Устройство магнитной записи сейсмических процессов Советский патент 1990 года по МПК G01V1/24 

Изобретение относится к сейсмометрии, а именно к устройствам регистрации сейсмических процессов, и может быть использовано в автономных сейсмических станциях для непрерывной регистрации в широком диапазоне частот.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона регистрации при сохранении одинаковой высокой точности регистрации во всем диапазоне.

На чертеже представлена схема устройства магнитной записи сейсмических процессов.

Устройство магнитной записи сейсмических процессов содержит записывающее устройство 1 с каналом прямой записи в виде последовательно соединенных высокочастотного полосового- фильтра 2 и одного канала N-канальной магнитной головки 3, N-1 полосовых фильтров 4, N-1 блоков 5 транспонирования спектров сигналов, тактовый

cm

СП

о 45

ел

генератор 6, N-1 делителей 7 частоты и воспроизводящее устройство 8. Входы полосовых фильтров 4(-4 , параллельно соединены между собой и с входом высокочастотного полосового Фильтра 2. Сигнальные входы блоков 54- 5М, транспонирования спектров соединены с выходами соответствующих полосовых Фильтров 4t -4, а сигнальные выходы - с соответствующими N-I каналами магнитной головки 3, выход тактового генератора 6 соединен с входами тактовых импульсов считывания блоков 5, транспонирования спектров и с входом последовательно соединенных делителей -7щ частоты, выход каждого из которых соединен с входом тактовых импульсов накопления соответствующего блока 5 транспонирования спектра.

Каждый из блоков 5 транспонирования спектров содержит зналого-цифровой преобразователь 9, запоминающее устройство 10, цифроакалоговый преобразователь 11, двоичный счетчик 12 импульсов и переключатель 13 тактовых импульсов.

Входы аналогового сигнала и запуска аналого-цифрового преобразователя 9 являются соответственно сигнальным входом и входом тактовых импульсов накоплений блока 5 транспонирования спектра. Информационные входы запоминающего устройства 10 подключены к соответствующим цифровым выходам аналого-цифрового преобразователя 9, а информационные выходы к соответствующим цифровым входам цифроаналого- вого преобразователя 11, аналоговый выход которого является сигнальным выходом блока 5 ( транспонирования спектра. Первые га выходов двоичного счетчика 12 импульсов соединены с адресными,входами запоминающего устройства 10, а последний т+1 выход - с входом управления режимом работы запоминающего устройства 1 0 и с входом управления переключателя 13 тактовых импульсов, первый сигнальный вход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя 9, второй сигнальный вход является входом тактовых импульсов считывания блока 5 транспонирования спектра, а выход соединен со счетным входом двоичного счетчика 12 импульсов. Устройство работает следующим образом,ч

Входной сигнал сейсмических процессов с частотным диапазоном f, fo ЈfЈ: f N поступает на входы Фильтров 2 и 4,-4«-,, с помощью которых разделяется на N отдельных сигналов с поддиапазонами частот f ( с f f в соответствии с Формулой

N

1орк-р-,

л

(О

где N - количество поддиапазонов;

5

0

5

0

5

0

5

-N

:0 - соответственно верхняя и

нижняя частоты входного сигнала;К f1 /f; 1- постоянное число, одинаковое

для всех поддиапазонов; fjjf;.,- соответственно верхняя и

нижняя частоты сигнала 1-го поддиапазона; ,2, .,., N - номера поддиапазонов.

С выхода Фильтра 2 сигнал с частотным диапазоном f, fN( 6 f fN поступает на один из каналов магнитной головки 3 записывающего устройства I. Выходной сигнал каждого из N-1 полосовых Фильтров 4 поступает на сигнальный вход соответствующего блока 5 транспонирования спектра, который соединен с аналоговым входом аналого- цифрового преобразователя 9.

Спектры сигналов низкочастотных поддиапазонов транспонируют в область спектра сигнала высокочастотного поддиапазона аналого-цифровым преобразованием, последующим накоплением цифровых значений преобразованных сигналов и обратным иифроаналоговым преобразованием накопленных сигналов в заданных отдельно для каждого поддиапазона интервалах времени, причем F. частоту считывания сигналов при циФ- роаналоговом преобразовании выбирают одинаковой для всех поддиапазонов в соответствии с Формулой

0

5

гс

p fN

где F

FH,K

(N-0

P«f ,К

См-0

(2)

H,

- частота аналого-цифрового преобразования сигнала 1-го поддиапазона;

- постоянное число, одинаковое для всех поддиапазонов. Коэффициент транспонирования спектра сигнала 1-го поддиапазона задается в соответствии с Формулой

-Иг

fN V(M

При этом на входы запуска аналого цифровых преобразователей и на первые сигнальные входы переключателей , тактовых импульсов поступают тактовые импульсы с выходо соответствующих делителей частоты с частотой , величину которой задают в соответствии с формулой 2. Коэффициенты деления всех делителей частоты 71-7ц-| одинаковы и равны отношению верхних частот двух соседних поддиапазонов, т.е. К

fi/f«M

Двоичный параллельный п-разрядный код преобразованного сигнала каждого поддиапазона с цифровых выходов аналого-цифрового преобразователя 9 с частотой F ц; поступает на соответствующие информационные входы запоминающего устройства 10.

В начале каждого цикла накопления на всех выходах двоичного счетчика 12 импульсов имеются сигналы О. Сигналом О m+1-ro разряда двоичного счетчика 12 импульсов выход переключателя 13 тактовых импульсов подключен к его первому сигнальному входу и на счетный вход двоичного счетчика 12 импульсов синхронно с входом запуска аналого-цифрового преобразователя 9 поступают те же тактовые импульсы с частотой Гц; . Кроме того, сигналом О m+1-ro разряда двоичного счетчика 12 импульсов, по входу управления режимом работы запоминающее устройство 10 переведено в режим накопления. Двоичный параллельный n-разрядный код преобразованного сигнала каждого поддиапазона с цифровых выходов аналого-цифрового преобразователя 9 с частотой F

поступает на соответствующие информационные входы запоминающего устройства 10, на адресные входы которого с той же частотой Рц; синхронно поступает двоичный параллельный m-разрядный код адреса т-разрядных ячеек запоминающего устройства 10 с первых m цифровых выходов двоичного счетчика 12 импульсов. Таким образом, осуществляется накоп

низкочастот10

15

20

- 5

504526

сигналов каждого из N-1

ных поддиапазонов продолжается до тех

-yf

25

30

35

40

45

50

пор, пока не заполняются все М n-разрядные ячейки памяти соответствующего запоминающего устройства 10. После ЗЗПОЛНРНИЯ всех ячеек запоминающего устройства 10, т.е. после прохождения через переключатель тактовых импульсов М тактовых импульсов с частотой Гц; и установления на всех первых m цифровых выходах двоичного счетчика 12 импульсов сигналов 1, с поступлением последующего выходного импульса переключателя 13 тактовых импульсов, на всех первых m цифровых выходах двоичного счетчика 12 импульсов устанавливаются сигналы О, а на последнем т+1-ом выходе - сигнал 1. Сигналом 1 с выхода двоичного счетчика 12 импульсов, состояние которого не меняется в .течение поступ- ления на вход двоичного счетчика 12 импульсов последующих М 2 тактовых импульсов, запоминающее устройство 10 по его входу управления режимом работы переводится в режим считывания, а выход переключателя 13 тактовых импульсов подключается к его второму сигнальному входу, через который на счетный вход двоичного счетчика 12 импульсов поступают тактовые импульсы считывания с выхода тактового те- нератора 6 с частотой Fc .

I

Частота тактовых импульсов считывания Fc одинакова для всех блоков транспонирования спектров сигналов и определяется согласно формуле 2.

С информационных выходов запоминающего устройства 10 того блока 5f- 5f4-i транспонирования спектра, который переводился в режим считывания, последовательность двоичных параллельных n-разрядных кодов накопленных цифровых значений с тактовой частотой Р„ поступает на цифровые входы

О

цифроаналогового преобразователя 11, который осуществляет обратное преобразование цифровых значений в аналоговую Форму. Считывание цифровых значений с п-раз рядных ячеек запоминающего устройства 10 осуществляется с

Изобретение относится к сейсмометрии, а именно к устройствам регистрации сейсмических процессов, и может быть использовано в автономных сейсмических станциях для непрерывной регистрации в широком диапазоне частот. Цель - расширение частотного диапазона регистрации при сохранении высокой точности регистрации во всем диапазоне. С помощью набора полосовых фильтров разделяют весь частотный диапазон на поддиапазоны, сигналы каждого из которых транспонируют в область высокочастотного поддиапазона и записывают на отдельных дорожках магнитной ленты в заданных для каждого поддиапазона интервалах времени. При этом транспонирование осуществляется аналого-цифрового преобразования, запоминания и цифроаналогового преобразования с взаимно согласованными частотами записи и считывания при преобразованиях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

ление преобразованных цифровых значе- „ той же последовательностью, какая

ний сигналов всех N-1 низкочастотных поддиапазонов в соответствующих запоминающих устройствах 10. Накопление цифровых значений преобразованных

была при накоплении в соответстви поступлением на его адресные входы m-разрядного кода адреса запоминаю щих ячеек.

была при накоплении в соответствии с поступлением на его адресные входы m-разрядного кода адреса запоминающих ячеек.

После завершения считывания и обратного преобразования цифровых значений со всех М 2|Т1 ячеек запоминающего устройства 10, на всех цифровых выходах двоичного счетчика импульсов устанавливаются сигналы У0 и запоминающее устройство 10 соответствующего блока 54-5к | транспонирования спектра заново переходит в режим накопления. Таким образом, циклы накопления и считывания автоматически повторяются. Время считывания одинаково для всех блоков 5/(-5.| транспонирования спектров и равно Тс M/FC , а время накопления зависит от частоты тактовых импульсов накопления FH; и определяется по формуле Тц;

-М/РН;.

Благодаря соблюдению в работе , предлагаемого устройства соотношений 1, 2 и 3 полученные сигналы на аналоговых выходах иифроаналоговых преобразователей 1 1, на всех N-1 блоков (д., транспонирования спект ров будут иметь одинаковый равноши- ротный частотный диапазон совпадающий с частотным диапазоном сигнала высокочастотного поддиапазона f, на выходе высокочастотного полосового фильтра 2. Узкополосные равноширотные аналоговые сигналы с одинаковым частотным диапазоном Јf ffj с выходов N-1 блоков 5 ,-5 ц.) транспонирования спектров в заданных отдельно для каждого блока 5 транспонирования спектра интервалах времени, определяемых при помощи TC и , поступают на соответствующие каналы N-канальной магнитной головки 3, записывающего устройства 1 и вместе с выходным сигналом Фильтра 2 записываются на отдельных дорожках магнитной ленты при ее движении со скоростью V. Воспроизведение узкополосных рав- ноширотных сигналов с одинаковым частотным диапазоном ffe fN осу- ществляется с помощью воспроизводящего устройства 8 при движении магнит

ной ленты с той же скоростью f N, Јrf feffj, чем обеспечивается одинаковая высокая точность регистрации во всем диапазоне частот, соответствующая точности регистрации узкополосного сигнала с частотным диапазоном VB - V3. Формула изобретения

0

5

,,-

0

5

0

35

40

50

55

канал прямой магнитной записи, содержащий на входе полосовой Фильтр, отлич ающе е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона регистрации, при сохранении одинаковой точности во всем диапазоне, оно снабжено дополнительными каналами прямой магнитной записи, каждый из которых содержит на входе полосовой фильтр, соединенный с сигнальным входом блока транспонирования, тактовым генератором и делителями частоты по числу дополнительных каналов записи, причем входы полосовых Фильтров параллельно соединены между собой, выход тактового генератора соединен с входами тактовых импульсов считывания блоков транспонирования и с входом последовательно соединенных делителей частоты, выход каждого из которых соединен с входом тактовых импульсов накопления соответствующего блока транспонирования.

А

Jerjj

/W

лЖ

«f

1

Дх0 у./6/л,

б

/я

Л7#7