Сейсмостанция Советский патент 1988 года по МПК G01V1/24 

Описание патента на изобретение SU1430924A1

Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано для приема и регистрации сейсмических сигналов.

Цель изобретения - повьшение достоверности регистрации сигналов и уменьшение объема регистрируемой информации за счет безынерционного изменения параметров канала в процес се регистрации и изменения частоты опроса в зависимости от спектра сигналов.

На фиг. 1 изображена сейсмостанци на фиг. 2 - устройство управления; на фиг. 3 - формирователь спектра; на фиг. 4 - сущность процесса фильтрации за счет производимых в сейсмо- станции преобразований сигнала; на . фиг. 5 и 6 - сущность формирования спектра за счет проводимых в сейсмо- станции преобразований сигнала.

Станция содержит сейсмоприемники 1.1-1.П каналов, канальные усилители 2,1-2.п, двухпозиционные переключатели 3.1-3.п;.первые 4.1.1-4.п.1 и вторые 4.1,2-4.п.2 интеграторы каналов, ключи 5.1.1-5.п.2, устройства 6.1.1- 6.п.2 аналоговой памяти, суммирующие усилители 7.1-7.П, коммутатор 8 каналов, усилитель МАРУ 9, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, формирователь 11 спектра, устройство 12 управления, вход 13 запуска, вход 14 отметки момента возбуяздения, выходы 15-19 синхронизаторов, выход 20 кода параметров регистрации, выход 21 запуска, .вход 22 кода длительности подынтервала, вход 23 кода количества подынтервалов, инвертор 24, устройство 25 цифровой регистрации устройство 26 аналоговой регистрации, формирователь 27 отметки момента регистр 28 кода длительности подынтер вала, регистр 29 кода количества подынтервалов, формирователь 30 запуска, логическую схему 31 формирования синхросигналов, управляемы счетчики 32 и 33,шифратор 34 кода ВЧ,шифратор 35 кода НЧ, шифратор 36 кода усиления, коммутатор 37, цепочку суммирующих ячеек 38.1-38.п.спаренный коммутатор 39, ячейку 40, объединяющую отсчеты вторую цепочку суммирующих ячеек .п, цепочку регистров 42.1-42.п памяти, арифметическое устройство 43 сумматор 44 и арифметическое устройство 45.

Сейсмостанция работает следуюгцим образом.

На выходах 15-18 после включения постоянно вырабатываются синхросигналы. Интеграторы 4 в каждом канале работают попеременно: когда один подключен к выходу усилителя 2 и проводит интегрирование, другой отключен и происходит разряд его конденсатора Перед окончанием интервала интегрирования замыкается ключ 5 и соответствующее устройство 6 аналоговой памяти заряжается до выходного сигнала интегратора 4. В момент окончания интервала интегрирования ключ 5 размыкается. При разомкнутых ключах 5 одно устройство 6.1.1 аналоговой памяти хранит результат интегрирования за нечетный интервал, второе 6.1.2 - за четный-, запоминаемые сигналы образуют с точностью до постоянного множителя, зависящего от коэффициента передачи, последовательность средних значений от входного сигнала за плотные интервалы времени.

Проводимое в сейсмостанции преобразование сигнала в последовательность, средних значений обеспечивает следующие характеристики квантования и фильтрации.

Если сигнал имеет, например, вид, показанньм на фиг. 4а, и выбран интервал t , определяющий масштаб времени, площадь каждой фигуры, образованной перпендикулярами из границ интервалов, осью t и отрезком f(t) на интервале, равна определенному интервалу от f(t) за интервал. Преобразуем каждую фигуру в прямоугольник той же площади, заменив отрезок f(t) на интервале отрезком прямой, параллельной оси t. Каждый отрезок прямой имеет хотя бы одну общую точку с заменен ным отрезком f(t) внутри интервала. Ордината общей точки равна среднему от f(t) за интервал

Л -F f)

При необходимости оценки f(t) одной выборкой за каждый интервал наибольшая верность оценки и минимум среднеквадратичной ошибки обеспечивается, если ордината выборки равна среднему f(t), учитывающему все знаK+t

чения, на интервале f

1 i(N-t..

, 3

Для составляю1ч;их l(t)l(t) спект pa имеются соотношения:

00

l(t)- sincjtdt о

.-ТГ/л СЧЗ

sin( .

к-0

00

l(t) (cosotdt

7 С I

.

sinco /2 ,

,

где О - частота;

t - интервал, определяющий масштаб времени; k - порядковый номер интервала,

,1,200 ;

tK kf +

+ - координата середины интервала.

Каждый член суммы в формулах (1) и (2) можно рассматривать как точку на плоскости с координатами 1д.к(Ьк; их)у2ж(Ч, 1а.к) (Д

cosutdt Pli t-Uл Л.(

sincotdtj Чи -(

kTиЪ

числовые значения средних, определяющих соответствующие ординаты), С учетом координаты по t члены суммы в формулах (1) и (2) образуют последовательность мгновенных выборок сое- / тавляющей спектра в моменты середин интервалов. А последовательность мгновенных выборок с точностью до постоянного множителя при амплитуде

sinL3 /2

-:-;c-f,,образует в сумме квантованное представление составляющей спектра. Если сигнал может быть разложен на сумму любого количества составляющих вида sincdt и coswt, преобразова- Kt+

ние f| - f(t)dt должно дать

точку с координатами f,,(t.,, f.,), где

KtvC

Ч f(t)dt - числовое значение среднего). Так как преобразование каждой составляющей в среднее дает точку с абсциссой t t,, среднее суммы, равное сумме средних, также долж но находиться на линии t t, перпендикуляре, восстановленном из середины интервала. Независимо от того стационарен или не стационарен преобразуемый сигнал, его можно разложить на сумму двух сигналов: пер

30924

вый - это некоторый сигнал, имеюи нй преобразование Фурье, этот сигнад выражен Последовательностью выборок в

с серединах интервалов, равных среднему значению преобразуемого сигнала на интервалах; второй - дополнение первого, среднее значение второго сигнала за каждый интервал равно лю. Для -функции преобразование

в последовательность средних значений показано на фиг. 46. Линия, соединяющая последовательность средних значений на фиг. 46 (треугольный имt5 пульс) - это реакция идеального фильтра низких частот с линейной фазовой характеристикой на 5 -функцию, а ломаная линия, соединяющая последовательность средних значений на фиг.

20 4а, как сумма треугольных импульсов - идеально ограниченная по частоте форма f(t).

Высшая частота спектра последова- тельности средних значений может быть

25 iнайдена следующим образом. В интервале Фурье

су со

30

f(t) -i-j dwJf(x)cosQ(x-t)dx (3)

внутренний интеграл - это аналитическое выражение составляющей спектра. Дпя составляющей спектра заменим раз- ложение на бесконечном интервале суммой разложений на последовательных плотных интервалах. Применив теорему о среднем,справедливую для малых значений со и С , проинтегрируем

kcvT

l(t) j f(x)cosw(x-t)dt f(x) ktt-TK -oo

xcosQ(x-t)dt 1 cosc3(x-t)dx -™f7i KCosu;a,-t),(4)

UlI -

где с - интервал, определякядий масштаб времени; 5Qk - порядковый номер интервала,

кС.г- ,. .. ,-2,-1,0,1 , 2, ... ,00

-kV vt

f(t)dt- среднее значение f(t) на ин- -г тервале k D, kC +С kC.

Полученное выражение для составляющей спектра подставим в интеграл Фурье и исследуем предел

со

КГЛ С5О /-i7 f-

f(t)

.f-:i, Jw -/2

dcO.

(5)

В формуле (5) t kcr+ (коПе 0 . Среднее значение

ордината середины интервала) входит

под знак интеграла по 6Э как констан-in 1 ,

г(t)dt и определенный интеграл

та, а t - как параметр. Положив ., . t. J

, -/ч l lt

получим квантованную форму f(t) в виде последовательности мгновенных значений в сечениях .,. .

f(t)dt отличаются на постоянный

kr1

множитель ---, который может быть

Поскольку cosco(tn-t) , име- 15

ем

СО

sincat/2

учтен в коэффициенте усиления канала. Интеграторы 4 и устройства 6 ана логовой памяти выполняют две задачи

lim -5: 79 к идеальную фильтрацию низких частот

о v. J, линейной фазовой характеристикой и

Г sinQ,

J -„- dQ,(6)

квантование. При этом обеспечивается минимум среднеквадратичной погрешности каждой выборки и более экономное представление информации, чем по теореме отсчетов Котельникова. Из iZ

ного синуса

25

, следовательно )C/2 779-;

. Л((

квантование минимум сред ти каждой вы представлени реме отсчето

V Г9 б

f, z:f

к

Полученная формула приводит к тому же вьшоду, что и интегрирование синусоиды и косинусоиды формул (1) и (2). Для сигнала, который может быть представлен интегралом Фурье, преобразование в .среднее дает точку с координатами ). Сумма в правой части формулы является последова- тепьнос тью, члены которой в сумме образуют квантованное во времени представление сигнала. Кроме того, преобразование в среднее обладает еще од-- ним свойством: sinQ/fl - знакоперементота отсчетов; Vg - высшая частота 30 спектра). Идеальная фильтрация низких частот с линейной фазовой харак теристикой позволяет оптимально с м нимальными искажениями подавить выс кочастотные помехи и зеркальные час 2 тоты. Преобразование сигнала в посл довательность частичных средних или частичных сумм .проводится суммирующими усилителями 7 и суммирующими ячейками 38 выравниванием распреде- 40 ления дисперсии и энергии сигнала п частотам. В сейсмостанции выходные сигналы устройств аналоговой памяти канала, например 6.1 и 6.2, поступают на вход суммирующего усилителя

ная убывающая функция, а интеграль--,

АС 7t выходы которого подключены к со- ныи синус стремится к своему пределу to

колебательным образом,достигая его первый раз при ,9, фиг. 4в. Поэтому «, ..

sin(7, I sinn, f sinQ, J -™dfl- J -jj-dn

ООП с,,Э

ответствующим входам коммутатора 8 каналов. Когда ключи 5 разомкнуты, сигнал на выходах суммирующих усилителей 7 постоянен и равен с точност gQ до постоянного коэффициента среднему от результатов интегрирования за нечетный и четный интервал, т.е. .части ному среднему по 2. За интервалы, ко да ключи 5 разомкнуты, коммутатор 8 каналов. подключает последовательно выходы суммирующих усилителей к вход усилителя 9 МАРУ и проводится аналого-цифровое преобразование. Цикл регистрации начинается после поступле. -I- + 4ll«dJl, /2. ,J-. Si

Лт«

оследнее равенство возможно, есf sinn:. ли J О, следовательно, сгла04,Ч

женные внутри интервалов изменения

14309246

сигнала на фиг. 4а и заштрихованная часть площади на фиг. 4в - это сумм составляющих спектра Q. ( 1,9;сю J.

5 А среднее -;с- I f(t)dt равно сумме J к-г мгновенных значений составляющих

спектра в сечении t t,, для частот

. Среднее значение

н-in 1 ,

l lt

f(t)dt отличаются на постоянный

kr1

множитель ---, который может быть

учтен в коэффициенте усиления канала. Интеграторы 4 и устройства 6 аналоговой памяти выполняют две задачи

5

G)C/2 779-;

Л((

квантование. При этом обеспечивается минимум среднеквадратичной погрешности каждой выборки и более экономное представление информации, чем по теореме отсчетов Котельникова. Из iZ

IT -- «.1,9 имеем .

Vfl

V Г9 о б --- - час- .

тота отсчетов; Vg - высшая частота 0 спектра). Идеальная фильтрация низких частот с линейной фазовой характеристикой позволяет оптимально с минимальными искажениями подавить высокочастотные помехи и зеркальные час- тоты. Преобразование сигнала в последовательность частичных средних или частичных сумм .проводится суммирующими усилителями 7 и суммирующими ячейками 38 выравниванием распреде- 0 ления дисперсии и энергии сигнала по частотам. В сейсмостанции выходные сигналы устройств аналоговой памяти канала, например 6.1 и 6.2, поступают на вход суммирующего усилителя

-,

7t выходы которого подключены к со-

ответствующим входам коммутатора 8 каналов. Когда ключи 5 разомкнуты, сигнал на выходах суммирующих усилителей 7 постоянен и равен с точностью до постоянного коэффициента среднему от результатов интегрирования за нечетный и четный интервал, т.е. .частичному среднему по 2. За интервалы, когда ключи 5 разомкнуты, коммутатор 8 каналов. подключает последовательно выходы суммирующих усилителей к входу усилителя 9 МАРУ и проводится аналого-цифровое преобразование. Цикл регистрации начинается после поступле

ния активного уровня сигнала на вход 13 запуска. Сигнал на выходе 21 устройства управления запускает источник возбуждения, устройства 25 и 26 цифровой и аналоговой регистрации. Сигнал от сейсмоприемника, помещенного вблизи источника возбуждения, поступает на вход 14 отметки момента возбуждения. Сформированный под его воздействием синхросигнал с выхода 19 запускает усилитель 9 МАРУ и А1Д1 10. Отсчеты с выхода АЦП 10 поступают на вход формирователя 11 спектра. Первый отсчет на выходе формирователя 11 спектра определяет отметку момента возбуждения для устройств 25 и 26 цифровой и аналоговой регистрации, и таким образом учитывается задержка, связанная с обработкой сигнала форми- рователем 11 спектра. Цепочка суммирующих ячеек 38.1-38.П повьшает порядок последовательности частичных сумм таким образом, что на выходе первой ячейки 38.1 отсчет канала равен сум- ме нескольких отсчетов этого же канала со сдвигом на один отсчет например,, первый - сумме первого, второго и третьего, второй сумме второго, третьего и четвертого, третий - сумме третьего, четвертого и пятого и т.д., на выходе второй сум 1ирующей ячейки 38.2 отсчет канала равен сумме нескольких отсчетов того же канала, поступивших на вход, например, первого, второго, третьего и четвер

xf+t

(k+njT

00

.0

li, 1 f (x)costo(x-t)dx-t-.. .-ь f (x)coso(x-t)dx

V &.iiiii-Ui

l(t) Z.

(k+nl l (n)tr

cto f(x)cos(0(x-t)dx o2-- 1 - f(ii)dx- j cos(o(x-t)dx

y y

. n

(K4-)tr()v()t

0° -(-Д- L f(x)dx+...+- i f(x)dx- f cosco(x-t)dx

2 JUit.(btrillb,

.b-L.

того; второго, третьего, четвертого и пятого и т.д. Сигнал с выхода одной из суммируюп{их ячеек через коьп татор 37 поступает на вход ячейки 40, объединяющей отсчеты.

Преобразование сигнала в последовательность частичных средних или частичных сумм изменяет его спектр следующим образом.

Формула (4) позволяет получить вы- ряжение для составляющей спектра

5 0 5

0

5

(V

l(t)/f(x)cosW(x-t)dx

.

пуп

Xt+t

00

...

К--00

11--СО

К

(7)

где 1 j f (x)cos (x-t)dx;

.Ik ..jj

n

1 i

К

n

n. +1к4.1 +. . .+lk

-

Ш

«Itlri

.w,. к

,E. .

частичное среднее;частичное среднее второго порядка ; . частичное сред-, нее более высокогопорядкао

Из формулы (7) может быть получено выражение для составляющей спектра, справедливое для малых со и С :

(k+njT

.0

f

.b-L.

Похожие патенты SU1430924A1

название год авторы номер документа
Устройство для цифровой фильтрации на основе дискретного преобразования Фурье 1990
  • Балабанов Валерий Васильевич
  • Павлова Татьяна Ивановна
  • Толстов Алексей Николаевич
  • Чеботов Александр Владимирович
SU1795475A1
Полевая телеметрическая сейсмическая станция 1986
  • Лебедев Константин Александрович
  • Лаврухов Владимир Тимофеевич
  • Ерунов Владимир Михайлович
SU1368837A1
Устройство для определения параметров электромиограммы 1989
  • Кореневский Николай Алексеевич
  • Нечаев Александр Викторович
  • Плотников Вадим Владимирович
  • Артеменко Михаил Владимирович
  • Каштанов Сергей Васильевич
  • Аврамцева Анжелика Валериевна
SU1717104A1
Устройство для регистрации однократных сигналов 1980
  • Беркутов Анатолий Михайлович
  • Гиривенко Илья Платонович
  • Ефимчик Михаил Иванович
  • Прошин Евгений Михайлович
  • Штырков Владимир Николаевич
SU983742A1
Устройство для предварительной обработки информации 1991
  • Калина Владимир Николаевич
  • Мусайлян Арам Арсенович
SU1837274A1
Устройство для выполнения преобразования Фурье 1980
  • Билинский Ивар Янович
  • Боровик Юрий Филиппович
  • Микелсон Арнолд Карлович
SU928363A1
Многоканальное устройство для обработки информации датчиков с частотным выходом 1984
  • Карпицкий Александр Степанович
SU1196892A1
Устройство для контроля состояния объекта 1983
  • Грейз Ефим Бенционович
  • Рощин Анатолий Григорьевич
SU1119055A1
Кабельный инклинометр 1985
  • Ковшов Геннадий Николаевич
  • Рогатых Николай Павлович
  • Андреев Игорь Борисович
SU1317114A1
Преобразователь перемещения в код 1985
  • Конюхов Николай Евгеньевич
  • Андреев Александр Павлович
  • Гречишников Владимир Михайлович
  • Капустин Александр Степанович
SU1277395A2

Иллюстрации к изобретению SU 1 430 924 A1

Реферат патента 1988 года Сейсмостанция

Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано для приема и регистрации сейсмических сигналов. Цель изобретения - повьппе- ние достоверности регистрации сигналов и уменьшение объема регистрируемой информации за счет безынерционного изменения параметров канала в процессе регистрации и изменения частоты опроса в зависимос-Л от спектра сигналов . Изобретение реализует сейсмо- станцию как гибкую усилительно-преоб-, разовательную систему, позволяющую мгновенно в широких пределах изменять параметры фильтрации и усиление каналов с соответствующим изменением частоты отсчетов. Эти свойства позволяют использовать единую сейсмостанцию для исследования различных по глубине за- л егания горизонтов. Кроме того, сей- смостанция позволяет проводить адаптивную фильтрацию волн и обеспечивает более точную регистрацию параметров сейсмического поля при одновременном снижении в 2-3 раза количества регистрируемой в цифровом виде информации. Для этого каждый канал содержит два интегратора, два устройства аналоговой памяти и суммируюнщй усилитель, а между выходом аналого-цифрового преобразователя и входами систем регистрации включен формирователь спектра. Формирователь спектра содержит включенные с.оответствую- щим образом суммирующие ячейки, коммутаторы, регистры памяти, арифметические устройства, Параметры фильтрации и усиления задаются устройством управления, которое содержит соединенные соответствующим образом регистры, управляемые счетчики, формирователи, шифр а тор кода ВЧ,ил1фратор кода НЧ и шифратор кода усиления.С выхода устройства управления коды параметров фильтрации и усиления (код ВЧ,код НЧ,код усиления) управляют работой формирователя спектра и устройств регистрации. 2 з.п. ф-лы, 6 ил,, 2 табл. со (Л 4 00 § IS

Формула изобретения SU 1 430 924 A1

00 -«n . ,„

%S ).

n

.„ f, +fi +...+,

-««t T.l;..v((4П-(

где f

l

частичное среднее.

t П&/2.

Положив в формуле (8) sinci5 i /2 P.,sinco t/2 и, используя формулу (7),

(8)

при помощи тех же преобразований, что и при выводе формулы (8), можно 55 получить еще одно выражение для низкочастотной составляющей спектра, справедливое для малых значений &)

oo (t) 2: Kt-OQ00 H. «

1Л +1 +,+ХЛ Кк + k+rn-t

m

sin m( P

-,«.m -o -X 1„

.f ™ш7 72-Т-°(

-со

50

n,tn

.::„.....;.

Т- Ift иж.«

Интегрируя по СО, получим выражение для низкочастотной части спектра f(t)

.. СО

f(r)- F . - - т siiiw5/2

,ir.n.m,...,l.g J

п,

з1п1(Ог/2 cosOCt

, - ----- i-UoUJV U е

sin(}f/2 ,

.п,„..,е.

.«n,m,.

Положив в формуле (10) t

cW

Получим f(t) в квантованном во времени виде:

,Ч11,т,..,,г.«1

sin(oC/2

П

n,m,.,. , Ел

, . 1.П1,... ,елJ сл 2 /2

) ,,™е.з

- /1сю f i.«n.m.... в,Ч

ni 2±Z2T-4- ---- (11)

.ni,...,l-g

sinitat /2

sincu

Если n,m,...,l,g - числа натурального ряда, формула (11) может быть преобразована в вид:

43092А

- ч

(g) f(Ki

SI

sinio

a

dQ

10 sinO

a

о

71

4v

K -03К

П

(12)

где fl «Т /2 - 1Г - |Г0 ,

V.Ул

35

составляющих, принадлежащих сечениям

Ч и

t, , происходит с

40

45

50

55

учетом знака. Поэтому в частичную сумму по 2 отсчета никакого вклада не вносят частоты 9 € ,6; «0,4j (фиг, 56), В частичную сумму по 3 никакого вклада не вносят частоты .беГ 0,28, 0,4 (фиг. 5в) и т,д. (фиг, 5г-и), А частичное среднее по 2 является, в свою очередь суммой мгновенных значений составляющих спектра в течение t дляОеСо 0,4 (фиг, 56), частичное среднее второго порядка по 2 и по 3 является суммой мгновенньк значений сос4-2.Ъ

танляющих в сечении t t для 06 о; 0,28 (фиг, 5в) и т,д, (фиг, 5г-и), Как видно из фиг, 5, повышение порядка частичного среднего приводит к тому, что распределения спектральной плотности и энергии по частотам практически совпадают и близки к равномерным, а спектр и энергия сигнала располагаются во все

более узкой полосе частот. Значения

е.

1/бц у-, соответствующие шим частотам для частичных средних

по фиг. 5, сведенные в табл. 1, показывают, как растет отношение частоты отсчетов к высшей частоте спектра с, ростом порядка последовательности частичных средних (за счет уменьшения Vg ) .

Но отношение --- можно изменить за

отношение --- можно изменить

в

счет прореживания отсчетов, и в зависимости от решаемых задач обеспечить или более экономную упаковку информации, или более точное представление временного интервала. Анализ показывает, что минимум отношения измененной частоты отсчетов к высшей частоте спектра может быть получен, если последняя ступень образования частичного среднего по g отсчетов проводится со сдвигом начала каждого следующего отсчета на g. При таком алгоритме образования частичного среднего умень шается частота отсчетов, регистрируемого сигнала в g раз. Значения отношения измененной частоты отсчетов и высшей частоты спектра, полученные в результате формирования спектра согласно фиг. 5, приведены в табл. 2. Изменение 8 -функции при преобразовании ее в последовательность частичных сумм показано на фиг. 6. Как видно из фиг. 6, результатом преобразования является переход S -функции в треугольный импульс и далее в сигнал , близкий к колоколообразному импульсу .с одновременным увеличением уровня. При достаточном порядке частичных сумм их последовательность экстраполирует исходный сигнал в виде последовательности квантованных колоколообразных импульсов.

В сейсмостанции интервал регистрации разбит на подынтервалы. Код длительности подынтервала поступает .на вход 22 от управляющего компьютера

или набора переключателей и заносится Q отсчет канала на выходе сумматора 44

в регистр 28. В регистр 29 через вход 23 заносят код количества подынтервалов. Объем счетчика 32 определяется числом в регистре 28, а объем счетчика 33 - числом в регистре 29.После воздействия на вход сигнала отметки момента возбуждения на вход управляемого счетчика 32 от логической схемы 31 поступает синхросигнал, а импульсы

55

равен сумме мгновенных значений составляющих спектра, принадлежащих интервалу частот cOg ; ,j. Код управления коммутатором 39 и арифметическим устройством 43 поступает с шифратора 35 кода НЧ через выход 20 кода параметров регистрации. Таким образом задается для каждого подынтервала низшая частота спектра регистпереполнения управляемого счетчика 32 поступают на вход управляемого счетчика 33, и его код определяет но- мер подынтервала. В соответствии с номером подынтервала иифратор 34 задает код высщей частоты, который с выхода 20 кода параметров регистрации поступает на вход управления татора 37 и на вход управления ячейки 40, объединяющей отсчеты. Таким образом задается порядок частичного среднего и количество объединяемых отсчетов, т.е. высшая частота спект- ра и частота отсчетов для каждого подынтервала. С выхода ячейки 40, объединяющей отсчеты, сигнал поступает на вход цепочки суммирутои1их ячеек 41 и на вход цепочки регистров 42 па- мяти. Цепочка суммирующих ячеек 41 повышает порядок частичного среднего. Цепочка регистров памяти хранит ряд последних отсчетов каждого канала. Коммутатор 39 управляется таким образом, что на входы сумматора 44 поступают одновременно отсчеты одного и того же канала, соответствующие одному и тому же моменту времени: на один вход - отсчет с выхода одного из

регистров памяти, являющийся частичной суммой, порядок которой определяется состоянием коммутатора 37, на второй вход сумматора через арифметическое устройство 43 - с соответствующей суммирующей ячейки 41 отсчет, являкицийся частичной суммой более высокого порядка. Отсчет с вькода регистра памяти 42 равен сумме мгновенных значений составляющих спектра, принадлежащих интервалу частот 0, С0в,3 Отсчет с выхода суммирующей ячейки 41 равен сумме мгновенных значений составляющих спектра, принадлежащих интервалу частот ГО,и)Е., , , умноженной

на постоянный коэффициент. Причем

СО со в . Арифметическое устройство 43 делит на постоянньй коэффициент, а сумматор 44 вычитает поступившие на вход отсчеты. В результате, каждьм

5

равен сумме мгновенных значений составляющих спектра, принадлежащих интервалу частот cOg ; ,j. Код управления коммутатором 39 и арифметическим устройством 43 поступает с шифратора 35 кода НЧ через выход 20 кода параметров регистрации. Таким образом задается для каждого подынтервала низшая частота спектра регистрируемого сигнала. С выхода сумматора 44 сигнал поступает на вход арифметического устройства 45, которое делит сигнал на число, определяемое кодом усиления. Код усиления поступает на управляю11Д1Й вход арифметического устройства 45 через выход 20 кода параметров регистрации с Выхода шифратора 36 кода усиления и таким образом ю Довательно соединенные коммутатор каналов, усилитель МАРУ, Аналого-цифровой преобразователь, устройства цифровой и аналоговой регистрации, а также устройство управленияJ включающее

15 формирователи, логическую схему формирования синхросигналов и управляемые счетчики, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности регистрации сигналов и уменьше20 ния объема регистрируемой информации при работе в широком диапазоне глубин за счет безынерционного изменения параметров канала в процессе регистрации и изменения частоты опро25 са в зависимости от спектра сигналов, каждый канал содержит два интегратора с разрядными ключами, два устройства аналоговой памяти и суммирунщий усилитель, причем входы интеграторов

30 через двухпозиционный переключатель соединены с выходом канального усилителя, а выход каждого интегратора через ключ соединен с входом соответствующего устройства аналоговой падля каждого подынтервала задается порог чувствительности сейсмостанции. Импульс переполнения управляемого счетчика 33 поступает в логическую схему 31 формирования синхросигналов и формирователь запуска 30. Под его воздействием прекращается поступление синхросигналов на вход управляемого счетчика 31 и на выход 19. Снимается активный уровень сигнала на выходе 21 запуска и цикл регистрации завершается.

Основное преимущество сейсмостан- - повьш1ение достоверности исследований за счет следующих факторов. Примененное квантование по времени, когда каждая выборка представляет- среднее значение сигнала в середине интервала, обеспечивает максимальную верность оценки каждой выборки, а следовательно, максимальную верность и всего регистрируемого в квантованной форме сигнала. В сейсмическом канале отсутствует переходной процесс, искажающий регистрируемый сигнал. Устранение избыточности информации за счет формирования спектра обеспечивает независимость от условий возбуждения. Каким бы ни было распределение энергии возбуждаемого источником сигнала в регистрируемой полосе частот, алгоритм обработки сигнала в

2g мяти, выходы устройств аналоговой памяти соединены с входами суммирующего усилителя, выход которого соединен с соответствующим входом коммутатора каналов, а между выходом ана40 лого-цифрового преобразователя и входами систем регистрации включен формирователь спектра, вход управления которого подключен к выходу кода параметров регистрации устройства упсейсмостанции сводит результат регистрации к случаю, как если бы возбуждался сигнал с равномерным распределением энергии по частотам, а среда взаимодействовала бы со всеми составляющими спектра регистрируемой полосы частот одинаково, как со средней частотой.

Сейсмостанция обеспечивает значительное снижение количества регистрируемой и обрабатываемой информации за счет более экономного цифрового представления информации и возможности изменения частоты отсчетов в процессе цикла регистрации в соответствии с меняющимся спектром сигнал Кроме того, при обработке отпадает

необходимость в деконволюции и обратной фильтрации.

Формула изобретения

1.Сейсмостанция,содержащая сейсмо- приемники по числу каналов, канальные усилители, интеграторы каналов, посла.

2g мяти, выходы устройств аналоговой памяти соединены с входами суммирующего усилителя, выход которого соединен с соответствующим входом коммутатора каналов, а между выходом ана40 лого-цифрового преобразователя и входами систем регистрации включен формирователь спектра, вход управления которого подключен к выходу кода параметров регистрации устройства уп45 равления.

2, Сейсмостанция по п. 1, о т л и- чающаяся тем, что формирователь спектра содержит цепочку по крайней мере двух последовательно

5Q включенньк суммирующих ячеек, коммутатор и ячейку, объединяющую отсчеты, цепочку не менее двух последовательно включенных регистров памяти, вторую цепочку не менее двух послеgg довательно включенных суммирующих

ячеек, спаренный коммутатор арифметическое устройство, сумматор и вто-- рое арифметическое устройство, вход первой из последовательно включенных.

;.

суммирующих ячеек соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходы последних из цепочки сумми- pyroupix ячеек соединены с входами коммутатора, выход которого соединен с входом объединяющей отсчеты ячейки, вход управления которой соединен с входом управления коммутатора и выходом кода параметров регистрации устройства управления, а выход - с параллельно включенными входами цепочки регистров памяти и второй цепочки последовательно включенных суммирующих ячеек, выходы цепочки регистров памяти и выходы второй цепочки суммирующих ячеек соединены с соответствующими входами спаренного коммутатора, один выход которого соединен с одним входом сумматора, а второй выход через арифметическое устройство - с вторым входом сумматора, выход сумматора соединен с входом второго арифметического устройства, выход которого соединен с входами устройств регистрации, а вход управления спаренного коммутатора соедине с входом управления первого арифметического устройства и выходом кода

параметров регистрации устройства уп- 30 усиления, выходы разрядов которых равнения, вход управления второго соединены с выходом кода параметров арифметического устройства так-же сое- регистрации устройства управления.

б л и ц а 1

iiLZIIIZrEIilliHJjiErEIEilli:

16

5

динен с выходом кода параметров регистрации устройства управления.

3. Сейсмостанция по п. 1, о т л и- чающаяся тем, что в устройстве управления применены регистр длительности подынтервалов, регистр количества подынтервалов, два управляемых счетчика, шифратор кода высокой частоты, шифратор кода низкой частоты и шифратор кода усиления, причем управляемые счетчики включены последовательно, вход первого подключен к логической схеме формирования синхросигналов, выход второго подключен к логической схеме формирования синхросигналов и формирователю запуска источника возбуждения и устройств регистрации, вход управления первого счетчика подключен к выходам разрядов регистра кода длительности под штервалов, вход управления второго счетчика подключен к выходам разрядов регистра кода количества под5 ынтервалов, выходы разрядов второго управляемого счетчика соединены с параллельно включенными входами соответствующих разрядов шифратора кода ВЧ, шифратора кода НЧ и шифратора кода

0

Табпица 2

Запуск ucmot HUKa доздуждения

Фиг.1

/4

П

г

22

28

23

29

i3

30

21

f

15

Ж /Г

Ж. 19

32

34

33

35

36

20

Фиг.2

отЩ

38.i

-

38.2

M.i

41. n42.142.П

Фиг.З

38J

3&./

40

43

44

45

h

код Код Код усиления нг1 ВЦ

- V

С бы хода ZOycmpoucm да у про олени я

К устройстбам регистрации

8)4

fP(9)de

Jff(e}fde

0

Q

Д6 rW в f(e}fde

f в

0,,5 в

в1Цт4

ff(8)c/e

°

0.5 Q

в,

/г5

fn9)de ,

Гт5 lU

(dfde

в

/L -

F (дМв)

о,г в

, fF (9)de

н

ms)fd9

вфв F (Q)d9

Tnefde

0,2 в

Фиг.5

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1988 года SU1430924A1

Сейсморазведка
Справочник геофизика
-М.: Недра, 1981, с
Аппарат для передачи фотографических изображений на расстояние 1920
  • Адамиан И.А.
SU170A1
Цифровая сейсмическая станция 1978
  • Пионтек Юрий Евгеньевич
  • Яхно Николай Николаевич
SU781730A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

SU 1 430 924 A1

Авторы

Пионтек Юрий Евгеньевич

Майорова Светлана Александровна

Даты

1988-10-15Публикация

1987-03-02Подача