УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАНИЯ НАЗЕМНОЕ

Полезная модель относится к технике приема и обработки сигналов и может быть использована в приемно-передающих устройствах связи, в частности в устройствах связи, используемых в нефтегазовой промышленности, например, для приема и усиления сигнала, передаваемого со скважинного прибора из нефтяной скважины.
Известно многоканальное приемное устройство (патент РФ №2099869, кл. Н04В 1/10, опубл. 20.12.97 г., бюл. №35), содержащее входные преобразователи и выходной преобразователь, причем выход каждого входного преобразователя соединен с соответствующим входом выходного преобразователя.
Недостатком известного многоканального приемного устройства является отсутствие полосовых фильтров и низкая избирательность в частотном диапазоне ниже 10 Гц.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство согласования наземное (патент RU 39765 U1). Недостатком данного устройства является соединение с персональным компьютером по порту RS-232 (COM). RS-232 интерфейс имеет относительно низкую скорость обмена информации, отсутствие возможности «горячего» подключения, что ограничивает его применение в устройстве согласования.
Задачей полезной модели является создание наземного устройства, способного взаимодействовать с персональным компьютером оператора по интерфейсу USB (Universal Serial Bus) - Универсальный Последовательный Интерфейс предназначен для подключения периферийных устройств к персональному компьютеру, позволяет производить высокоскоростной обмен информацией с периферийными устройствами. Большое преимущество USB интерфейса - простота для пользователя. Старые интерфейсы (например, последовательный (СОМ) и параллельный (LPT) порты) были крайне просты, но не давали настоящего «подключи и работай». Применен новый механизм взаимодействия компьютера с внешним устройством - надежный, дружественный и пригодный к «горячему» подключению.
Поставленная задача решается в предлагаемом устройстве согласования наземном, применением драйвера USB, соединенного с микроконтроллером устройства. Драйвер USB реализован на микросхеме FTDI.
Основная цель стандарта, поставленная перед его разработчиками, - обеспечить пользователям реальную возможность работы в режиме Plug&Play (автоматическое распознавание подключенного устройства) и горячее соединение (hot-plugin) с периферийными устройствами. Это означает, что должно быть предусмотрено подключение устройства к работающему компьютеру, автоматическое распознавание его немедленно после подключения и последующей установки соответствующих драйверов (если это необходимо). К плюсам USB относятся организация помехозащищенности на уровне аппаратного и шинного протоколов и встроенная поддержка Plug and Play.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства согласования наземного.
Устройство согласования наземное включает в себя симметричный трансформатор 1, соединенный с дифференциальным усилителем 2, набор фильтров 3 высокой частоты, набор полосовых фильтров 4, дополнительный механический коммутатор 5, согласующий усилитель 6, набор фильтров 7 низкой частоты, механический коммутатор 8, согласующий фильтр 9, блок выбора коэффициента усиления 10, аналого-цифровой преобразователь 11, микроконтроллер 12, USB интерфейс 13.
Устройство согласования наземное работает следующим образом. Электромагнитный сигнал, излучаемый со скважинного прибора, установленного в нефтяной скважине, принимается антенной (на чертеже не показана) и от нее подается на вход дифференциального усилителя 2 через симметричный трансформатор 1. В дифференциальном усилителе 2 синфазная составляющая помехи отфильтровывается, а сигнал усиливается и поступает на набор фильтров 3 высокой частоты, в которых происходит отфильтровывание частот, лежащих ниже частоты, на которой в данный момент работает скважинный прибор, после чего сигнал поступает на полосовые фильтры 4, которые в свою очередь производят более тщательную «вырезку» диапазона рабочих частот прибора, то есть 10 Гц, 5 Гц, 2,5 Гц, 1,25 Гц, и подавляют паразитные составляющие в сигнале, лежащие выше и ниже основной частоты. Оператор при помощи дополнительного механического коммутатора 5 выбирает необходимый набор частот, в соответствии с тем, который был настроен на скважинном приборе. С коммутатора 5 сигнал поступает на набор фильтров 7 низкой частоты, осуществляющих окончательную «очистку» сигнала от помех, лежащих в области высоких частот, при этом согласующий усилитель 6 производит согласование выходного сопротивления одного из полосовых фильтров 4 с одним из фильтров 7 низкой частоты. Соответствующий фильтр низкой частоты на определенный частотный диапазон также выбирается оператором вручную, при помощи механического коммутатора 8. С коммутатора 8 сигнал через согласующий фильтр 9, который согласует выходное сопротивление одного из фильтров 7 низкой частоты с входным сопротивлением аналого-цифрового преобразователя 11, поступает на последний. При помощи блока 10 выбора коэффициента усиления оператор при слабом сигнале может увеличить коэффициент усиления согласующего фильтра 9 на порядок. Аналого-цифровой преобразователь 11 работает по внешней команде от микроконтроллера 12 и преобразует данные примерно каждые 50 мкс. Микроконтроллер 12, накапливая и усредняя данные с аналого-цифрового преобразователя 11 в течение 10 мс, передает результат на персональный компьютер оператора через USB интерфейс 13.
Полезная модель позволяет обеспечить работу устройства на частотах 10 Гц и ниже, повысить помехозащищенность и увеличить чувствительность устройства согласования наземного, устройство оснащено USB интерфейсом, работающим по принципу «подключи и работай», а также обеспечивает связь с компьютером оператора.