Лет 10 назад, когда я занимался разработкой приборов для нужд геофизики, я получил некоторые интересные знания о передаче сигналов по геофизическому кабелю. Об этом я писал в своём блоге, который wordpress.com. Здесь лишь отмечу отдельные ключевые моменты.
Геофизических кабелей довольно-таки много разных типов. Чем больше жил (изолированных проводков), тем дороже кабель. Но ведь все ж экономят! Поэтому используют в основном одножильный. Я тоже работал с одножильным.
Так вот, геофизический кабель имеет весьма ограниченный спектр пропускания. Ширина спектра зависит от длины кабеля. Так, например, при длине кабеля 5000 м я смог добиться максимальной скорости передачи сигнала не более 10 кБод. При меньшей длине можно было работать и на 20 кБодах.
Если на катушке (бухте) имеется 5 км кабеля, а предстоит исследовать серию скважин глкбиной на 400-600 м, то никто не будет для этого дела резать кабель на кусочки. Бухта будет использоваться как есть — целиком.
На ограничение спектра частот влияет длина кабеля. Если кабель размотан полностью (допустим, вся бухта 5 км), то — понятное дело — длина линии связи составляет эти самые 5 км. У кабеля есть такие параметры, как погонная емкость и индуктивность, омическое сопротивление, и так далее. Эти параметры и определяют верхнюю частоту сигнала.
Если кабель частично отмотан и опущен в скважину (допустим, 500 смотали, а 4500 м осталось на бухте), то можно подумать, что, поскольку все витки внешней оболочки кабеля замыкают друг с другом, то путь сигнала сократится с 4500 м до 0.5-1.0 метра. Да, это так, но это будет выполняться для постоянного тока и очень низких частот сигнала. А для рабочих частот сигнала практически ничего не измениться. Почему?
Да потому, что даже если внешняя оболочка кабеля коротко замкнута сама на себя, то многочисленные витки ЦЖК никуда не делись. А это значит, что погонная емкость не изменилась. погонная индуктивность тоже практически не изменилась. Почему?
Да потому, что внешняя оболочка кабеля как правило выполняется из стали, а не из меди. Внешняя оболочка должна держать не хилые механические нагрузки. По сути внешняя оболочка должна удерживать всю массу кабеля. Если длина кабеля 5 км, то это примерно 400 кг. Диаметр кабеля, с которым я работал примерно 6-7 мм. Понятно, что будь оболочки сделана из меди, то на какой-то длине кабель просто оборвался бы и упал бы в скважину. Ага, доставай его потом!
Поэтому только сталь. А поскольку внешняя оболочка стальная, то магнитная проницаемость у неё соответствующая. А теперь, представляете, как выглядит бухта кабеля — у вас медная ЦЖК намотана на стальном магнитопроводе. Точнее так — каждый виток пронизывает здоровенный магнитопровод. Вот, это индуктивность, так индуктивность!
Короче, проблем с геофизическим кабелем много. Важно помнить (и подтверждение этому я увидел на практике) — сигнал частотой 10 кбит/с можно уверенно передавать по кабелю. Сигнал частотой 20 кбит/с уже практически не идёт. Это я и принял за основу своего «геофизического» мировоззрения. Мир большой и разнообразный, у кого-то это может быть по другому.
Это была базовая часть. Надеюсь, не очень утомительная.
Далее в моих планах поделиться информацией о создании эмулятора каротажных сигналов.
В данный момент я с геофизиками не работаю, но я вижу периодический всплеск интересов к моим статьям на эту тему. Поэтому я снова начну «прокачивать» тему передачи данных применительно к геофизике.
* * *
Копию этой статьи я разместил тут — https://aftershock.news/?q=node/1270327
Если будет получаться, то постепенно перенесу свои публикации на эту полощадку.
zhevak 