with spatially extended or areal seismic receivers.

В случае пространственного размещени  вместе с сейсмоприемником 3 четы- . рехполюсника 5 ЭДС помехи наводитс  на провода св зи его выходов с входами преобразовател  4 и налагаетс  на уже усиленный в четырехполюснике 5 сигнал без ухудщепи  отнощени  сигнал/шум, Однако Б этом случае на прот женные провода питани  усилител  12 можетIn the case of spatial placement together with a seismic receiver, three four. of the 5 emf disturbance interference is induced on the communication wires of its outputs with the converter 4 inputs and is applied to the signal already amplified in the four-pole 5 without deterioration of the signal-to-noise ratio. However, in this case,

наводитьс  ЭДС помехи, э44ективно подавл ема  только в том случае, когда входы усилител  1,2 В1спючены по отношению к ней как к синфазному сигналу. Это достигаетс  благодар  схемотехни- ческому построению усилител  26 следующим образом.EMF is induced by interference that is effectively suppressed only when the inputs of the 1.2 V1 amplifier are connected to it as a common-mode signal. This is achieved by the circuit design of the amplifier 26 as follows.

Входна  ветвь, выполненна  на транзисторах 29 и 30, резисторах 31 - 33, выполн ет (Ьункцию согласовани  уровн  и азы выхопного сигнала усилител  25с уров- нем и фазой, необходимыми дл  -обеспечени  работы усилительной пары выполненной на транзисторах 29 и 30. и резисторе 31. Выходной сигнал усилител  25, сдвинутый на необходимые уровни входной ветвью, снимаетс  с резистора 31 инвертированным по фазе на вход полевого транзистора 34, включенного по схеме с общим затвором, в то же врем  он снимаетс  без изменени  фазы с делител , включающего транзистор 30 и резисторы 32 и 33, на базу-транзистора 35, благодар  чему транзисторы 34 и 35  вл ютс  один дл  другохоThe input branch, made on transistors 29 and 30, resistors 31 - 33, performs (function of matching the level and nuts of the exhaust signal of amplifier 25c with the level and phase necessary to ensure the operation of the amplifier pair performed on transistors 29 and 30. and resistor 31 The output signal of the amplifier 25, which is shifted to the required levels by the input branch, is removed from the resistor 31 inverted in phase to the input of the field-effect transistor 34 connected in a common-gate circuit, at the same time it is removed without changing the phase from the divider including transistor 3 0 and resistors 32 and 33, to base transistor 35, whereby transistors 34 and 35 are one for another

динамической нагрузкой и обеспечивают высокий коэффи1шент усилени  схемы, необходикь й дл  точного инвертироваии  выходного сигнапса усилител  25 приdynamic load and provide a high gain ratio of the circuit, necessary for precise inversion of the output signal of the amplifier 25 at

охвате его делителем 27 и 28 обратной С1з зи, Выполнение усилительной ветви на транзисторах 34 и 35 с взаим но дополнительным типом проводимости позвол ет подключ.ить их упраап ющие переходы к источникам питани  + Еп и -Еп, благодар  чему ЭДС помехи в цепи питани  практически одинаково воздействует на эти переходы и эффективно подавл етс . Высока  степень подавлен 1  упом нутой помехи операционным усилителем 25, обеспечиваема  диф:|-еренШ{альным построением его входного каокада , практггческз не ухудшаетс  при включешп по схеме усилител  12 благодар  помехоустойчивости дополнительного усилител  26 и отсутстви  цепей СВЯ331 его входа с общей щиной 1.its coverage by a divider 27 and 28 reverse C z z. Performing the amplifying branch on transistors 34 and 35 with a mutually additional type of conductivity allows connecting their control transitions to the power sources + En and -En, due to which the EMF interference in the power supply is practically equally affects these transitions and is effectively suppressed. The high degree is suppressed by the above mentioned interference by the operational amplifier 25, provided by the differential: | -resolution {its construction of the input kokadad, practically does not deteriorate when the amplifier 12 is switched on due to the noise immunity of the additional amplifier 26 and the absence of the HBA331 input circuit with a total thickness 1.

Таким образом, в предлагаемой системе сочетаетс  высока  помехозащишеп- ность с ослаблением ВчЗаимных вли ний при использовании несимкетртппюй проводной системы.Thus, the proposed system combines high noise immunity with the weakening of the high-frequency effects when using unbalanced wired systems.

Claims (2)

1. Сейсмоприемиа  система с провод- разделением каналов, содержаща  несимметричную многоканальную систему проводов и в каждом канале сейсмс приемш1ки , преобразователи сигнала, разв зывающие симметр11чн1 е четырек- полюспики в БУще парафазного рои;аюшого усилител , одип из выходов котс-рого подключен к опорному входу преобразовател , а входы соединены с общей шнпой несимметричной проводной системы, и оконечные приемники сиг 1алов, о т л и- чающа с  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости в услови х электромагнитных воздействий, пары элементов пр мой и обратной передачи па™ рафазного решающего уси,гштел  разделены на части, между которыми соответственно вшгючены сейсмопрпемгшк и пос- ледоват&пьна  КС-цепочка, а второй усилител  подключен к сигнальному входу преобразовател . 1. A seismic receiver with a channel-channel separation system containing an asymmetrical multichannel system of wires and in each channel seismic receivers, signal converters that unite the four-pole in symmetrical four-pole circuits in the amplifier of a paraphase swarm; the converter, and the inputs are connected to a common asymmetrical wired system, and the terminal receivers of the signal are mains, so that, in order to improve the noise immunity under the conditions of electromagnetic effects, the pairs The elements of the forward and reverse transmission of the phase decisive wuxi, the cores are divided into parts, between which seismic signals and the sequential & CS chain are respectively connected, and the second amplifier is connected to the signal input of the converter. 2, Система по п, 1, о т л л ч а ю-. щ а   с   тем, что каж,цый парафазный усилитель выполнен в виде последоватапь- ного соединени  операционного уснлител  с дифференциальным входом и одповхо- дового инвертирующего усилител , содержащего последовательное включение транзисторов с взаимно дополнительным типом проводимости и охваченного резистиБным делителем отрицательной обратной св зи. Источники информашш, по за вке № 2081117, кл. G01V 1/28,2, The system in accordance with claim 1; This is due to the fact that each paraphase amplifier is made in the form of a serial connection of an operational amplifier with a differential input and a single-ended inverting amplifier containing a series connection of transistors with a mutually additional conductivity type and covered by a resistive negative feedback divider. Sources of information, for application number 2081117, cl. G01V 1/28, прин тые во внимание при экспертизе 5 1974 (прототип).taken into account in examination 5 1974 (prototype). 10009701000970 1.Авторское свидетельство СССР № 276173, кл, Н 04 В З/ОО, 1968.1. USSR author's certificate No. 276173, class, H 04 B C / PA, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР 2. USSR author's certificate