DE1063395B

DE1063395B - Procedure for eliminating disturbing noises and distortions when recording seismic signals

Info

Publication number: DE1063395B
Application number: DEE11265A
Authority: DE
Original assignee: Jersey Production Research Co
Current assignee: Jersey Production Research Co
Priority date: 1954-09-28
Filing date: 1955-09-09
Publication date: 1959-08-13

Description

Verfahren zur Ausschaltung störender Geräusche und Verzerrungen bei der Aufnahme seismischer Signale Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausschaltung störender Geräusche und Verzerrungen, die bei der Aufnahme seismischer Signale in einem frequenzmodulierten magnetischen Registriersystem entstehen. Procedure for eliminating annoying noises and distortions the recording of seismic signals The invention relates to a method for deactivation disturbing noises and distortions that occur when seismic signals are recorded in a frequency-modulated magnetic registration system.

Ein Kennzeichen frequenzmo dul ierter, magnetischer Registriersysteme liegt darin, daß jede Geschwindigkeitsänderung des Magnetblandes sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergabe die Einführung unerwünschter Signale oder Geräusche in das Endsignal zur Folge hat. Bei der Anwendung auf seismische Signale kann die Art dieses Geräusches unter Umständen wichtiges Material der seismischen Registrierung überdecken oder fälschlich für wichtiges Material gehalten werden. Versuche, diese Schwierigkeit durch äußerst genaue Geschwindigkeitsregelung des Aufnahmemediums bei der Aufnahme und Wiedergabe zu überwinden, sind zwar theoretisch denkbar, jedoch schwer in die Praxis umzusetzen. Zweck der Erfindung ist daher die Schaffung einer einfachen und wirksamen Möglichkeit zum Auslöschen der Wirkungen von Geschwindigkeitsänderungen des magnetischen Trägers. A hallmark of frequency-modulated, magnetic registration systems lies in the fact that any change in the speed of the magnetic land both in the Recording as well as playback introducing unwanted signals or noise in the end signal. When applied to seismic signals, the The nature of this noise may be important seismic record material cover up or be mistaken for an important material. Try this Difficulty due to extremely precise speed control of the recording medium Overcoming during recording and playback are theoretically conceivable, however difficult to put into practice. The purpose of the invention is therefore to create a simple and effective way of canceling the effects of speed changes of the magnetic carrier.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufnahme seismischer Ermittlungen sowie ein hierfür vorgesehenes frequenzmoduliertes, magnetisches System zu schaffen, welches die Registrierungen mit großer Zuverlässigkeit ausführt und Geräusche und Verzerrungen ausschaltet, die normalerweise bei der Aufnahme oder Wiedergabe auftreten und in der Hauptsache auf Geschwindigkeitsänderungen des Aufnahmemediums zurückzuführen sind. The invention is based on the object of a method for recording seismic investigations as well as a frequency-modulated, magnetic one provided for this purpose To create a system that carries out the registrations with great reliability and eliminates noise and distortion that normally occurs when recording or Playback occur and mainly due to changes in the speed of the recording medium are due.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, gemäß welchem gleichzeitig mit der Aufnahme des frequenzmodulierten seismischen Signals ein unmoduliertes Hilfssignal, dessen Frequenz gleich der Trägerfrequenz des frequenzmodulierten Signals ist, registriert wird und aus diesen beiden Aufzeichnungen das unverzerrte seismische Signal durch Subtraktion des unmodierten von dem modulierten Signal erhalten wird. This object is achieved according to the invention by a method, according to which simultaneously with the recording of the frequency-modulated seismic Signal an unmodulated auxiliary signal, the frequency of which is equal to the carrier frequency of the frequency-modulated signal is registered and from these two recordings the undistorted seismic signal by subtracting the unmodulated from the modulated Signal is received.

Die Erfindung ist auch allgemein auf Registriersysteme anwendbar, wie sie auf vielen Gebieten gebraucht werden, ist aber besonders zur Anwendung auf frequenzmodulierte, magnetische Aufzeichnungen bei der seismischen Schürfung bestimmt. Bei der seismischen Schürfung muß man Frequenzen im allgemeinen Bereich von etwa 20 bis 100 Perioden entdecken und registrieren. Um Signale dieser Frequenzen innerhalb eines großen Bereiches von Schwingungsweiten mit einem magnetischen Registriersystem verzeichnen zu können, ist es vorteilhaft, die Frequenzen der seismischen Signale so zu modulieren, daß man ein moduliertes Signal von möglichst guter Aufnahmefähigkeit nach dem magnetischen Registrierverfahren erhält. Zu diesem Zweck eignet sich z. B. gut eine Trägerfrequenz der Größenordnung von 1000 bis 3000 Perioden. The invention is also generally applicable to registration systems, as they are used in many fields, but is particularly applicable to frequency-modulated, magnetic recordings determined during seismic prospecting. In seismic prospecting, frequencies in the general range of about Discover and register 20 to 100 periods. To get signals of these frequencies within of a large range of oscillation amplitudes with a magnetic registration system To be able to record, it is advantageous to track the frequencies of the seismic signals to modulate in such a way that a modulated signal of the best possible receptivity is obtained obtained by the magnetic registration process. For this purpose z. B. well a carrier frequency of the order of 1000 to 3000 periods.

Das bei der seismischen Schürfung zu registrierende Signal erstreckt sich über einen sehr großen Bereich von Schwingungsweiten. Zu Zeiten sehr geringer Signalstärke stört das von dem Registnervorgang herstammende Geräusch. Das System nach der Erfindung löscht die auf das Aufnahme- und Wiedergabeverfahren zurückzuführenden Geräusche aus und dehnt den nutzbaren Bereich von Schwingungsweiten aus, die ohne Störung durch Geräusche aufgenommen und wiedergegeben werden können. Bei der Anwendung des magnetischen Registriersystems auf die seismische Registrierung ist es üblich, einen Satz von bis zu zwanzig oder dreißig Registrierköpfen zu verwenden, die über das magnetische Aufnahmeband derart verteilt sind, daß eine erhebliche Anzahl einzelner Registrierspuren gleichzeitig hergestellt werden kann. The signal to be registered during seismic prospecting extends over a very large range of oscillation amplitudes. Very less at times Signal strength interferes with the noise resulting from the registering process. The system according to the invention erases those attributable to the recording and playback process Noise and expands the usable range of oscillation amplitudes that without Disturbance caused by noises can be recorded and played back. In the application of the magnetic registration system on the seismic registration, it is common to use a set of up to twenty or thirty recording heads that are about the magnetic recording tape are distributed so that a significant number of individual Registration tracks can be produced at the same time.

Bei der Wiedergabe verwendet man einen ähnlichen Satz von Abnahmeköpfen, um die verschiedenen Endspuren vergleichen zu können. Die Erfindung läßt sich leicht und einfach auf Registriersysteme dieser allgemeinen Art verwenden, indem man einen der Aufnahme- und Wiedergabeköpfe zur Durchgabe eines Hilfssignals verwendet. Das Hilfssignal besitzt vorzugsweise ungefähr die Mittelfrequenz der regulären Kanäle; die Erfindung läßt sich jedoch auch an das Arbeiten mit anderen Frequenzen anpassen. Besonders vorteilhaft ist es, die unmodulierte Endfrequenz des Trägerfrequenzoszi llators im Rahmen der Erfindung als Hilfssignal zu verwenden. In diesem Falle erhält man bei der Aufnahme ein Magnetband mit der gewünschten Anzahl frequenzmodulierter Signalspuren.When playing back, a similar set of pick-up heads is used, to be able to compare the different end tracks. The invention is easy and easily use it on registration systems of this general type by adding a the recording and playback heads used to transmit an auxiliary signal. That Auxiliary signal preferably has approximately the center frequency of the regular channels; However, the invention can also be applied to the Working with others Adjust frequencies. It is particularly advantageous to use the unmodulated end frequency of the carrier frequency oscillator to use as an auxiliary signal in the context of the invention. In this case, a magnetic tape with the desired number is obtained when recording frequency-modulated signal traces.

Außerdem wird auf dem Band noch eine einzelne Spur aufgenommen, die der unmodulierten Trägerfrequenz entspricht. Geräusche, die sich infolge von Geschwindigkeitsänderungen den modulierten Signalspuren überlagern, werden gleichzeitig auch in die unmodulierte Trägerspur eingeführt. Bei der Wiedergabe findet ein Vergleich der demodulierten Signalspuren mit der demodulierten Hilfsspur statt. Durch Subtraktion dieser beiden Signale können Geräusche, die bei der Aufnahme oder bei der Wiedergabe eingeführt wurden, aus dem Endsignal ausgelöscht werden.In addition, a single track is recorded on the tape, the corresponds to the unmodulated carrier frequency. Noise that changes as a result of changes in speed The modulated signal tracks are superimposed on the unmodulated ones at the same time Carrier track introduced. When playing, there is a comparison of the demodulated Signal tracks with the demodulated auxiliary track instead. By subtracting these two Signals can be noises introduced during recording or playback are deleted from the end signal.

In der Zeichnung ist das Erfindungsprinzip in seinen wesentlichen Merkmalen in Form von Blockdiagrammen dargestellt. In the drawing, the principle of the invention is in its essentials Features presented in the form of block diagrams.

Fig. 1 zeigt schematisch ein frequenzmoduliertes magnetisches Aufnahmesystem nach der Erfindung; Fig. 2 stellt das in Verbindung mit der Anordnung nach Fig. 1 zu verwendendeWiedergabesystem schematisch dar. Fig. 1 shows schematically a frequency-modulated magnetic recording system according to the invention; FIG. 2 shows this in connection with the arrangement according to FIG. 1 schematically shows the playback system to be used.

Der Einfachheit halber stellt die Zeichnung die Anwendung der Erfindung auf die Aufnahme und Wiedergahe eines einzelnen Signals dar. Wie bereits erwähnt, läßt sich die Erfindung natürlich auch auf die gleichzeitige Registrierung einer Vielzahl von Signalen anwenden. Das aufzunehmende Signal moduliert die Trägerfrequenz, wodurch man ein frequenzmoduliertes Signal erhält. Der Oszillator2 (Fig. 1) hat beispielsweise eine Frequenz von 2000 Perioden. For the sake of simplicity, the drawing illustrates the application of the invention on the recording and playback of a single signal. As already mentioned, The invention can of course also be applied to the simultaneous registration of a Apply a variety of signals. The signal to be recorded modulates the carrier frequency, whereby a frequency modulated signal is obtained. The oscillator 2 (Fig. 1) has for example a frequency of 2000 periods.

Wenn das seismische Signal mit einer Frequenz von etwa 20 bis 100 Perioden die Trägerfrequenz moduliert, erhält man ein moduliertes Signal mit einer Frequenz von beispielsweise etwa 1000 bis 3000 Perioden. Dieses modulierte Signal wird dann durch die Registriervorrichtung 4 magnetisch aufgenommen. Erfindungsgemäß wird nun die unmodulierte Endfrequenz des Oszillators 3 als besondere Spur durch das Registriergerät 4 aufgezeichnet. Infolge der gleichzeitigen Registrierung der modulierten und der unmodulierten Oszillatorfrequenzen durch parallele Registrierköpfe sprechen beide Aufzeichnungen in gleicher Weise auf Geschwindigkeitsänderungen bei der Aufnahme an, so daß beide Aufnahmespuren die gleiche Verzerrung und die gleichen Geräusche aufweisen.When the seismic signal has a frequency of about 20 to 100 Periods modulated the carrier frequency, you get a modulated signal with a Frequency of, for example, about 1000 to 3000 periods. This modulated signal is then magnetically recorded by the registration device 4. According to the invention is now the unmodulated end frequency of the oscillator 3 as a special track the recorder 4 recorded. As a result of the simultaneous registration of the modulated and the unmodulated oscillator frequencies by parallel Recording heads both records contribute equally to changes in speed recording so that both recording tracks have the same distortion and the same Exhibit noises.

Bei der Wiedergabe (Fig. 2) sind in dem Wiedergabeaggregat5 parallele Abnahmeköpfe angeordnet, so daß man gleichzeitig die modulierte Signalspur und die unmodulierte Hilfsspur erhält. Das bei der Wiedergabe abgenommene modulierte Signal wird durch den Frequenzgleichrichter 6, das unmodulierte Hilfssignal durch einen Frequenzgleichrichter 7 in je ein demoduliertes Signal umgewandelt. Wenn in dem Registriersystem weder bei der Aufnahme noch bei der Wiedergabe Geräusche auftreten, so hat die Leistung des Frequenzgleichrichters 7 den Wert Null. Treten jedoch bei der Aufnahme oder bei der Wiedergabe irgendwelche Geräusche auf, so gibt der Frequenzgleichrichter 7 ein Hilfssignal, das diesen Geräuschen entspricht. Die Endleistung des Frequenzgleichrichters 7, die das Geräusch darstellt, ist natürlich auch in der Endleistung des Frequenzgleichrichters 6 enthalten. Infolgedessen erhält man, wenn man die Leistung des Frequenzgleichrichters 7 von derjenigen des Frequenzgleichrichters 6 in dem als Differentialverstärker in Block 8 gekennzeichneten Stromkreis subtrahiert, ein Endsignal, das frei von Geräuschen ist. During playback (FIG. 2) there are parallel in the playback unit 5 Pickup heads arranged so that you can simultaneously the modulated signal track and the unmodulated auxiliary track receives. The modulated signal picked up during playback is through the frequency rectifier 6, the unmodulated auxiliary signal through a Frequency rectifier 7 converted into a demodulated signal each. If in that Registration system noises occur during recording or playback, so the power of the frequency rectifier 7 has the value zero. However, join The frequency rectifier emits any noises during recording or playback 7 an auxiliary signal that corresponds to these noises. The final power of the frequency rectifier 7, which represents the noise, is of course also in the final power of the frequency rectifier 6 included. As a result, when you get the power of the frequency rectifier 7 of that of the frequency rectifier 6 in that as a differential amplifier is subtracted from the circuit marked in block 8, an end signal that is free of Noise is.

Das beschriebene System schließt natürlich Verstärkungsstufen, Modulationsstufen usw., die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, ein, wie sie üblicherweise bei der magnetischen Registrierung angewandt werden. The system described naturally includes gain stages, modulation stages etc., which are not shown in the drawing, as they are usually used in magnetic registration can be applied.

Claims

P.4TENTANSPRE CH Procedure for eliminating disturbing noises and Distortion that occurs when recording seismic signals in a frequency modulated magnetic registration system arise, characterized in that at the same time with the recording of the frequency-modulated seismic signal an unmodulated auxiliary signal, whose frequency is equal to the carrier frequency of the frequency-modulated signal, registered and from these two recordings the undistorted seismic signal passes through Subtracting the unmodulated from the modulated signal is obtained.