182977. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés AM-jel összetevőinek szétválasztására a járulékos amplitudó moduláció kiküszöbölésére, különös tekintettel geofizikai mérésekhez
1 182 977 2 Végül az 1 kábelkorrektor 1—2 kimenete a 3 csúcsegyenirányítóhoz is csatlakozik, annak 3—1 bemenetére. Az 5 komparátor 5—3 kimenete egy 6 újraindítható monostabil multivibrator 6—1 bemenetére kapcsolódik, és a 6 újraindítható monostabil multivibrátor (továbbiakban UMM-ként rövidítve) 6—2 kimenete képezi az elrendezés másik F2KI kimenetét (moduláló jel). Az elrendezés működése során az 1 kábelkorrektor (részletesen később) a mérőkábel nem ideális átviteli karakterisztikáját kiegyenlíti, az 1 —2 kimenetén megjelenő AM-jel a vivőfrekvenciát leválasztó 2 komparátorra és a moduláló jelet leválasztó további fokozatokra kerül. Amíg a vivőfrekvencia leválasztása nem okoz különös problémát, mert a 2 komparátor nullkomparátorként kapcsolva egyszerűen előállítja kimenetén a vivőnek megfelelő frekvenciájú négyszögeiét, az AM moduláló jel leválasztása már nem ilyen egyszerű. Említettük, hogy a két komponens frekvenciája közel kerülhet egymáshoz, ami nehezíti a jelszétválasztást, másrészt még az automatikus 1 kábelkorrektor sem akadályozza meg teljesen a vivő frekvenciaváltozása során létrejövő nem kívánt járulékos AM keletkezését. A járulékos AM elnyomását a moduláló jelet leválasztó egységek végzik. Kialakításuk olyan, hogy mindkét fenti jelenség együttes bekövetkezése esetén is jól működik az elrendezés. Az AM-jel a 3 csúcsegyenirányítóra kerül és az AM-jel burkológörbéjének — a moduláló jel csúcsértéke — csúcsértékére áll be (UCS). A jelet a 4 feszültségosztóval leosztjuk (Up). Az Up egyenirányítóit és leosztott jel az 5 komparátoron kerül összehasonlításra a valódi AM-jellel. így az 5 komparátor csak akkor detektál moduláló jelet (átbillen), ha az AM-jel pillanatértéke kisebb a 4 feszültségosztó kimenőjelénél. Másképp megfogalmazva, a 4 feszültségosztó osztásarányának megfelelő beállításával elérhető, hogy az elrendezés csak egy előre meghatározott Mr modulációs mélység felett válassza le a moduláló jelet, vagyis addig amíg a járulékos AM a beállított Mr modulációs mélységnél kisebb szinten jelentkezik, a jelenség nem okoz hibát. Az 5 komparátor kimenőjele már csak részben tartalmazza a vivőt, és a maradékot ezen komparátor kimenetére csatlakozó 6 UMM tünteti el azáltal, hogy mindaddig újraindítódik, amíg az 5 komparátor a maradék vivő éleire billen. A 6 UMM időzítését nagyobbra kell választani mint a vivő előforduló legnagyobb periódusideje. Célszerű gyakorlati érték a Tmm = 1,1 Tvm> ahol Tmm a monostabil időzítés, Tvm 3 legnagyobb vivő-periódusidő. Az elrendezés már akkor működőképes, ha a moduláló jel periódusideje nagyobb 2,2 TyM-nél, vagyis a jó működéshez elvileg elegendő a vivő és moduláló jel 2,2- nél nagyobb frekvenciaviszonya (1,1 Tvm esetén). A működés szemléletessé tételéhez a 2. ábrán ábrázoltuk az elrendezés jellemző jelalakjait. Az időfüggvények Tm = 6TV; Tmm = 1,1 Tvm; Tv = Tvm; esetre vonatkoznak, ahol Tm a moduláló jel periódusideje és Tv a vivő periódusideje. Az ábra jelalakjai rendre a következők: Urk — az 1 kábelkorrektor 1 —2 kimenőpontján mérhető kimenőfeszültség időfüggvénye Up 1 — a leválasztott vivő időfüggvénye (logikai jel) Ups — a 3 csúcsegyenirányító kimenőjele Up — a 4 feszültségosztó kimenőjele UKp — az 5 komparátor kimenőjele (logikai jel) Up2 — az elrendezés másik kimenőjele (logikai jel), a leválasztott moduláló jel időfüggvénye A továbbiakban az automatikus kábelkorrekciót részletezzük. Kiinduló gondolatsorunk a következő. A kábel időállandójának változásában a kábelellenállás változása domináns. Az ellenállásváltozás oka elsősorban a hőmérsékletváltozás, ill. más-más kábelek esetén maga a kábelhossz. A hőmérsékletváltozás hatása is egy ekvivalens kábelhossz változáshoz rendelhető. Ezért, ha a kábel ellenállása folyamatosan mérhető, akkor a mért kábelellenállás alapján mindig be lehet iktatni egy-egy ekvivalens kábelhossznak megfelelő kompenzáló elemet. Ily módon egy szakaszos kompenzáció végezhető el, amely nem küszöböli ki teljesen a járulékos AM-et — ez nem is lehetséges — csak a szükséges mértékben csökkenti. Az adott környezet a kábelellenállás mérését lehetővé teszí, ugyanis a mérőkábel felszíni végpontján mérhető lyukműszer-tápfeszültség hordozza az arányos információt. A mérőszonda tápellátás célszerűen áramgenerátoros, a szonda-elektronika tápkapcsain pedig a bemenő feszültség állandó a szonda-elektronika speciális kialakítása következtében. így a kábelen áthajtott konstans áram létrehozza a kábel ohmos ellenállásával arányos egyenfeszültséget, amelynek segítségével a kompenzáció automatizálható. A gondolatsort összegezve a kábelkorrekció automatizálását a következő fő lépésekben lehet elvégezni. Diszkrét hosszúságú kábelszakaszok időállandóinak megfelelő frekvencia kompenzáló tagok csoportját automatizálva iktatjuk be egy aktív szűrőbe, létrehozva ezáltal egy vezérelt aktív szűrőt. A megfelelő kompenzáló tag beiktatását úgy automatizáljuk, hogy előállítunk egy ún. kábelmodellt, amelynek kimenetein létrehozott feszültségek egy-egy diszkrét kábelszakasznak vannak megfeleltetve, a mérőkábelről levett jelből leválasztjuk az egyenfeszültség tartalmat, amely a kábel-ellenállással arányos, és komparátorok segítségével összehasonlítjuk a kábelmodell kimenő feszültségeivel, majd a komparátor kimenőjeleket dekóderre vezetve létrehozzuk azokat a vezérlőjeleket, amelyek a megfelelő kompenzálótag beiktatását végzik. A fentiek alapján kialakított elrendezést a 3. ábra szemlélteti. Mint a 3. ábra szaggatott vonalás jelzése is mutatja, az elrendezés az l.ábra szerinti 1 kábelkorrektort realizálja Fi2be, bemenettel és 1—2 kimenettel az 1 ábrának megfeleltetve. AzF^be bemenetet a 10 illesztőfokozat 10—1 bemenete képezi. A 10 illesztőfokozat egyik 10—2 kimenete all vezérelt aktív szűrő 11—1 bemenetére kapcsolódik, másik 10—3 kimenete pedig a KPi, KP2, . . • KPN komparátorok bemeneteire. A 11 vezérelt aktív szűrő 11 -2 kimenete képezi az 1 kibelkorrektor 1—2 kimenetét, 11-3 bemenete további egységekhez csatlakozik. A Ci -R!, C2 -R2,. . . Cnj - Rn soros RC tagok C,, C2 ... Cn kapacitás felöli oldalai közösítve a 11 vezérelt aktív szűrő 11—3 bemenetére csatlakoznak, Rj, R2 .. . Rn ellenállás felőli oldalaik a Kj, K2 .. . Kn analóg kapcsolókon keresztül földpontra csatlakoznak. A K1, K2 ... K^ analóg kapcsolók vezérlőpontjai a 12 dekóder Kiy, K2V, • • • Knv kimeneteihez csatlakoznak. A 12 dekóder a KP], KP2,. . . KPn komparátorok kimeneteihez csatlakoztatva. Az elrendezés még tartalmazza a 14 áramgenerátort, amely a 13 többkimenetű 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
