Устройство для сбора и преобразования морской сейсмической информации Советский патент 1992 года по МПК G01V1/38 

Устройство относится к геофизической аппаратуре с цифровой регистрацией сигналов.

Известна система сбора данных для морских сейсмических исследований, содержащая последовательно соединенные блок датчиков, усилители, фильтры, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, буферное запоминающее устройство и блок регистрации данных.

Недостатком системы является отсутствие контроля за положением сейсмоприем- ников, что приводит к малой достоверности получаемой информации.

Известно также устройство для сбора и преобразования морской сейсмической информации, содержащее тракт формирования корректирующих поправок, учитывающих положение сейсмоприемни- ков. Недостатком устройства является низкая точность измерения из-за шумов квантования и коммутации в измерительном тракте, которые искажают спектр регистрируемого сигнала.

Целью изобретения является повышение точности сбора и преобразования информации и уменьшение ее избыточности.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок сейсмодат- чиков 1, блок усилителей 2, блок фильтров 3, первый коммутатор 4, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, регистр 6, блок умножения 7, блок 8 хранения весовых коэффициентов, накопитель 9, первое буферное запоминающее устройство (БЗУ) 10, блок 11 датчиков пространственного угла отклонения, второй коммутатор 12, второй АЦП 13, второе БЗУ 14, мультиплексор 15, блок записи данных 16. Управляющие входы

Ч VJ

со Ч ю

17-28 соответственно коммутатора 4, АЦП 5, регистра 6, блока 8,-накопителя 9, БЗУ 10, коммутатора 12, АЦП 13, БЗУ 14, мультиплексора 15 и блока 16 подключены к шине управления.

Выход 29 служит для подключения к ЭВМ. Выход регистра б соединен с первым входом устройства умножения 7, второй вход которого подключен к выходу блока 8 хранения весовых коэффициентов, а выход - к накопителю 9. Блок 11, коммутатор 12, АЦП 13 и БЗУ 14, соединенные последовательно, образуют тракт формирования корректирующих поправок. Регистр б. блоки 7, 8 и накопитель 9 образуют цифровой фильтр. Вход первого БЗУ 10 подключен к выходу накопителя 9, а выход - к первому входу мультиплексора 15, второй вход которого соединен с выходом второго БЗУ 14. Выход мультиплексора 15 соединен со входом блока записи 16 и входом ЭВМ 29.

Устройство работает следующим образом. Сигнал с выхода блока сейсмодатчиков 1, усиленные и отфильтрованные в блоках усилителей 2 и фильтров 3, соответственно, через первый коммутатор 4 поочередно поступают на вход АЦП 5 и преобразуются в кодовую последовательность

N(n-J)T0, То-Дгде , m, To - интервал дискретизации, fB - верхняя частота спектра входного сигнала.

Последовательность (1) поступает в цифровой фильтр (ЦФ) и преобразуется в отфильтрованный код

, ТоН1/2т) Б °J N(n-J)To3, (2)

о

W

m

(rrT-jJTjl

Для получения каждого отфильтрованного цифрового результата , То формируется цикл из т+1 промежуточных измерений. При этом в каждом такте выходной код АЦП 5 заносится в регистр б, с выхода которого подается на первый вход блока умножения17. на второй вход которого подается код весового коэффициента

с выхода блока 8 хранения весовых коэффициентов. Результат умножения заносится в накопитель 9, в котором суммируется с предыдущим кодом и результат

0

поступает через первой буферное запоминающее устройство 10 на мультиплексор 15, на который также поступает выходной код тракта формирования корректирующих поправок для учета положения сейсмодатчиков в пространстве. С выхода мультиплексора 15 информация поступает в блок записи данных 16 и на выход 29 ЭВМ. Преобразование (2) соответствует амплитудно-частотной характеристике фильтра низких частот с большой крутизной среза

|2 1(1+с°8 °т°)т

W(ft))|J

(3)

5

0

5

0

5

0

5

0

При выбранной в (1) То частота среза ЦФ равна верхней частоте измеряемого сигнала fu.

Таким образом, благодаря применению ЦФ в тракте измерения сейсмической информации уменьшается избыточность количества отсчетов выходной кодовой последовательности АЦП и тем самым уменьшается требуемая емкость буферного запоминающего устройства 10 и блока записи данных 16. Достоверность информации повышается за счет подавления ЦФ шумов квантования, спектр которых лежит выше fB.

Формула изобретения

Устройство для сбора и преобразования морской сейсмической информации, содержащее блок сейсмодатчиков, усилители, фильтры, первый и второй коммутаторы, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, буферные запоминающие устройства, блок записи данных и шину управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности сбора и преобразования информации и уменьшения ее избыточности, в устройство дополнительно введен цифровой фильтр, включающий регистр, блок умножения, блок хранения весовых коэффициентов и накопитель, причем вход регистра соединен с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, а выход регистра - с первыми входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока хранения весовых коэффициентов, выход блока умножения соединен с входом накопителя, выход которого подключен к входу первого буферного запоминающего устройства, управляющие входы регистра, блока умножения, блока хранения весовых коэффициентов и накопителя подключены к шине управления.

Использование: в геофизической измерительной аппаратуре с цифровой регистрацией данных. Сущность изобретения: устройство для сбора и преобразования морской сейсмической информации содержит тракт измерения сигналов и тракт формирования корректирующих поправок, а также мультиплексор, блок записи данных и шину управления. В тракт измерения сейсмической информации введен цифровой фильтр (ЦФ), состоящий из регистра, блока умножения, блока хранения весовых коэффициенте и накопителя. Повышение точности информации получается за счет подавления ЦФ высокочастотных шумов квантования, а уменьшение избыточности - за счет большой крутизны частоты среза ЦФ. 1 ил.