Устройство для преобразования вибросейсмической информации Советский патент 1979 года по МПК G06F17/15 G06F17/18 

Изобретение относится к области сейсморазведки и предназначено для преобразования сейсмической информации, зар& гистрироваиной при работе с вибрационными источниками, в импульсную форму путем взаимной корреляции сигнала вибра тора и сигналов сейсмической приемной системы. Известно устройство, выполняющее преобразования вибросейсмических сигналов, представленных в формате ппа вающей запятой, в импульсную форму. Устройство состоит из блоков преобрак зования порядков сигналов, запоминающих устройств, сумматора порядков, д ши аторов порядков, накапливающих сумматоров 1 . Прибор производит вычисления по клас сической корреляционной формуле ,.,, где К 0,1, ... М - номера отсчетов корреляционной функции 1,2, ... , 1 - номера отсчётов апа вибратора S (опорного сигнала) X - сейсмический сигнал. порный сигнал задается обычно в виS.-cos2flt(f,-AiM4j (At-i)), (2) i 1, 2, . , I { - нижняя частота вибраций; f - верхняя частота вибраций; Т - длительйость вибрации; At - интервал дискретизации. едостатками этого устройства являя большой объем и сложность оборудоя. Это объясняется тем, что при раи реадыюм масштабе времени от ого устройства требуется очень высопроизводительность-w П - производительность; i, - число отсчетов сигнала вибрад-t - интервал дискретизации. Для типовых числовых значений сигнала вибратора 1 « 500О, At 2 мсек требуется производительность П 5 мпн оцец. в плавающем формате. сек Мзвестио устройсгьо длп вылюпеппя коррепяиио тых функций .от сейсмических сигнапов, содержащее небольшой объем оборудования. Устройство вычисляет знаковые корре ляционные функции, содержит входные уст ройства, сравнивающие устройства, генераторы случайных равновероятных сигналов, схемы совпадения, счетчики, делите пь-коммутатор 2 . Недостатком устройства является невысокая точность и малый динамический диапазон импульсного выходного сигнала, вследствие грубого знакового кодирования входных сигналов. Из извебтных устройств аналогичного названия наиболее близким по техническо сущности является многоканальный коррелятор, содержащий экстрематоры, сумматор, фильтры, узкополосные корреляционны блоки 3 i . Недостатками устройства являются большойоб ем оборудования иневысок-ая точность. Поскольку устройство содержит 5-10 узкополосных корреляторов, экстре маторов и фильтров, то объем его оборудо вания примерно в 5-10 раз 0опьще объем оборудования одноканального коррелятора Невысокая точность объясняется тем, что устройство обеспечивает приемлемую точность тш1ь для нормальных случайных процессов. Кроме того, корреляционная . функция этих процессов должна хорошо аппроксимироваться функцией вида V T(t)D-e Сигнал вибратора распределение, существенно отличное от нормального, а его корреляционная функция выражается в виде siwfltT t cos23ti t существенно отличном от выражения (з), поэтому погрешность приора при вычислений коррепяпиошалх функций от вибросейсмических сигналов чрезмерно велика. Цель предлагаемого нзобре ения сокращение объема оборудования и повышение точности устройства. Для этого в предлагаемое устройство введены счетчик синхроимпульсов, блок вентилей И, запоминающее устройство номеров экстремумов, запоминающее устройство сейсмического сигнала , сумматор адресов, причем входная шина синхроимпульсов сигнала вибратора подсоединена через счетчик синхроимпульсов к первому входу; блока вентилей И, второй вход которого подключен к сигнальному выходу экстрематора, знаковый выход которого соединен с первым входом запоминающ го устройства номеров экстремумов, второй вход которого подключен к выходу; блока вентилей И, первый выход его соединен с управляющим входом накапливающего сумматора, а второй выход - со входом сумматора адресов, выход которого подключен к адресному входу запоминающего устройства сейсмического сигнала, информационный вход которого подсоединен ко входу сейсмического сигнапа, а выход через накапливающий сумматор соединен со входом фильтра. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит экстрематор 1, вход которого соединен со входом А сиг . входная шина синхроимnynScoB сигнапа вибратора В подключена « счетчика 2 синхроимпульсов, которого подключен к первому входу лока 3 вентилей И. второй вход которо соединен с сигнальным выходом .экстрематора 1. Знаковый выход экстрематора I соединен с первым входом запоминающего устройства 4 номеров экстремумов, второй вход которого подключен к вьпсоду блока 3 вентилей И. Первый выход запоминающего устройства но деров экстремумов соединен с управ пдющим входом Накапливающего сумматора 5, а второй его выход соединен со входом сумматора 6 адресов, на втором входе К которое . го автоматически устанавливается номер отсчета К коррел1шионной функции, вычисляемого в данном цикле. сумматора 6 адресов соединен с адресным входом запоминающего устройства 7 сейсмического сигнала , информационный вход которого подключен ко входу сейсмического сигнала В устройства. Выход запоминающего устройства сейсмического сигнала соединен с информационным входом ifiaKaniraвающего сумматора 5, выход которого через фипьтр 8 соединен с выходом устройства. ,S6 Работа устройства основана на , НТО в запоминаюшее устройство номеров экстремумов помотаются не все отсчеты оперного сигнала вибратора S; , i 1,2, ... Г, как в выражении (l), а лишь порядковые номера п экстремумов опорного сигнала. Как следует из формул (2) экстремальные значения опорного сигна ла S(nE)tf Число экстремумов во много раз (пример но в 6-10) меньше общего числа отсчетов 1 опорного сигнала. Подставляя выражение (6) в формулу (1), приходим к формуле вычислений коррелящионньйс функций),; (7 где L - общее число .экстремумов ,опорно го сигнала, во много раз меньше общего числа отсчетов 3 опорного сигнала (напри мер, при 1 5000, L бОО). При вычислениях по формуле (7) отпадает необходимость в перемножителе, так как вычисления сводятся к алгебраическо„му сложению, требуемая производительнос резко снижается ... . ..(8) Для приводимого примера П 300 тыс. опер./сек. Это позволяет резко снизить обЬвм оборудования и упростить efo. Чтобы вычисления по экстремальным значениям не приводи пи к заметным Погрешностям за счет преобладания в спектре экстремированного сигнала вьюоких частот, выходной сигнал пропускается через фильтр 8 с трапецеидальной частотной характеристикой, восстанавливающей спект корреляционной функции и ее форму. Прс веденные опенки показали, что методическая погрешность устройства должна &1ть менее 3%. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Отсчеты сигнала вибратора S со входа сигнала вибратора А поступают на вход экстрематора 1, а со входной шины синхроимпульсрв сигнала вибратора В на вход счетчика 2 отсчетов поступают синхроимпульсы этих отсчетов. На выходе счетчика 2 отсчетов образуются порядкр вые номера отсчетов. Когда экстрематор 1 обнаруживает экстремальный отсчет опорного сигнала, на его сигнальном выходе возникает импульс, который стробврует передачу через бпок 3 вентилей И 67 порядкового номерл экстремлпьного отсчета. Номер этого экстремума поступаот с выхода блока 3 вентилей.И на второй вход запоминающего устройства 4 номеров экстремумов, на первый вход которого в то жй время подаемся знак этого экстремума со знакового выходя экстрематора. Номер экстремума и его знак запиозшаэтся в ячейку запоминающего устройства 4 номеров экстремумов. Номер и знак следующего экстремума запиш т«я таким же образйм в следующую ячейку этого запоминающего устройства и т.д. В запоминающее устройство 7 сейсмического сигна- . ла записываются все отсчеты сейсмического сигнала х со входом сейсмического :;игнала С, После заполнения обоих запоминающих устройств начинается вьиислигельный процесс. В сумматор 6 адресов из запоминающего устройства 4 номеров экстремумов поступает номер экстремумов я. , а на другой вход К сумматора на устройства управления автоматически поступает номер отсчета корреляционной функции К. На выходе сумматора 6 адресов образуется сумма tip, котора я поступает на адресный вход запоминающего устройства 7 сейсмического сигнала, откуда извлекается соответствующий отсчет х (п + к), который поступает на вход накапливающего сумматора 5, на управляющий вход которого в то же время подается знак экстремума с первого выхода запоминающего устройства номеров экстремумов, В соответствииfco знаком накапливающий сумматор алгебраически прибавляет X (flg ) к ранее накопленной сумме. Когда на вькоде накапливающего сумматора 5 образуется очередной. отсчет коррелящионной функции S, , к О, 1, 2, ... М, он поступает на :вход фильтра 8, который корректирует частотную х актеристику и форму последоваельности отсчетов выходного сигнала. Внедрение предлагаемого устройства позволит не менее, чем в 5 раз снизить го стоимость , что должно обеспечить экономию порядка 10 тыс. руб. на каждое устройство. Кроме того, предлагаетя повышение качества сейсмических маериалов, что обеспечивает большую экоомию для народного хозяйства. формулаизобретвния Устройство для преобразо1зания виброейсмической информации, содержащее .,,v.V.- ; %.v..,v .-7 ... ,66 стрек атор, накапливающий сумматор и фипътр, отличающееся тем, что с цепью сокращения оборудования и повы шения точности устройства, в него введены счетчик синхроимпульсов, бпок вентипей И, запоминающее устройство номеров экстремумов, запоминающее устройство Сейсмического сигнала, сумматор адр«;ов, причем входная шина синхроампульсов сигнала вибратора подсоединена Чфтбз счетчик синхроимпульсов к первому входу блока вентилей И, второй вход котьрого подключён к сигнальному выходу экстрематора, знаковый выход которого соединен с первым входом запоминающего устройства номеров экстремумов, второй вход которого :лодключен к выходу блока вентилей И, первый выход его соединен о 7 управляющим входом накапливающего сумматора, а второй выход - со входом суммэтора адресов, выход которого подключен к адресному входу запоминающего устройства сейсмического сигнала, информапионный вход которого подсоединен ко входу сейсмического сигнала,, а выход - через накапливающий сумматор соединен со входом фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .,1. Патент США № 3863058, кл, (506 15/34, 1975, 2.Авторское свидетельств № 304583, кл. G 06 F 15/34, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 452829, кл. G 06 F 15/34, 1975.

Вк.А