Многоканальная система для морских сейсмических исследований Советский патент 1982 года по МПК G01V1/24 

Изобретение относится к техническим средствгил сейсморазведки, предназначенным для изучения подземных формаций, в частности к многокангшь-. ным системам цифровой телеметрии для морских сейсмических исследований, и используется преимущественно при морских геофизических работах на шельфе и в акваториях.

По основному авт.св. 558236 известна многоканальная система для, морских сейсмических исследований, содержащая в буксируемой части акустический источник, линию передачи кодов, линию синхронизации, и fe каждом канале устройство кодирования сейсмосигналов, состоящее из последовательного соединения сейсмоприемника и аналого-цифрового преобразователя, а в бортовой части - синхрогенератор, приемный сдвигающий регистр и устройство записи, между которыми включено устройство коррекции кодов, а также временное программное устройство, соединенное через формирователь импульса с акустическим источником, следящий автосинхрониза- , тор, включенный между сигнальным и , управляющим входами приемного сдвигающего регистра, а.в буксируемой

части системы каждое устройство кодирования сейсмосигналов дополнено циклическим преобразователем кода, обе линии разделены по числу каналов на отрезки, между которыми в линии передачи данных включены собирательные схели, а в линии синхронизации - цепочки из устройства задержки и формирователя импульсов,

10 причем выход аждой цепочки подключен к тактирующему входу аналогоцифрового преобразователя, вход це-. почки - к запускающему входу цикли- . ческого преобразователя кодов, вы15ход которого подключен ко входу собирательной схемы.

При этом устройство коррекции выполнено в виде сумматора поправок с подключенным к его второму входу бло20ком запоминания поправок в виде сдвигающего регистра, замкнутого в кольцо .обратной связи через первый импульсный вход дв1 хтактного вентиля, .второй импульсный вход которого подклю25чен к выходу линии передачи кодов, а стробирующие входы вентиля - к выходам временного программного устрой- ства. Следящий автосинхронизатор выполнен в виде последовательного сое30динения cxeNU выделения маркерного импульса канала и импульсного генератора ударного возбуждения с управляющими входами сдвигающих регистров tl. Недостаток известной системы ограничение ее пропускной способнбсти. Оно возникает при необходимости либо в несколько раз увеличить число каналов при детальной сейсморазведке на нефть и газ,либо,. не изменяя числа каналов, в несколько раз расширит полосу частот возбуждаемых и принима емых сейсмосигналов для проведения сейсмоакустических исследований для инженерно-геологических изысканий или поиска рудных ископаемых. Указанное ограничение связано с соответствующим увеличением информационного потока, с которым не справляется устройство записи, выполняемо обычно на основе цифрового магнитофона с неподвижными головками записи. Увеличение сразу в несколько раз пропускной способности известной системы для реализации сверхмногоканальной сейсморазведки или высокочастотной сейсмоакустической съемки может быть достигнуто введением в устройство цифровой записи вращающихся головок Записи, при этом существенно возрастает относительная скорость движения магнитной ленты за счет векторного сложения скоростей вращений головки и движения маг нитной ленты. Таким устройством записи может служить видеомагнитофон, типовым применением которого являет ся регистрация телевизионных видеосигналов. Для целей цифровой регистрации принимаемых известной системой сейсмических данных введение в устройство записи видеомагнитофона требует полного преобразования струк туры мультиплексированного потока данных, поступайщих с линии передачи кодов, в сочетании с жесткой синхро низацией развертки видеомагнитофона от синхрогенератора систели. Цель изобретения - увеличение ее пропускной способности. Поставленная цель достигается тем, что в известной многоканальной системе для морских сейсмических исследований, устройство записи содержит видеомагнитофон, имеющий синхроимпульсный и видеосигнальный входы, дизъ нктор, формирователь импульсов развертки записи, сдвигающий регистр ждуший генератор импульсов сдвига, буферное запоминающее устройство, разделенное на части по числу головок записи видеомагнитофона, счетчики адреса, элементы задержки, коммутатор, счетчик номера головки записи , при этом синхроимпульсный вход магнитофона подключен через дизъюнктор к кадровому и сточному выходам формирователя импульсов развертки записи,вход которого подключен к выходу синхрогенератора системы, видеосигнашьный вход видеомагнитофона подключен к выходу сдвигающего регистра, первый вход которого соединен с выходом ждущего генератора импульсов сдвига, запускающий вход последнего подключен к строчному выходу формирователя импульсов развертки, а второй, установочный вход сдвигающего регистра соединен с выходом устройства коррекции системы через буферное запоминающее устройство, причем каждая часть буферного запоминающего устройства соединена с выходом счетчика адреса, вход котоЕого подключен к выходу элемента задержки в каждом канале, и управляющим входам записи и чтения каждой части буферного запоминающего устройства и входу элемента задержки соответствующими выходами подключен коммутатор, сигнальные входы которого соединены с выходом схемы выделения маркерного импульса канала системы и со строчным выходом формирователя импульсов развертки записи , кадровый выход которого подключен через счетчик номера головки записи к управляющему входу коммутатора, при этом формирователь импульсов развертки записи выполнен в виде последовательно соединенных умножителя частоты синхрогенератора системы, первого и второго делителей частоты, выходы которых соединены со входами первого и второго одновибраторов, соответственно, выходы первого и второго одновибраторов служат строчным и кадровым выходами формирова- теля; вход умножителя частоты синхрогенератора системы является входом формирователя импульсов развертки записи, а ждущий генератор импульсов сдвига выполнен в виде импульсного генератора, выход которого подключен к первому входу вентиля, второй вход которого через дешифратор соединен с выходом счетчика импульсов, вход -последнего подключен к выходу вен- J тиля, служащего выходом ждущего генератора импульсов сдвига, запускающим входом которого является вход установки нуля счетчика импульсов. На фиг.1 изображена структурная схема системы для морских сейсмичес ких исследований; на фиг.2 - структурная схема формирователя импульсов развертки записи; на фиг.З - структурная схема ждущего генератора импульсов сдви га. В буксируемой части.известная система содержит акустический источник 1, линию 2 передачи кодов и линию 3 синхронизации, -а в каждом канале - устройство 4 кодирования сейсмосигналов, состоящее из последовательноГо соединения сейсмоприемника 5 с

аналого-цифровым преобразователем б Каждый сейсмоприемник 5 имеет пьеэокерамический или электретный гидрофон , предусилитель и полосовой сейсмический фильтр, а каждый аналогоцифровой преобразователь б снабжен устройством формирования и запоминания выборки сейсмосигнала. Каждое устройство кодирования 4 подключено своим выходом к линии 2 передачи кодов через циклический преобразователь 7 кода и собирательную схему 8 В линии 3 синхронизации ее соседние отрезки соединены между собой через цепочки из устройства 9 задержки и формирователя 10 импульсов, причем выход каждой цепочки подключен к тактирующему входу 11 аналого-цифрового преобразователя -6, а вход цепочки к запускающему входу 12 ц -клического преобразователя 7,

В бортовой части 13 система содержит синхрогенератор 14, приемный сдвигающий регистр 15 и устройство 16 записи, между которыми включено устройство 17 коррекции.Оно выполнено в виде сумматора поправок с подключенным к его второму входу 18 блоком 19 запоминания поправок, выполненным в виде сдвигающего регистра , замкнутого в кольцо обратной связи через первый импульсный вход .20 двухтактного вентиля 21-22, второй импульсный вход 23 которого подключен к выходу линии 2 передачи кодов, а стробирующие входы 24-25 к временному программному устройству 26, к его выхоДам 27 и 28. Его третий выход 29 через формирователь 30 импульса подключен к акустическому источнику 1. В системе имеется следящий автосинхронизатор, содержащий схему 31 выделения маркерного импульса канала и импульсный генератор 32 ударного возбуждения, соединенные последовательно и включенные между сигнальным 33 и управляющим 34 входами приемного сдвигающего регистра 15. Отличительным признаком системы (фиг.1) является выполнение устройства 16 записи.

Оно содержит видеомагнитофон 35, имеющий синхроимпульсный 36 и видеосигнальный 37 входы, первый из которых подключен через дизъюнктор 38 к кадровому.39 и строчному 40 выходам формирователя 41 импульсов развертки записи, подключенного своим входом 42 к выходу синхрогенератора 14 системы (фиг.1).Второй видеосигнальный вход 37 видеомагнитофона 35 подключен к выходу сдвигающего регистра 43, снабженного ждущим генератором 44 импульсов сдвига, запускающий вход 45 которого подключен кстрочному выходу 40 формирователя 41, а установочный кодовый вход 46 сдвигающего регистра 43 соединен с

выходом устройства 17 коррекции ,систеглл через буферное запоминающее устройство, разделенное на части

47.1и 47.2 по числу головок записи видеомагнитофона 35 (в описываемом варианте он имеет 2 вращающиеся головки записи. Каждая вьаделенная часть 47.1 и 47.2 запоминающего устройства снабжена счетчиком 48.1 и

48.2адреса с элементами 49.1 и

49.2 задержки на его входе и имеет

0 управляющие входы 50.1. и 50.2 записи и 51.1 и 51.2 считывания соответственно.

Ко всем упомянутым входам 50.1 и , 51.2 запоминающего устройства и ко входам элементов 49.1 и 49.2 задержки подключен соответствующими выходами коммутатор 52, сигнальные входы 53 и 54 которого соединены с выходом схемл 31 выделения маркерного импульса канала и со строчным выходом 40 формирователя 41 импульсов развертки записи, кадровый выход 39 которого подключен через счетчик 55 номера головки записи к управля5ющему входу 56 коммутатора 52.

Формирователь 41 импульсов развертки записи (фиг.2) выполнен в виде последовательно соединенных умножителя 57 частоты синхрогенера0тора 14 системы первого 58 и второго 59 делителей частоты, выходы которых соединены с первым 60 и вторым 61 одновибраторами, входы последних служат соответственно строч5ным 40 и кадровым 39- выходами формирователя 41, Введение в формирователь 41 умножителя 57 частоты необходимо, если частота строчных импульсов больше частоты синхрогекератора 14 системы, а необходимое

0 согласование упомянутых частот осуществляется при выполнении делителей 58 и 59 частоты по известтлм схемам с импульсной обратной связью.

Ждущий генератор 44 .импульсов

5 сдвига (фиг.З) выполнен в виде импульсного генератора 62, выход которого подключен к первому входу 63 вентиля 64, второй вход 65 которого через дешифратор 66 соединен с выхо0дом счетчика 67 импульсов, вход которого подключен к выходу вентиля 64, служащего выходом ждущего генератора 44. Запускающим входом 45 последнего служит вход установки ну5ля счетчика 67 импульсов.

Система (фйг.1) работает следующим образом.

По импульсам синхрогенератора 14, следующим в линии 3 синхронизации

О с частотой f происходит поочередный запуск устройств 4 кодирования и поочередное считывание их цифровых данных через циклический преобразователь 7 в линию 2 передачи кодов в последовательном коде. Двоичные сим5волы этого кода следуют с частотой f и данные каждого канала отделяются маркерными импульсами увеличенной длительности, а продолжительность мультиплексного кадра цифровых /данных всех каналов скстема обратно пропорциональна f . Из импульСного потока, поступающего по. линии 3 синхронизации схемы 31 выделения маркерного импульса канала дискриминируются по длительности маркерные импульсы, которые запускают импульсный генератор 32 ударного возбуждения, создающий сдвигающие синхроимпульсы, которые позволяют приемному сдвигающему регистру 15 осуществлять прием последовательного кода канала и его-преобразование в параллельный код, который подается на устройство 17 коррекции В нем производится цифровая поправка на разброс нулевого уровня каждого устройства 4 кодирования сейсмосигналов. Для получения кодов нулевого уров ня временное программное устройство 26 открывает вентиль 21 для .записи в блок 19 запоминания поправок (типа сдвигающего регистра) цифровой ин формации, поступающей из линии 3 си хронизации, когда принимаемые сейсмосигналы затухают. После возбуждения через формирователь импульса 30 акустического источника 1 импульсом 26 временного программного устройства вентиль 21 закрйвается, а вентил 22 открывается и по его первому импульсному входу 20 восстанавливается кольцо обратной связи в блоке 19 за поминания поправок, благодаря чему , он работает .на выдачу накопленных данных через второй вход 18 в устро ство 17 коррекции, где вычитание по правок ведется синхронно с-сигналам поступающими из схемы 31 выделения, маркерного импульса канала. Запись информации в системе (фиг производится следующим образом. Под действием логического выходного сигнала счетчика 55 номера головки записи, на вход которого пост пают импульсы кадровой развертки с кадрового выхода 39 формирователя 41 импульсов развертки записи коммутатор 52 подключает маркерные импульсы, поступающие на сигнальный вхо 53, и строчные синхроимпульсы, поступающие на сигнальный вход 54, соответствующим входам 50.1, 50.2 записи и входам 51.1, 51.2 считывания частей 47.1 и 47.2 запоминающег устройства. Одновременно импульсы с сигнальных входов 53 и 54 через ком мутатор 52 поступают на вход счетчи ков 48.1, 48.2 адреса через элемент 49.1, 49,2 задержки, время задержки которых соотвртствует временам эапм си и считывания информации в запомиНсцощем устройстве. Части 47.1, 47.2 запоминающего устройства работают в противофазе, т.е. в зависимости от состояния счетчика 55 одна часть запоминающего устройства работает в режиме записи ин- формации с выхода устройства 17 коррекции, а другая часть запоминающего устройства при этом работает в режиме считывания информации из запоминающего устройства на вход сдвигающего регистра 43, который под действием выходных импульсов ждущего генератора 44 импульсов, сдвига, работой которого управляет формирователь 41 импульсов развертки, преобразует считываемую информацию в последовательный двоичный код, поступающий на видеосигнальный вход 37 видеомагнитофона 35, синхронизация которого производится через дизъюнктор 38 строчными и кадровыми выходными импульсами формирователя 41 импульсов развертки. Смена режимов работы (считывания и записи) частей 47.1, 47.2 запоминающего устройства производится с частотой кадровых синхроимпульсов, поступающих с кадрового выхода 39 формирователя 41 импульсов развертки. Синхронизация формирователя 41 импульсов развертки производится сигналами синхрогенератора 14 системы, использование которого как для синхронизации временного программного устройства 26, так и для синхронизации формирователя 41 импульICOB развертки, позволяет производит точную временную привязку режима начала регистрации информации на видеомагнитофон 35 с моментами поступления информации с выхода устроййтва 17 коррекции. Формирование импульсов развертки происходит следующим образом. На вход 42 формирователя 41 импульсов развертки (фиг.2) поступают синхроимпульсы с синхрогенератора системы 14, частота которых посредством умножителя 57 частоты увеличивается в i К раз. Выход умножителя 57 частот подключен ко входу первого делителя 58 частоты с коэффициентом деления Р. Выход первого делителя 58 пог ключен ко входу первого одновибра- ( тора 60, который вырабатывает импульсы строчной развертки необходимой длительности, и ко входу второго делителя 59 частоты с коэффициентом деления S. Выход второго делителя 59 частоты Лодключен ко входу второго одновибратора 61, который вырабатывает импульсы кадровой развертки необходимой длительности. Частоты v 40 ,fjg выходных импульсов на строчном и кадровом выходах 40 и 39 Формирователя 41 соответственно опреде ляются выражениями зэ V/P Формирование импульсов сдвига осуществляется следующим образом. В ис ходном состоянии счетчик 67 заполнен, дешифратор 66 своим выходом блокирует вход 65 вентиля 64, который не пропускает импульсы импульсного генератора 62 ко входу 63. С приходом импульса строчной развертк с выхода 40 формирователя 41 импуль сов развертки на вход 45 счетчик 67 обнуляется, дешифратор 66 своим вых дом деблокирует вентиль 64 по входу 63. Импульсычастотой f с генерато ра 62 поступают через вентиль 64 на вход счетчика 67 и на выход к управ ляющему входу сдвигающего регистра 43. После отсчета счетчиком 67 числа разрядов в строке записи срабатывае дешифратор 66, который своим выходо блокирует вентиль 64 по входу 63 и тем самым прерывает серию импульсов сдвига. Ждущий генератор 44 импульсов сдвига находится в ждущем режим до прихода очередного импульса стро ной развертки с формирователя 41 им пульсов развертки, С целью уплотнения в структуре видеосигнала импуль са кадровой и строчной развертки ча тота fgft импульсов сдвига должна быт несколько выше тактовой частоты поступления информации f : 1. : Чч, Virll-e) г4е g - скважность импульсов кадровой развертки; скважность импульсов строчной развертки. Таким образом, структурное построение системы фиг.1 благодаря использованию управляющих сигналов со cxeNW 31 выделения маркерного импульса канала и управления формирователем 41 от синхрогенератора 14 системы, позволяет увеличить пропус ную ее способность до величин 3-5 МБод, что ограничивается практическ только полосой пропускания видеотракта магнитофона. Формула изобретения 1. Многоканальная система для морских сейсмических исследований п авт.св. 1 558236, отличающ а я с я тем, что, с целью увеличения ее пропускной способности, устройство записи содержит видеомагнитофон, имеющий синхроимпульсный и видеосигнсшьный входы, ди -цюнктор, формирователь импульсов развертки записи,сдвигающий регистр, ждущий генератор импульсов сдвига, буферное запоминающее устройство, разделенное на части по числу головок записи видеомагнитофона, счетшки адреса, элементы задержки,коммутатор, счетчик номера головки записи, при этом синхроимпульсный вход магнитофона подключен через дизъюнктор к кадровому и строчному выходги формирователя импульсов развертки записи, вход которого подключен к выходу синхрогенератора систекы, видеосигнапьный вход видеомагнитофона подключен к выходу сдвигающего регистра, первый вход которого соединен с выходом ждущего генератора импульсов сдвига, запускающий вход последнего подключен к строчному выходу формирователя импульсов развертки,а второй, установочный, вход сдвигающего регистра соединен с выходом устройства коррекции системы через буферное запоминающее устройство, причем каждая часть буферного запоминающего устройства соединена с выходом счетчика адреса, вход которого подключен к выходу элемента задержки в каждом канале, к управляющим входам записи и чтения каждой части буферного запоминающего устройства и входу элемента задержки соответствующими выходами подключен коммутатор, сигнальные входы которого соединены с выходом схемы выделения маркерного импульса канала системы и со строчным выходом формирователя импульсов развертки записи, кадровый выход которого подключен через счетчик номера головки записи к управляющему входу коммутатора. 2.Многоканальная система по п.1, отличающаяся тем, что, формирователь импульсов развертки записи выполнен в виде последовательно соединенных умножителя частоты синхрогенератора системы, первого и второго делителей частоты, выходы которых соединены с входами первого и второго одновибраторов соответственно, выходы первого и второго одновибраторов служат строчным и кадровым выходами формирователя, вход умножителя частоты синхрогенератора системы является входом формирователя импульсов развертки записи. 3.Многоканальная система по п.1, отличающаяся тем, что ждущий генератор импульсов сдвига выполнен в виде импульсного генератора, выход которого подключен к первому входу вентиля, второй вход которого через дешифратор соединен с выходом счетчика импульса, вход последнего подключен к выходу вентиля,

служащего выходом ждущего генератора импульсов сдвига/ запускающим входом которого является вход установки нуля счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР. / №558236,кл. 3 G 01V 1/24,1975(поототип)

I

2 I

J