Способ цифровой записи сейсмических колебаний Советский патент 1980 года по МПК G01V1/24 

(54) СПОСОБ ЦИФРОВОЙ ЗАПИСИ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

t

Изобретение относится к записи колебаний при сейсмической разведке.

Известен способ воспроизводимой записи сейсмических сигналов, способ интенсивности и переменной ширины на 5 магнитной ленте и фотоносителях к аналоговой форме, заключающийся в том, что аналоговые электрические сигналы преобразуют в дискретные световые импульсы и регистрируют на не- 10 подвижном фотонбсителе, Дискретные или экстремальные значения напряжений с выхода ЭВМ или других обрабатывающих устройств подают на светоизлучающие приборы (например, свето- 5 диоды) , объединенные в один общий блок и установленные на светочувствительной поверхности неподвижного фотоносителя вдоль трассы записи по

оси t ll .20

Недостатками этого .способа являются невозможность непосредственного считывания записанных сигналов в цифровой форме без применения промежуточных преобразований, а также иска- 25 жение .сигналов при записки и воспроизведении, увеличение ур/вня помех по сравнению с цифровой записью, получившей в настоящее время широкое распространение.30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ цифровой записи и ввода сейсмической информации в ЭВМ, в котором кодируют сигналы и используют полученные параллельные, последовательные или смешанные коды .для модуляции световых штрихов по принципу включено-выключено и записывают эти штрихи на носитель, например на буферный накопитель информации (магнитную-ленту). На буферный накопитель записывается большое количество сейсмограмм, причем запись производится независимо от ЭВМ. После этого считывают информацию о временах вступлений и фаз сейсмических волн с накопителя в запоминающее устройством ЭВМ 2j .

Недостатками данного способа являются невозможность непосредственного считывания сигналов, записанных на носителе, одновременно в цифровой и аналоговой форме с неподвижного носителя, что важно для использование оптических методов обработки сейсмической информации, а также одинаковая вероятность больших и малых искажений сигналов при записи и воспроизведении в случае пропадания отдельных совершенно одинаковых (Разрядных или знаковых импульсов, записыва емых на носителе. Таким образом, применяег ый в сейсморазведке способ цифровой записи на магнитных и фотоносителях позволяет осуществ/1ять непосредственный ввод данных в цифровые вычислительные машины для обработки, но не обеспечивает непосредственный ввод данных с тех .же носителей в аналоговые оптические процессоры. С другой стороны способы аналоговой записи позволяют непосредс венно вводить данные наблюдений в оптические процессоры, но не обеспечивают обмена информацией с цифрЪвыми машинами. Последний недостаток .особен но существенен .при необходимости обработки все более широко применяемых цифровых записей на аналоговых оптических процессорах, так как требует дополнительной перезаписи цифровых сейсмограмм в аналоговой форме. Это сопряжено с увеличением уровня помех и дополнительными материальными затратами. Цель изобретения - обеспечение счи тывания записанных сигналов как в циф ровой, так и в аналоговой форме и повышение надежности записи. Поставленная цель достигается тем что преобразуют получаелше при регист рации прямые коды сигнсшов одной из полярностей в обратные и управляют с их помощью световыми потоками, записывая последние на фотоносителе (в дальнейшем мы рассматриваем новый спо соб записи применительно к фотоносителям, хотя в принципе он реализуется и на магнитном носителе), образуя штрихи, площади (длина, ширина) которых пропорциональны весам соответству ющих разрядов цифрового кода, для передачи знака сигнала образуют дополвитальный штрих, площадь которого про порциональна сумме весов всех разрядов мантиссы. Для защиты от паразитных засветок при считывании в аналоговой форме по краям записи сигналов наносится черная кайма, охватывающая вместе с синхроимпульсами, отделяющими каждый следующий код от предыдущего, запись каждого кода со всех сторон. На фиг. 1 показана запись параллельным кодом; на фиг. 2 - последовательным; на фиг. 3 - два варианта смешанной (параллельно-последователь ной) записи предлагаемым способом. Устройство для осуществления пред лагаемого способа содержит разрядные штрихи 1-4, синхроимпульсы 5, штрихи знакового разряда 6, защитная (зачерненная) кайма 7. .Предлагаемый способ цифровой запи си сейсглических сигналов осуществляется следующим образом. Регистрируемые сигналы-, как и обыч но, представляются в виде п-разрядных кодов (один разряд знаковый, а остальные п-1 разрядов - мантисса). Затем отйчет преобразуется в обратный код, которым модулируют световые потоки (включено-выключено), пгщающие на носитель в областях различных разрядов . Модуляционно по любому требуемому закону (фиг. 1 и 3) .легко реализовать, например с помощью специальной разрядной маски (диафрагмы), отверстия в которой расположены в соответствии со схемой записи кода, а площади отверстий, соответствующих различным штрихам, пропорциональны весам разрядов (площадь отверстия знакового разряда равна сумме площадей всех отверстий разрядов мантиссы) . Освещая кахсдое отверстие импульсным источником света . (светодиоды, газоразрядные лампы и т.п.), управляемым обратным кодом отсчета, получаем записи (фи.г.1 и 3) на которых единицам в обратном коде соответствуют зачерненные полоски, а нулямпрозрачные. Аналогичным образом знаковый разряд зачегчяется у отрицательных чисел и прозрачен у положительных. .. Если теперь осветить носитель, то проходящий через него световой поток, задерживается зачерненными элементами и. пропускается прозрачными, на которые свет при записи не попадает и которые, очевидно, соответствуют единицам прямого .кода мантиссы и знаку плюс отсчета сигнала. Прошедший через носитель при воспроизведении световой поток с учетом пропорциональноети площадей разрядных злементов весал) разрядов кода равен: п-1 п-1 Ч V3H 1 i.-Pi 1Г1 S-lISI где:К О или 1; S - площадь элемента для младшего разрядаJ R.- веса разрядов (для двоичного кода ,2,4,8...); п - число разрядов кода (с учетом знакового разряда); 1 - световой поток для- младшего разряда. Рассмотрим отрицательный отсчет (почернение знакового элемента) с мантиссой 1001 (обратный код ОНО). Тогда KO 1, 1, Ki Кз О, т.е. элементы, соответствующее первому и четвертому разрядам зачернены, а второму и третьему - прозрачны . Тогда световой поток, прошедший через носитель, равен i.0 (1+2+4+8) Slo(0.1+1.2+1.4+0.8)б Slo- (2) . Аналогично при отрицательном знаке такого же сигнала имеем (1+2+ +4+8) (0.1 + 1.2+1.4+0.8)Slg (15+6) Stj,(3) . Уровень нуля соответствует, световому потоку 1 1551о. При отсутствии знакового разряда в формате записи необходимо применять электрическое смещение отрицательных сигналов в положительную область перед преобразованием их в цифровой код. Как видно, световой поток, проход щий через фотрноситель.в области, где записан код одного отсчета, пропорционален этому коду с учетом знака. Следует отметить, что для считывания сигналов, записанных предлаraeivUM способом в цифровой форме на фотоносителе, 9 аналоговой форме необходим лишь параллельный пучок .световых лучей. Следовательно, сигналы на записи легко читаются визуально (на просвет),а также с неподвижного носителя сразу по всей его длине или в любом необходимом интервале. Очевидно также, что рассматриваемая запись легко считывается и в циф ровой форме, например с помощью такой же маски как при записи и матрицы фотоэлементов, установленных против отверстия каждого раздела. Поло.жительным своПством предлагаемого способа записи является то, что размеры элементов (отверстий).соответствующих различным разрядам увеличиваются с весом (номером) разряда. Вследствие этого надежность считывания (и записи) старших разрядов выше, чем у младшихразрядов. Соответственно, ниже и уровень помех, так как вероятность потери и искажения старшего разряда всегда меньше, чем для-младшего разряда. Зачерненная вокруг каждого элемента кайма записи (кода), состоящая из двух полосок, идущих вдоль записи, и синхроимпульсов 5 обеспечивает исключение погрешностей в амплитудах при считывании сигналов в аналоговой форме. Записи параллельным и последовательным кодами не исчерпывают все возможные варианты размещения разрядов кода при цифровой записи предлагаемым способом. В смешанных (параллельно-последовательных ) схемах размещения разрядов кода элемент зн кового или старшего разряда (в схемах без знакового разряда) расположен перпендикулярно элементам остальных разрядов. В схемах без знакового разряда осуществляется электрическое смещение сигналов на величину сигнала нулевого уровня. При записи ряда сигналов, предлагаемом способом одновременно на параллельных дорожках носителя реализуется многоканальная запись. Наряду с этим, сигналы различных каналов за(писываются в режиме разделения и на одной дорожке. формула изобретения 1.Способ цифровой записи сейсмических колебаний, в котором кодируют сигналы и используют полученные параллельные , последовательные или смешанные коды для модуляции световых штрихов по принципу включено-выключено и записывают эти штрихи на носитель, отличающийся Tei, что, с целью обеспечения считываниязаписанных сигналов как в 1Ц1фровой, так и в аналоговой форме и повьааения надежности записи, преобразуют полученные при регистргщии прямее коды сигналов одной из полярностей в обратные коды, модулируют всеми полученными кодами разрядные световые потоки и формируют из них световые штрихи, площади сечения которых задают пропорционально весам соответствующих разрядов цифрового кода мантиссы записываемого числа, а для зна кового разряда - пропорционально сумме весов всех разрядов мантиссы. 2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при чтении цифровой записи в аналоговой форме и при многоканальной записи наносят на запись по обеим сторонам каждой информационной дорожки зачерненные линии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 409i70, кл. Q 01 V 1/24, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 221954, кл. G 01 V 1/28, 1966 (прототип).

Пр.не9 ffoo/ -/001 +/oot -/fffff оЬр.мд o-ono i offoi om

2 S f 2 3 7)

S

%./

ffff./fff ff-fff/ff 7-ffffG ff-Of/O /-0-ffO