Способ сверхмногоканальной регистрации сейсмической информации и система для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01V1/22 

выходы этих триггеров соединены с первыми входами первой цепочки элементов И регистра конца слова, вторые входы которых связаны с выходами первого распределителя, второй вход первого элемента И этой цепочки связан с первым его входом, а выходы ее - с триггерами регистра конца слова, выходы которых связаны с входами первого многовходового элемента ИЛИ и с первыми входами второй цепочки элементов И регистр конца слова, вторые входы которых связаны с выходами второго распределителя, а выходы - с входами второго многовходового элемента ИЛИ ргистра конца слова, выход которого соединен с разрядом длины слова регистра записи, входами Сброс триггеров регистров длины слова и конца

слова, вторыми входами распределителей, выход первого многовходового элемента ИЛИ регистра конца слова связан с управляющим входом первого ключа и через элемент НЕ - с управляющим входом второго ключа, входы ключей соединены с генератором импульсов, а их выходы связаны с первыми входами распределителей, выходы второго распределителя соединены с входами третьего многовходового элемента ИЛИ, выход которого через элемент задержки связан с управ ляющим входом регистра записи, выходы которого соединены с входами запоминающего устройства, причем число разрядов запоминакицего уртройства и регистра записи равны i+1 ,где i равно количеству аналого-цифровых преобразователей периферийной группы.

1. Способ сверхмногоканзлькой регистрации сейсмической информации, включающий операции циклической мультиплексации и аналого-цифрового преобразования сейсмических сигналов, запоминания параллельных кодов сейсмических слов в запоминающем устройстве, передачи сейсмических слов на центральную станцию и ввод их в ЭВМ., отличающийся тем, что, с целью сокращения времени передачи сейсмической информации без потери информативности, при запоминании параллельные коды сейсмических слов, сформированных в каждом цикле аналого-цифрового преобразования, преобразуют в последовательные, распознают максимальную длину значащей части сейсмических слов каждого цикла и, начиная с мпадщих разрядов, поразрядно записывают одновременно все последовательные слова цикла в запоминающее устройство, одновременно с записью последнего разряда слова с максимальной длиной значащей части записывают сигнал маркирования в отведенный для этого разряд длины слова. 2. Система для сверхмногоканальной регистрации сейсмической инфор8ймЙ1;У :й.ч мации, состоящая из центральной станции с ЭВМ и запоминающим устройством и периферийных групп, соединенных между собой, а также с ЭВМ и запоминающим устройством центральной станции посредством линии связи, приемных и передающих модулей, причем каждая из периферийных групп имеет соединенные последовательно группы сейсмоприемников, усилители, коммутаторы каналов, аналого-цифровые преобразователи, запоминающее и считывающее устройство, связанное с центральной станцией, а также генератор импульсов, связанный с управляющими входами коммутаторов каналов и аналого-цифровых преобразователей, вторые управляющие входы (Л которых, а также генератора импульсов соединены с ЭВМ центральной станции, отличающаяся тем, что, с целью повышения компактности записи и сокращения аппаратных затрат, в. каждую периферийную группу дополнительно включены два ключа, два распределителя, элемент НЕ, многовходовой элемент ИЛИ, элемент задержки, сдвигающие регистры, регистр записи, регистр длины слова, состоящий из цепочки элементов ИЛИ ел и цепочки триггеров, е истр конца со слова, состоящий из двух цепочек о: элементов И, цепочки триггеров и двух многовходовых элементов ИЛИ, причем ЭВМ связана с распределителями и входами Сброс триггеров регистров длины слова и конца слова, выходы сдвигающих регистров соединены с соответствующими разрядами регистра записи, а управляющий входы - с выходом третьего многовходового элемента ИЛИ, выходы аналогоцифровых преобразователей связаны с соответствующими входами сдвигаю-. щих регистров и через элементы ИЛИ )С соответствующими разрядами цепочки триггеров регистра длины слова.

Изобретение относится к системам сбора и обработки данных и предназначено для автоматической сверхмногоканальной регистрации сейсмической информации. .

Известна система регистрации многоканальной сейсмической информации, в которой применяют способ мультиплексированной записи данных на промежуточный нооитель с постоянной плотностью. Информацию записывают словами фиксированной длины, рассчитанной на максимальную амплитуду сигнала.

Известная система мультиплексированной записи сейсмической информации содержит сейсмоприемники, усилители, коммутатор каналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), магнитный регистратор, блоки воспроизведения, ЭВМ, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), распределитель каналов, устройство визуализаци Поступающую информацию мультиплексируют, оцифровывают и записывают для промежуточного хранения. По окончани процессов регистрации и накопления данных вводят их в ЭВМ, где осуществляют обработку, а затем визуализацию Cl 3.

Однако известные способ и система с мультиплексированной записью информации в запоминающем, устройстве (ЗУ) не позволяют эффективно использовать ЗУ, ЭВМ и каналы передачи данных вследствие большой избыточности регистрируемой информации. Кроме того, такой способ позволяет реализовать многоканальную регистрацию сейсмических данных с ограниченным

числом каналов, не превьпиающем 24-х или 48-ми. Для реализации сверхмногоканальной регистрации с числом каналов 500-1000 необходимо решить пропроблему сверхвысокоскоростной регистрации и передачи данных в ЗУ со скоростью 500-1000 Кбайт/с, которая в настоящее время в сейсморазведке не решена.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сверхмногоканальной регистрации сейсмической информации, включающий операции циклической мультиплексации и аналого-цифрового преобразования сейсмических сигналов запоминания параллельных кодов сейсмических слов в запоминающем устройстве, передачи сейсмических слов на центральную станцию и ввод их в ЭВМ, а также система для сверхмногоканальной регистрации сейсмической информации, состоящая из центральной станции с ЭВМ и запоминающим устройством и периферийных групп, соединенных между собой, а также с ЭВМ и запоминающим устройством /центральной станции посредством линии связи, приемных и передающих модулей, причем каждая из периферийных групп имеет соединенные последовательно группы сейсмоприемников, усилители, коммутаторы каналов, аналого-цифровые преобразователи, запоминающее и считывающее устройство, связанное с центральной станцией, а также генератор импульсов, связанный с управляющими входами коммутаторов каналов и аналого-цифровых преобразователей, .вторые управляющие входы которых, а также генератора импульсов

соединены с ЭВМ центральной станции 21.

Недостатком известного способа сверхмногоканальной регистрации является большее время передачи данных, а недостатками известной системы сверхмногоканальной регистрации являются большой объем ЗУ, невысокая компактность и большая неравномерность размещения содержательной информации в ЗУ. .

Цель изобретения - сокращение времени передачи сейсмической информации без потери информативности, повышение компактности записи и сокращение аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сверхмногоканальной регистрации сейсмической информации, включающему операции циклической мультиплексации и аналого-цифрового преобразования сейсмических сигналов, запоминания параллельных кодов сейсмических слов в запоминающем устройстве, передачи сейсмических слов на центральную станцию и ввод их в ЭВМ, при запоминании параллельные коды сейсмических, слов, сформированных в кажцом цикле аналого-цифрового преобразования, преобразуют в последовательные, распознают максимальную длину значащей части сейсмических слов каждого цикла и, начиная с младших разрядов , поразрядно записывают одновременно все последовательные слова цикла в запоминающее устройство, одновременно с записью последнего разряда слова с максимальной длиной значащей части записывают сигнал маркирования в отведенный для этого разряд длины слова.

Поставленная цель достигается также тем, что в системе для сверхмногоканальной регистрации сейсмической информации, состоящей из центральной станции с ЭВМ и запоминающим устройством и периферийных групп, соединенных между собой, а также с ЭВМ и запоминающим устройством центральной станции посредством линии связи, приемных и передающих модулей, причем каждая из периферийных групп имеет соединенные последовательно группы сейс.моприемников, усилители, коммутаторы каналов, аналого-цифровые преобразователи, запоминающее и считывающее устройство, связанное с центральной станцией, а также генератор импульсов, связанный с управляющими входами коммутаторов каналов и аналого-цифровых преобразователей, вторые управляющие входы которых, а также генератора импульсов соединены с ЭВМ центральной станции, в каждую периферийную группу дополнительно включены два ключа, два распределителя, элемент НЕ, многовходовой элемент ИЛИ, элемент задержки, сдвигающие регистры, регистр записи, регистр длины . слова, состоящий из цепочки элементов ИЛИ и цепочки триггеров, регистр конца слсЗва, состоящий из двух цепочек элементов И, цепочки триггеров и двух многовходовых элементов ИЛИ, причем ЭВМ связана с распределителями и входами Сброс триггеров

0 регистров длины слова и конца слова, выходы сдвигающих регистров соединены с соответствующими разрядами регистра записи, а управляющие входы с выходом третьего многовходового

5 элемента ИЛИ, выходы аналого-цифровых преобразователей связаны с соответствующими входами сдвиганядих регистров и через элементы ИЛИ - с соответствующими разрядами цепочки ;триггеров регистра длины слова, вы0ходы этих триггеров соединены с . первыми входами первой цепочки элементов И регистра конца слова,вторые Входы которых связаны с выходами первого распределителя, второй вход,

5 первого элемента И этой цепочки связан с первым его входом, а выходы ее - с триггерами регистра конца слова, выходы которых связаны с входами первого многовходового

0 элемента ИЛИ и с первыми входами второй цепочки элементов Ирегистра конца слова, вторые входы которых связаны с выходами второго распределителя, а выходы - с входами вто5рого многовходового элемента ИЛИ регистра конца слова, выход которого соединен с разрядом длины слова регистра записи, входами Сброс триггеров регистров длины слова и

0 конца слова, вторыми входами распре делителей, выход первого многовходового элемента ИЛИ регистра конца слова связан с управляющим входом первого ключа и через элемент НЕ с управляющим входом второго клю5ча, входы ключей соединены с генератором импульсов, а их выходы связаны с первыми входами распределителей, выходы второго распределителя соединены с входами третьего мно0говходового элемента ИЛИ, выход которого через элемент задержки связан с управляющим входом регистра записи, выходы которого соединены с входами запоминающего устройства,

5 причем число разрядов запоминающего устройства и регистра записи равны i +1,-где 1 равно количеству аналого-цифровых преобразователей периферийной группы.

0

На чертеже представлена схема предлагаемой системы.

Система содержит центральную сейсмостанцию 1 с ЭВМ и запоминающим устройством и множество периферий5 ных групп 2 - 2., в каждую из которых входят генератор импульсов 3, группы сейсмоприемников 4 - 4п, 4.,- 4j ,.,, 41.„, усилители 5.-- 5 5,- 5.,.., 5н- 5.;п , коммутаторы каналов 6 - б,- , АЦП 7-, - 7 сдвигаквдие регистры 8 i Цепочка элементов ИЛИ 9 - 9 и цепочка триггеров 10 - 10щ регистра длины слова, первая цепочка элементов И , первый ключ 12, первый распределитель 13, цепочка триггеров 14 14ц, регистра конца слова, первый многовходовой элемент ИЛИ 15, элемент НЕ 16, второй ключ 17, второй распределитель 18, третий многовходовой элемент ИЛИ 19, элемент задержки 20, вторая цепочка элементов И 21 - 21 регистра конца.слова, второй многовходовой элемент ИЛИ 22, регистр записи 23, запоминающее устройство 24, считывающее устройство 25.

ЭВМ центральной станции 1 связана с генератором импульсов 3, АЦП - входами Сброс триггеров 10 - 10ц, и 14 - 14. и управляющими входами распределителей 13 и 18 и считывающим устройством 25. Сейсмоприемники 4 - 4, 4..,- .. 4 4;рЧерез усилители , .i- 51....4.1- 5,. п подключены к коммутаторам каналов 6 и б ; ., управляющие входы которых соединены с выходом генератора импульсов 3, а выходы - с информационными входами АЦП 7, - 7; вторые управляющие

:: входы которых связаны с выходом ге нератора импульсов 3. Второй выход генератора импульсов 3 -связан с входами ключей 12 и 17. Выходы АЦП 7 7j соединены с соответствующими разрядами сдвигающих регистров 8. Управляющие входы последних соединены с выходом третьего многовходового элемента ИЛИ 19, а выходы первого второго ... i - го сдвигающих регистро 8 соединены с соответствующими разрядами регистра.записи 23. Выходы АЦП 7 - 7,- через элементы ИЛИ 9.9 связаны с соответствующими разрядами цепочки триггеров 10 - 10,,, регистра длины слова, выходы которых соединены с первыми- входами первой цепочки элементов И 11 - Им Вторые входы последних связаны с выходами первого распределителя 13, второй вход первого элемента И 11., связан с первым, а выходы элементов И 11 - 11 - с триггерами 14 - 14 регистра конца слова.

Выходы триггеров 14 - 14 связаны с входами первого .многовходового элемента ИЛИ 15 и с первыми входами второй цепочки элементов И 21., - 21, Вторые входы последних связаны с выходами второго распределителя 18, а выходы - с входами многовходового элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с разрядом длины слова регистра записи 23, входами Сброс триггеров 10 - 10 и 14 - 14 и вторыми входами распределителей 1 и 18. Выход первого многовходового элемента ИЛИ 15 связан с управляющими входами первого ключа 12 и через элемент НЕ 16 - с управляющим входом второго ключа 17. Выходы ключей 12 и 17 связаны с первыми входами распределителей 13 и 18. Выходы второго распределителя 18 соединены с входами третьего многовходового элемента ИЛИ 19, ьаход которого через элемент задержки 20 связан с управляющим входом регистра записи

23,а выходы последнего соединены с входами запоминающего устройства

24,связанного со считывакщим устройством 25.

Система ра-ботает следующим образом..

Перед началом регистрации по команде ат ЭВМ осуществляют сброс триггеров 10 - Юц и 14 - 14 и приведение в исходное состояние АЦП 7., - 7., регистров 84, - 8 .j и 23, распределителей 13 и 18. Затем запускают генератор импульсов 3. Исходную информацию, принятую с сейсмоприемников 4 - 4,, 4.,- 4 , 4- .-М подают на коммутаторы каналов б - 6. По синхроимпульсам (СИ), выработанным генератором 3, осуществляется циклическая коммутация каналов в коммутаторах б - б, синхронизация АЦП 7 Тактовые импульсы, выработанные тем же генератором 3, служат для разделения цилов коммутации аналого-цифрового пробразователя сейсмических сигналов.

Сцифрованную в АЦП 7 - 7. информацию в виде параллельных N -разрядных кодов первых слов подают одновременно на соответствующие входы соответственно сдвигающих регистр;ов 8 - 8j и одновременно все первые слова со всех АЦП 7 - 7 через цепочку элементов ИЛИ 9 - 9ц, пдают на входы триггеров 10 - 10ц регистра длины слова (в соответствующие разряды). Таким образом, в регистре длины слова формируется код слова, значащая часть которого равна значащей части наибольщего из чисел, записанных в ч сдвигакицих регистрах 8 , - 8,. Под значащей частью слова (числа) понимается количество разрядов N-разрядного слова, которое остается за вычетом числа незначащих нулей старших разрядов слова:

,

где К - число разрядов (длина) значащей части слова; N -максимальная длина слова АЦП; -число разрядов (длина) незначащей части слова (е может принимать значения о 0до N ). Сформированный на триггерах 10, - 10 код числа подают на цепочку элементов И ll - 11)у (первые входы). Одновременно с тактовыми и синхроимпульсами (СИ) генератор импуль сов 3 вырабатывает в промежутке меж ду СИ пачку из N импульсов распреде ления, которые подаются на ключи 12 и 17. В исходном-состоянии ключ 12 открыт. С помощью импульсов, вырабатываемых первым распределителем 13, осуществляют циклический опрос цепо ки И 11ц| начиная с последнего (N -го) элемента И 11. При опросе элементов И 11 - 11 , на первых входах которых имеются незначащие нули, сигналов на выходе этих элементов не возникает. Как только воз никает единица опроса на втором входе какого-либо из элементов И 11 11 ( , соответствующего последнему разряду (концу) значащей части регистра длины слова (в этом разряде записана единица), на выходе этог элемента И возникает единица, которая заносится в соответствующий разряд триггерного регистра конца слова 14 - , с выхода которого она подается на вход соответствующе го разряда второй цепочки элементов И 21 - 21, а также на вход первог многовходового элемента ИЛИ 15, затем поступает на управляющий вход первого ключа 12 и через элемент НЕ 16 - на управлякхдий вход второго ключа 17. При этом ключ 12 закрывается, а ключ 17 открывается. Опрос первой цепочки элеме.нтов И llm прекращается. С помощью импульсов, выработанных вторым распределителем 1, осуществляют циклический опрос цепочки элементов И 21 - 21, начиная с первого элемента. Эти же им пульсы распределителя 18 подаются на сдвигающие регистры 8 - 8-, осу ществляя каждый раз поразрядную запись содержимого сдвигающих регистров 8 - 8 ;j в соответствующие разряды регистра записи 23. По первому импульсу распределителя 18 происходит занесение значения первого разряда первого сдвигающего регистра 8 в первый разряд регистра записи 23, первого разряда второго сдвигающего регистра 8 во второй разряд регистра записи 23 ..., первого разряда 1 -го сдвигающего регистра 8,в -и разряд регистра записи 23, первого разряда регистра конца слова 14 через первый элемент цепочки элементов И 21 и второй многовходовой элемент ИЛИ 22 в разряд длины слова регистра записи 23. Этим же импульсом распределителя 18, прошедшим через третий многовходовой элемент ИЛИ 19 и элемент задержки 20, осуществляется считывание сформированного таким образом содержимого регистра записи 23 и запись его в ЗУ 24. По второму импульсу распределителя 18 происходит занесение значения второго разряда первого сдвигающего регистра 8 в первый разряд регистра записи 23, второго разряда второго сдвигающего регистра 8 во второй разряд регистра записи 23,..., второго разряда t-го сдви-, гающего регистра в i-й разряд регистра записи 23, второго разряда регистра конца слова 142 через второй элемент цепочки элементов И 21j и второй многовходовой элемент . ИЛИ 22 в разряд длины слова регистра записи 23. Этим же импульсом распределителя 18, прошедшим через третий многовходовой элемент ИЛИ 19 и элемент задержки 20, осуществляется считывание сформированного таким образом содержимого регистра записи 23 и запись его в ЗУ 24. Так происходит до тех пор, пока очередной импульс распределителя 18 не дойдет до того разряда регистра конца слова 14 - 14, в котором записана единица,являющаяся сигналом маркирования и соответствующая концу значащей части слова, сформированного в регистре длины слова 10 - 10. При этом единица (сигнал маркирования), имеющаяся в соответствующем разряде регистра проходит через соответствующий элемент цепочки элементов И 21 21„, а также через многовходовой элемент ИЛИ 22 и записывается в разряде длины слова регистра записи 23. Эта единица соответствует концу цикла опроса сдвигакяцих регистров 8 8j . Импульсом, возникающим при этом на выходе многовходового элемента ИЛИ 22, осуществляется сброс триггеров регистров 10 - 10 и 14 - 14ц, и распределителей 13 и 18. Таким образом, в течение всего цикла опроса сдвигакнцих регистров 8 8 в разряде длины слова регистра записи 23 записана единица сигнал маркирования) лишь один раз. Последнее сообщение, формированное в данном цикле опроса на регистре записи 23 и имеющее единицу в разряде длины слова, заносится в ЗУ 24. На этом заканчивается запись в ЗУ 24 первых слов всех АЦП 7 i Затем процесс повторяется. В ЗУ 24 таким же образом записывают все вторые, третьи и т.д. слова, вырабатываемые всеми АЦП 7 - 7,-. Так продолжается до конца регистрации. В ЗУ зарегистрирована вся информация в виде последовательных ов переменной

длины. При этом информация с каждого АЦП 7 - 7j записывается в свой разряд ЗУ 2.4, а слова отделяются друг от друга импульсами сигнала маркирования, записанными в разряде длины слова ЗУ 24.

После окончания процесса регистрации данные с помощью считывающего устройства 25 считывают-с ЗУ 24 и передают в ЭВМ 1 центральной станции.

Использование предлагаемого способа сверхмногоканальной регистрации сейсмической информации и системы для его осуществления обеерпечивает по сравнению с существующими способами и системами уменьшение емкости памяти запоминающего устройства на.50-70%, существенное уменьшение объема передаваемой информации (на 70-80%), снижение потребления регистрирующей системой электроэнергии на 40-70% (в случае применения в качестве ЗУ твердотельной памяти), сокращение времени передачи зарегистрированной информации в ЗУ ЭВМ центральной станции в 2-3 раза, повышение производительности системы регистрации на 50-60%,