DE1548406B2 - Elektrische schaltungsanordnung zum verarbeiten von seismi schen signalen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungs- digkeit im Multiplexer und der Umwandlungsanordnung zum Verarbeiten von in mehreren Signal- geschwindigkeit im Analog-Digital-Umsetzer in Abspuren aufgezeichneten seismischen Signalen mit hängigkeit von der Modulationsrate im Sinne einer einem Multiplexer und einem Analog-Digital-Um- taktrichtigen Erzeugung der digitalen Spannungssetzer, die aus den seismischen Signalen eine zeitliche 5 signale gekoppelt sind.
Folge von digitalen Spannungssignalen gewinnen. Die Realzeit für die auszuwertenden seismischen

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist in der Signale wird also bei der erfindungsgemäßen Aus-USA.-Patentschrift 3 134 957 beschrieben. Bei dieser bildung der ihrer Verarbeitung dienenden Schaltungsbekannten Schaltungsanordnung werden aus den an- anordnung durch die räumliche Verteilung der diesen fallenden seismischen Signalen zwei verschiedene io Signalen zugeordneten digitalen Spannungssignale Arten von digitalen Informationen abgeleitet und für dargestellt, womit dann nach erneuter Digitaldie Übertragung zu einem die Signalauswertung über- Analog-Umsetzung unmittelbar zeitrichtige analoge nehmenden Rechner zeitlich ineinandergeschachtelt. Signalfolgen für die einzelnen Spuren gewonnen Bei diesen Informationen handelt es sich zum einen werden können.

um Daten, die der Amplitude der aufgefangenen 15 Bei einer bevorzugten Ausführungsform für eine seismischen Signale entsprechen, und zum anderen erfindungsgemäß ausgebildete Schaltungsanordnung um Daten, die den zeitlichen Zusammenhang der enthält die Steuereinrichtung einen spannungsverschiedenen seismischen Signale untereinander und gesteuerten Oszillator mit zwei Steuerspannungseinmit zu ihrer Gewinnung ausgesandten Primärsignalen gangen zum Erzeugen von Steuersignalen für den wiedergeben, und erst die relationsrichtige Wieder- 20 Multiplexer und den Analog-Digital-Umsetzer, einen gäbe beider Datentypen gestattet es, aus den erhalte- mit dem Ausgangssignal des Oszillators gespeisten nen Informationen Aussagen über den geophysika- Frequenzteiler zum Erzeugen eines Rückkopplungslischen Aufbau einer Gesteinsformation zu machen, signals mit der Frequenz des Bezugstaktsignals entan der die jeweiligen seismischen Signale gewonnen sprechender Sollfrequenz, einen Frequenzkomparator worden sind. 25 zum Vergleichen des Rückkopplungssignals aus dem

Zur Aufrechterhaltung dieser auswertungsnotwen- Frequenzteiler mit dem Bezugstaktsignal und zum digen Relationen zwischen den verschiedenen Daten- Erzeugen einer der festgestellten Frequenzdifferenz typen ist bei der bekannten Schaltungsanordnung entsprechenden ersten Steuerspannung für den Oszileine zeitliche Einschachtelung der Amplitudensignale lator und einen Phasenkomparator zum Vergleichen und der Zeitsignale während der Datenübertragung 3° des Rückkopplungssignals aus dem Frequenzteiler vorgesehen. Voraussetzung für das einwandfreie mit dem Bezugstaktsignal und zum Erzeugen einer Funktionieren einer solchen Übertragungsmethode der festgestellten Phasendifferenz entsprechenden ist aber eine genaue zeitliche Konstanz der Aufzeich- zweiten Steuerspannung für den Oszillator,
nungsgeschwindigkeit der übertragenen Daten, da In Weiterbildung der Erfindung kann zusätzlich andernfalls nicht mehr die Gewähr dafür gegeben ist, 35 ein Digital-Analog-Umsetzer mit einem nachgeschaldaß die Abstände zwischen innerhalb der Datenfolge teten Dekommutator vorhanden sein, die zur taktbenachbarten Zeitinformationen den tatsächlichen richtigen Steuerung mit einem Taktoszillator mit dem Verhältnissen beim Empfang der den übertragenen Bezugstaktsignal entsprechender Arbeitsfrequenz geDaten zugrundeliegenden seismischen Signale ent- koppelt sind und eine Rückumwandlung der digitalen sprechen. In der Praxis ist aber eine solche genaue 40 Spannungssignale in mehrspurige Analogsignale erKonstanz vor allem bei der Aufzeichnung der seis- möglichen. Dabei ist eine Ausführungsform bevormischen Signale selbst nicht einzuhalten, so daß die zugt, bei der zwischen dem Analog-Digital-Umsetzer bekannte Schaltungsanordnung im Gesamtergebnis und dem Digital-Analog-Umsetzer mindestens ein nur eine relativ ungenaue Signalauswertung ermög- Pufferspeicher in den Weg der digitalen Spannungslicht. 45 signale eingefügt ist, den die digitalen Spannungs-

Ähnlich liegen die Verhältnisse auch bei anderen signale mit der Realzeit der seismischen Signale entbekannten Schaltungsanordnungen für die Verarbei- sprechender Verteilung durchlaufen,
tung seismischer Signale, wie sie in den USA.-Patent- In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Schriften 3 018 959, 3 061192 und 3 075 607 be- Ausführungsbeispielen veranschaulicht; dabei zeigt schrieben sind, da auch diese bekannten Schaltungs- 5° F i g. 1 ein Blockschaltbild für den die Erzeugung anordnungen nach dem gleichen Grundprinzip der digitalen Spannungssignale betreffenden Teil arbeiten wie die Schaltungsanordnung nach der einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltungsan-USA.-Patentschrift 3 134 957. Ordnung,

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, F i g. 2 einen Ausschnitt aus einem Magnetbandeine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten 55 gerät für die Einspielung mehrspuriger seismischer Art in der Weise auszubilden, daß die Gewähr dafür Signale in die Schaltung von Fig. 1,
gegeben ist, daß die zu verarbeitenden seismischen F i g. 3 einen Ausschnitt aus einem aufgezeichnete Signale zeitrichtig ausgewertet werden können, ohne seismische Signale enthaltenden Magnetband,
daß dazu eine in der Praxis nur schwer einzuhaltende F i g. 4 ein Blockschaltbild für den der Rückum-Konstanz für die Aufzeichnungsgeschwindigkeit bei ⁶° Wandlung der digitalen Spannungssignale in analoge ihrer Aufzeichnung gegeben sein müßte. Signale dienenden Teil einer erfindungsgemäß ausge-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch bildeten Schaltungsanordnung,

gelöst, daß zusätzlich ein Kanal mit einem Nullzeit- F i g. 5 ein Blockschaltbild für eine erfindungs-

signal und ein Kanal mit einem Bezugstaktsignal von gemäß ausgebildete Schaltungsanordnung als Ganzes,

vor der Signalaufzeichnung voreingestellter und 65 F i g. 6 ein Blockschaltbild für den Aufbau der zur

durch Variationen der Aufzeichnungsgeschwindigkeit Analog-Digital-Umsetzung dienenden Baustufen der

modulierter Frequenz vorhanden und mit einer Schaltungsanordnung von F i g. 5,

Steuereinrichtung zum Steuern der Abtastgeschwin- F i g. 7 ein entsprechendes Blockschaltbild für den

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der Digital-Analog-Umsetzung dienenden Teil der der Ausgänge der seismischen Spuren getrennt und

Schaltungsanordnung von Fig. 5, parallel an den Eingang eines Multiplexgerätes 38.

F i g. 8 eine Darstellung der zusätzlichen Einrich- Die Leitungen 40 und 42 leiten den Nullzeitimpuls

tungen an einem Magnetbandgerät zum Aufzeichnen und das Bezugszeitsignal zum Gerät für die Steue-

von seismischen Signalen für den Betrieb der Schal- 5 rung der Zeitfolge der Wertfeststellung 44. Dieses

tungsanordnung von F i g. 5 und Gerät 44 wird durch den Zeitpunkt-Null-Impuls über

F i g. 9 ein Blockschaltbild für eine Alternativaus- Leitung 40 in Gang gesetzt, um Leitung 46 mit einem

führung für die der Digital-Analog-Umsetzung die- Rechteckimpuls zu speisen. Diese Rechteckimpulse

nenden Teile einer erfindungsgemäß ausgebildeten werden über Leitung 46 an das Multiplexgerät 38

Schaltungsanordnung. io und an einen Konverter analog in digital 48 angelegt,

Das Blockschaltbild von F i g. 1 veranschaulicht um die richtige Zeitfolge der Wertfeststellung in noch

den Verfahrensablauf bei der Analog-Digital-Um- zu beschreibender Weise zu erreichen.

Setzung in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Das Bezugszeitsignal in Leitung 42 dient zur

Schaltungsanordnung. Die zu verarbeitenden seis- Änderung der Regelung der Zeitfolge der Wertfest-

mischen Signale werden von einem Magnetbandgerät 15 stellung im Gerät 44 im Verhältnis zu irgendeiner

10 geliefert, wie es zur Wiedergabe von mehrspurigen Änderung der bekannten Bezugsfrequenz, wie sie

Aufzeichnungen im Gelände gewonnener Signale durch Schwankungen, Flattern oder andere Ände-

üblich ist. Das abgespielte Magnetband enthält dabei rungen in der Aufzeichnung entstehen können, die

neben mehreren Spuren mit seismischen Signalen eine entweder in der Analogabspielstufe 10 oder im Origi-

zusätzliche Spur mit einem Nullzeitsignal für die den 20 nalanalogaufzeichengerät auftreten können, das im

seismischen Signalen entsprechenden Schüsse im Ge- Gelände verwendet wurde. Das heißt, alle Verände-

lände und noch eine weitere Spur mit einem Bezugs- rungen in der Aufzeichengeschwindigkeit im Gelände

taktsignal. und/oder der Geschwindigkeit der Analogabspiel-

Ein Magnetbandgerät 10, das sich im Rahmen der stufe 10 werden auf das Zeitfolgesignal frequenz-Erfindung verwenden läßt, ist in F i g. 2 dargestellt. 25 moduliert, so daß die Veränderung wahrgenommen Ein Aufzeichenband 12, in dem vorher im Gelände und zur entsprechenden Veränderung der Zeitfolge oder durch Überspielen aus irgendeinem Bearbei- der Wertfeststellung angewendet werden kann, so tungsgang Aufzeichnungen vorgenommen worden daß der tatsächliche Zeitpunkt des seismischen Sisind, wird auf eine Antriebstrommel 14 des Auf- gnals laufend für die seismischen Signalwerte wieder Zeichengerätes gebracht. Das Aufzeichen- oder 30 festgesetzt wird, die durch die Multiplexstufe 38 und Speichermaterial 12 wird hier mit 14 Kanälen gezeigt. den Konverter 48 von analog in digital gehen. In der Die Anzahl und der Abstand der Kanäle hängt je- Praxis wurde ein 100 Hz Bezugszeitsignal mit ausdoch von der besonderen Abspielvorrichtung ab, von gezeichnetem Erfolg verwendet,
der zahlreiche an sich bekannte Arten im Gelände Das Multiplexgerät 38 kann von üblicher Art sein, bereits verwendet werden. Die Aufzeichnung 12 zeigt 35 und die vom Gerät zur Steuerung der Zeitfolge der zwölf Signalkanäle 16, da 12 Kanäle eine häufig bei Wertfestlegung 44 über die Leitung 46 gelieferte Abgeophysikalischen Arbeiten verwendete Anzahl sind. tastzeitfolge kann in jeder Frequenz zugeführt wer-Es ist auch ein Kanal 18 vorhanden, der das Signal den, die eine zuverlässige Wertdarstellung der zahldes Zeitpunkts Null trägt, und ein Kanal 20, auf reichen bzw. multiplen Werte ergibt. Eine Abtastdem das Bezugszeitsignal aufgetragen ist. 40 frequenz von 1000 Hz liefert z. B. eine gute Einzel-

Mehrere Transduktoren für die Aufzeichnung sind Wertfestlegung von seismischen Signalen. Dies ermögdann in geeigneter Weise quer zur Trommel 14 an- licht, aufeinanderfolgende Kanalwerte oder Abgeordnet, wobei jeder betrieblich in Beziehung zu tastungen von jedem Kanal der mehrspurigen Analogeinem der Signalkanäle auf dem Aufzeichenmittel 12 signale jede Millisekunde unter Lieferung einer befestigt ist. Zwölf Transduktoren 22 sind aufgereiht, 45 Analogspannung in der Zeitfolge am Ausgang an um die zahlreichen seismischen Signale von den Auf- Leitung 50, die in Form aufeinanderfolgender gezeichenkanälen 16 aufzunehmen und parallele Aus- trennter Werte sämtliche Analogwerte der Spuren gänge über die Leitungen 24 an ein Kabel oder einen darstellt. Diese einanderfolgenden Werte werden dem Mehrfachausgang 26 zu legen. Die beiden verbleiben- Konverter von analog in digital 48 zugeführt, der den Transduktoren, die Köpfe 28 und 30, sind so 50 auch von den Rechteckimpulsen in Leitung 46 geausgerichtet, daß sie den Kanal 18 für die Nullpunkt- steuert wird, so daß aufeinanderfolgende digitale angabe und den Bezugszeitkanal 20 jeweils auf- Äquivalentwerte für alle Analogspannungswerte in nehmen und zwei getrennte Ausgänge an den Lei- der Leitung 52 zum Pufferspeicher 54 vorliegen. Der tungen 32 und 34 liefern. Das Bezugszeitsignal wird Konverter von analog in digital 48 nimmt die aufeinursprünglich im Gelände als konstante Frequenz z. B. 55 anderfolgenden Analogdaten aus Leitung 50 auf und 100 Hz erzeugt; diese konstante oder feststehende verwandelt sie in Digitalwerte in Binärformat einFrequenz wird dann auf der Geländeaufzeichnung schließlich Zeichen, im kennzeichnenden Fall in aufgezeichnet, z.B. Aufzeichnung 12 von Fig. 2. 11 bit. Diese Zahl wird dann in zwei parallele Zei-Der Apparat zur Analogaufzeichnung und -wieder- chen von jeweils 5 und 6 bit aufgeteilt, und die gäbe gemäß F i g. 2 ist lediglich einer von zahlreichen, 60 beiden Zeichen werden dann nacheinander im Pufferdie in der Analogabspielstufe 10 (F i g. 1) verwendet speicher 54 zusammen mit einem ungeraden Paritätswerden könnten, um die erforderliche Signalwieder- bit für jedes Zeichen gespeichert. Die Umwandlungsgabe zu liefern, d. h. mehrspurige seismische Signale, zeit für jeden Analogwert sollte einen vorausdas Zeitpunkt Null Signal und das Bezugszeitsignal. bestimmten Zeitraum nicht überschreiten, der eine

Gemäß F i g. 1 liefert die Analogabspielstufe 10 C5 ausreichende Höchstgeschwindigkeit für die Zeitfolge

drei Ausgänge, wobei die dicke Linie 36 die Leitung der Wertfeststellungen im Multiplexgerät 38 gestattet,

für die auf mehreren Kanälen erfolgende Weitergabe Der Pufferspeicher 54 nimmt die Digitaläquiva-

seismischer Signale zeigt. Leitung 36 legt also jeden lenten aus Leitung 52 in Form aufeinanderfolgender

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Zeichen auf, und die beiden Zeichenbitgruppen aufzeichnung folgt ein Zwischenraum 68 »Ende der

werden dann durch den Pufferspeicher 54 unter Aufzeichnung«; danach folgen der Reihe nach ein

Steuerung der Formatschaltung 56 verschoben. Die neuer Identifizierungsblock 70, der zu einer neuen

Verwendung des Pufferspeichers 54 dient zum zeit- seismischen Aufzeichnung gehört, usw.

liehen Ausgleich zwischen den vorhergehenden und 5 In einer Form eines Digitalbandes 60, das zur Zeit

späteren Bestandteilen der Anlage. Das heißt, die verwendet wird, erfolgt die Digitalaufzeichnung als

seismische Information in elektrischer Form ist beim positive oder negative Sättigungsaufzeichnung mit

Durchgang durch die Analogabspielstufe 10, das 7 parallelen Spuren, wobei eine Spur für die Paritäts-

Multiplexgerät 38 und den Konverter von analog in oder Redundanzprüfung verwendet wird. Demzufolge

digital 48 synchron mit der reellen oder tatsächlichen 10 wird jeder Datenwert oder jedes Wort seismischer

Zeit; der Pufferspeicher 54 ermöglicht jedoch in wirk- Information in zwei aufeinanderfolgenden Zeichen

samer Weise eine Translation der Zeitbasis in die- von jeweils 5 und 6 bit einschließlich Zeichen (sign)

jenige, die durch die Formatschaltung 56 durch Ver- aufgezeichnet. Dies ist eine wohlbekannte Art von

schieben der Information durch den Pufferspeicher binär kodierter Digitalaufzeichnung zur Erzielung

54 geliefert wird. Der Pufferspeicher 54 kann ein 15 von Digitalaufzeichnungen, die mit verschiedenen

Magnetkernpuffer an sich bekannter Art sein. Komputereingangssystemen kompatibel sind. Es wird

Die Formatschaltung 56 liefert dem Pufferspeicher ein Abstand einer Blocklänge verwendet; ein solcher

geeignete ungerade Paritätsbitfeststellungsinformation. Abstand wurde als Mehrfaches von 124 Zeichen

Sie liefert auch die richtigen Schaltimpulse für das (60 Datenwerte oder Worte) mit mindestens

Verschieben der Information durch den Puffer- 20 3072 Zeichen von sechs bit jeweils auf dem Band

speicher 54 und aus der Speicherung heraus für die festgelegt. Durch dieses Verfahren erzielt man eine

Aufnahme durch eine Digitalaufzeichenstufe 58. Die 84prozentige Ausnutzung des Bandes bei 800 bit

Digitalaufzeichenstufe 58 kann eine von verschiede- pro Zoll.

nen im Handel erhältlichen Arten sein und kann das Die Daten enthaltende Fläche bzw. die Digitalgewünschte Format speichern. Die Aufzeichnung er- 25 aufzeichnung 66 des Bandabschnittes 60 enthält die folgt auf IBM-kompatiblem Band in Binärformat, Datenwerte für einen Teil der mehrspurigen seiswobei jeder Datenwert 11 bit hat einschließlich mischen Aufzeichnungen in aufeinanderfolgender Zeichen (sign) plus einem Abtastbeginn-bit für Kanal Form, und die Anzahl der digitalen Aufzeichnungen eins aufgezeichnet in zwei aufeinanderfolgenden 66 bis 66« der Eintragung wird durch den tatsäch-Zeichen auf dem Band. Die richtige Lateralparität 30 liehen Zeitraum und den Informationsgehalt der kann für jedes Zeichen auf dem Band aufgezeichnet seismischen Aufzeichnung selbst bestimmt. Am Ende werden. Zusätzlich wird bei Beginn jeder Digital- der Aufzeichnungszeit kann, falls verwendet, eine aufzeichnung ein Identifizierungswort aufgezeichnet Längsparität eingetragen und der richtige Zwischenvorzugsweise in binär kodierter Dezimalform, das die raum 68 »Ende der Eintragung« in der Aufzeichnung in der Digitalaufzeichnung enthaltene besondere seis- 35 60 vorgesehen werden. Demzufolge würden jeweils mische Aufzeichnung ausweist. Das Identifizierungs- zwei parallele Reihen oder Zeichenreihen 72 und 74 wort kann auch andere Geländeinformationen, wie des Datenwertgebiets 66 einen getrennten Wert seisz. B. den geographischen Ort, Aufzeichenhinweise mischer Daten von einer der verschiedenen Spuren u. a. zutreffende Bearbeitungsinformationen ent- enthalten und sämtliche Datenwerte, wie sie nachhalten. 40 einander in der Multiplexstufe 38 festgestellt werden,

Fig. 3 zeigt einen Abschnitt 60 des IBM-kompa- wären nacheinander in der Digitaldatenwertaufzeichtiblen Bandes oder der Digitaldatenaufzeichnung, die nung 66 längs des Bandes 60 aufgereiht. Die richtige aus einem V2 Zoll Band auf Standardspulen von Ausnutzung des Bandes kann erreicht werden durch IOV2 Zoll bestehen kann. Der Abschnitt 60 zeigt nur Bildung von z. B. 556 bit per Zoll auf dem Band bei eine digitale Aufzeichnung eines Abschnittes einer 45 einer Bandgeschwindigkeit von 54 Zoll/sec. Eine zuseismischen Aufzeichnung, während das aufgespulte sätzliche Packungsdichte von 800 bit/Zoll kann auch Band zahlreiche einzelne Aufzeichnungen seismischer verwendet werden, wie nachfolgend eingehender beInformation enthalten kann. Der Block bzw. die schrieben wird.

Fläche 62 stellt den Raum für das Identifizierungs- F i g. 4 zeigt die Digitalwiedergabe- bzw. Playbackwort dar, der binär kodierte Dezimalinformation 50 stufe, wodurch vorher in Digitalform gebrachte seisenthalten kann, die die spezielle seismische Aufzeich- mische Aufzeichnungen für die Wiedergabe in Form nung ausweist. Diese Zahl wird vorzugsweise mittels einer analogen Darstellung · oder einer anderen sechs Wählscheibendezimalschalter aufgezeichnet Wiedergabe ausgewählt werden können. Bei der und in geeigneter Weise während der Wiedergabe Wahl einer vorausbestimmten seismischen Aufzeichdes gesamten mit dieser Identifizierungszahl versehe- 55 nung aus einer großen Spule derartiger Aufzeichnunnen Aufzeichnung der Bedienungsperson sichtbar gen in digitaler Form verwendet die Bedienungsgemacht. Es sollten noch sechs zusätzliche Dezimal- person einen Zahler zur schnellen automatischen schalter mit einbezogen werden, um sachdienliche Abtastung der Aufzeichnung zur Ermittlung des Information in Dezimalformat innerhalb des Identi- Identifizierungsworts der vorausbestimmten Auffizierungswortblocks 62 einzukodieren. 60 zeichnung, zur Ausrichtung des Digital- und des

Dem Identifizierungswortblock 62 folgt ein Zwi- Analogsystems für den Betrieb in einem zeitlich richschenraum 64 zwischen den Aufzeichnungen und tigen Verhältnis und dem darauffolgenden Abspielen danach der Datenwertblock 66. Die Anzahl von der digitalen Aufzeichnung. Ein geeigneter Mechanis-Blöcken 66 oder Digitalaufzeichnungen per seis- mus 80 für die digitale Wiedergabe liest das Digitalmische Aufzeichnung wird vom Informationsgehalt 65 band ab und liefert einem Pufferspeicher 82 ähnlich der seismischen Aufzeichnung bestimmt, wie nach- dem Pufferspeicher 54 eine Zeichensequenz; eine folgend eingehender beschrieben wird. Dem letzten Formatschaltung bzw. -stufe 84 steuert den Gang der Datenwertblock 66« der vollständigen Datenwert- Digitalinformation durch den Pufferspeicher 82 für

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die eventuelle Abgabe an einen Konverter 86 von innerhalb eines Bandes von 2 bis 200 Hz beträgt,

digital in analog. Die Anlaufzeit ist außerordentlich kurz, die Trans-

Hier ergibt sich wieder eine Änderung der Zeit- porttrommeln werden in unter Vio see auf synchronen basis beim Übergang von einer Datenverarbeitungs- Lauf gebracht. Es können natürlich auch andere Angeschwindigkeit bzw. Zeitfolge in die andere; d. h. 5 triebssysteme verwendet werden, vorausgesetzt, daß die dem Pufferspeicher 82 unter Steuerung durch die sie genau und zuverlässig genug sind.
Formatschaltung 84 entnommenen Digitalwerte ge- Der Trommelantrieb 114 versetzt eine Primärlangen der Reihe nach in den Konverter von digital antriebswelle in Drehung. Sie treibt zwei verschiedene in analog 86, der von der Vorrichtung zur Steuerung . Trommeln 118 und 120 an. Die Transporttrommel der Zeitfolge der Wertfeststellung 88 gesteuert wird, io 118 größeren Durchmessers ist nur für das Absp'elen die mit der reellen oder tatsächlichen Zeit der seis- von SIE-Art Bändern (Southwestern Industrial Elecmischen Aufzeichnung gleichläuft. Die Vorrichtung ironies Corp., Houston, Texas, USA.) bestimmt, auf zur Steuerung der Zeitfolge der Wertfeststellung 88 denen entweder amplitudenmodulierte oder frequenzliefert die notwendigen Abtast- und Kanalumschalt- modulierte Aufzeichnungen vorgenommen werden impulse für die Steuerung der Umwandlung von 15 oder sich befinden. Die Trommel 120 geringeren digital in analog über die Leitungen 90 auch für die Durchmessers dient entweder zum Abspielen oder Dekommutierung im Konverter 86 und in der De- zum Aufzeichnen unter Verwendung von Bändern kömmütierungsstufe 92 mit der richtigen Realzeit- vom TECHNO-Typ (Techno Instruments Company), folge. Nacheinander umgewandelte mehrspurige Jede der Trommeln 118 und 120 ist vorzugsweise so Analogwerte werden vom Dekommutator 92 an durch 20 konstruiert, daß 28 parallele Kanäle mit Information dicke Linien 94 dargestellte parallele Ausgänge an bearbeitet werden können. Demzufolge besaß jedes den Analogaufzeichenmechanismus 96 geliefert. Die der Kopffelder 122 und 124 achtundzwanzig par-Vorrichtung 88 zur Steuerung der Zeitfolge der Wert- allele Tranduktorköpfe, jeder in bezug auf den Rest festlegung kann eine geeignete Schaltung zur Liefe- ordnungsgemäß ausgerichtet. Das andere Ende der rung von Nullzeithinweisen über Leitung 98 und über 25 Primärantriebswelle 116 ist mit einem geeigneten •Leitung 100 ein 100 Hz-Signal oder ein anderes Be- Nocken 125 zur Betätigung eines Nockenschalters zugszeitfolgesignal liefern. Demzufolge kann eine 126 versehen zur Lieferung einer Zeitpunkt-Null fertige Analogaufzeichnung dieselbe Form wie die in Marke der Analogeinheit 112 über Leitung 128 an Fig. 2 gezeigte annehmen; die mehrspurige seis- die Steuereinheit 130. Diese Einheit 130 ist mit vermische Information kann jedoch weiterhin dargestellt 3° schiedenen Verbindungsschaltungen am Bedienungsoder sichtbar gemacht oder sonstwie in irgendeiner pult integriert, um eine ordnungsgemäße Voreinstelgewünschten Weise gespeichert werden. lung der Anlage zu ermöglichen, wie nachstehend

In einer für den Handel bestimmten Anlage kön- beschrieben wird.

nen verschiedene Bestandteile der Stufen von F i g. 1 Die parallele Gruppe von Wiedergabeköpfen 112 und 4 aus der gleichen betrieblich umkehrbaren Vor- 35 ist durch eine dicke Linie 132, die den Durchgang richtung bestehen. So können die Analogeinheiten, mehrerer paralleler Kanäle seismischer Information die mit Transportmitteln versehen sind, 10 und 96, sowie von Zeitpunkt Null und Zeitfolgefrequenzdie Digitalaufzeichen- und -abspieleinheiten mit impulsinformation darstellt, mit einem Verteilernetz-Transportmitteln 58 und 80, die Pufferspeicher 54 werk 134 verbunden. Ähnlich ist jeder der Köpfe 124 und 82 und die Konverter digital-analog in einem 4° angrenzend an die Trommel 120 über ein Kabel 136 integrierten Datenverarbeitungssystem, wie es nach- mit dem Verteilernetzwerk 134 verbunden. Ein Rückfolgend beschrieben wird, jeweils aus einer Einheit führungskabel 138 liefert auch parallele Leitungen bestehen. für Signale vom Verteilernetzwerk 134 an die Köpfe

Es wird ermöglicht eine große Anzahl von im 124, wenn sie zur Aufzeichnung von Analogsignalen Gelände erstellten seismischen Analogaufzeichnungen 45 auf der Trommel 120 verwendet werden. Diese Aufoder andere Kopien auf einem komputerkompatiblen Zeichenfunktion ist das, was während des zweiten Band kompakt zu speichern, um sie wieder abzu- Teils bzw. der Digital-in-Analog-Stufe des Verfahrens spielen, digital zu verarbeiten und/oder dauernd zu ausgeführt wird, wie weiter unten beschrieben wird, speichern, ohne daß eine Aufnahme einer Registrie- Das Verteilernetzwerk 134 dient dazu, die verschierung oder Anzeige der tatsächlichen Zeit in der digi- 50 denen Magnetköpfe 122 und 124 mit den richtigen talen Aufzeichung erforderlich ist. Die tatsächliche Verstärkern zu verbinden. Da nur 12 Spuren oder Zeit der seismischen Aufzeichnungen wird durch die Kanäle (Nr. 1 bis 12) bei einer Umdrehung der Zeitfolge und die Art der Verarbeitung der Digital- Trommeln 118 oder 120 umgesetzt oder umgewandelt information durch die dazwischenliegenden Puffer- werden, ist ein schnelles Schaltverfahren erforderlich, speicherstufen und die endliche Datenaufzeichnung 55 damit die anderen 12 Kanäle bei der nachfolgenden aufrechterhalten. Umdrehung umgesetzt oder umgewandelt werden

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Systems können. Ein solches Schalten (z.B. durch Relais)

gemäß der Erfindung. Das Blockschema von F i g. 5 sollte im Verteilernetzwerk so bewirkt werden, daß

zeigt die Analoganlage, die sich zur Aufnahme in ein es sowohl beim Abspielen als auch beim Aufzeichnen

Gesamtsystem eignet. Die Analog-Digital- und 60 verwendet v/erden kann, wie nachfolgend beschrieben

Digital — analog — Abschnitte des Systems bzw. wird.

der Anlage werden in den zu beschreibenden F i g. 6 Das Verteilernetzwerk 134 ist über ein Mehrkanal-

und 7 mehr im einzelnen dargestellt. Der Analog- kabel 140 mit einem Feld paralleler Abspielverstär-

abschnitt 110 verwendet eine Analogstufe mit Trans- ker 142 verbunden. Diese Verstärker sind von der

portmitteln 112, die von einem hochgenauen Trom- 65 für seismische Arbeiten üblichen Art. Das Mehr-

melantrieb 114 angetrieben werden. Ein geeignetes kanalkabel 140 leitet jeden der Kanäle seismischer

Trommelantriebssystem 114 zeigt Merkmale denen Information sowie einen Zeitpunkt-Null Kanal und

zufolge das Flattern unter 0,5% von Spitze zu Spitze einen Zeitfolgesignalkanal einem jeweiligen Verstär-

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ker innerhalb des Abspielverstärkerfeldes 142 zu. Anbringung der richtigen Teile in der Anlage bei der Ebenso leitet ein Kabel 143 die gleichen Informa- Konstruktion erforderlich. Die Ausgänge von den tionskanäle zu entsprechenden Demodulatoren in 12 Höhenbeschneidungsfiltern werden dann parallel einem Feld von Demodulatoren 144. Das Demodu- über ein Kabel 186 an entsprechende Ausgangsverlatorfeld 144 würde verwendet, falls frequenzmodu- 5 stärker in einem Ausgangsverstärkerfeld 172 angelierte Signale von der Transporttrommel 118 abge- legt. Die Datenausgangskanäle vom Ausgangsverspielt würden. Sonst wird amplitudenmodulierte ab- Stärkerfeld 172 gehen dann über ein Kabel 188 an gespielte Information über das Kabel 140 zu den einen Konverter von analog in digital 180 für die entsprechenden Verstärkern des Feldes von Abspiel- Datenverarbeitungsschritte; und zum Zweck der verstärkern 142 geleitet. io Überwachung werden die einzelnen Datenkanäle

Am Ausgang des Abspielverstärkerfeldes 142 wird über ein Parallelkabel 190 zusammen mit dem NuIlder Nullzeitimpuls über eine Leitung 146 zum Null- Zeitpunktimpuls und Schalter-Nullzeitpunktanzeige Zeitpunktschalter 148, geleitet; die verstärkten Zeit- zur gleichzeitigen Darstellung dem Monitor 166 für folgesignale werden über die Leitung 150 zum Zeit- die visuelle Überwachung zugeführt. '.':
folgesignalschalter 142 geleitet und die seismische 15 Bei dem digitalen Abspielverfahren führt der digi-Mehrkanalinformation wird über ein Kabel 154 tale Analogkonverter 200 (der mehr im einzelnen in Datensignalschaltern 156 zugeleitet, die der Einfach- Zusammenhang mit F i g. 7 beschrieben wird) die heit halber als einziger Schaltkontakt, dargestellt sind. erforderlichen Signalverarbeitungsfunktionen und Im Falle des Abspielens von frequenzmodulierten liefert Analogsignalausgänge an das Analogsystem Signalen dient eine alternative Schaltung zur Liefe- 20 110. Der in der Leitung 168 vorhandene Zeitpunktrung des Nullzeitsignals, des Bezugszeitfolgesignals Null-Schaltimpuls wird auch an den Konverter digital und der verschiedenen Datensignalkanäle an die ent- in analog 200 angelegt, um das System zeitlich zu sprechenden Leitungen 158 und 160 und das Kabel steuern. Die Zeitpunkt-Null-Schaltkreise des Kon-162 zu den verbleibenden Kontakten des Nullzeit- verters 200 liefern eine geeignete Zeitpunkt-Nullpunktschalters, 148, des Zeitfolgesignalschalters 152 25 Anzeige über die Leitung 202; Zeitfolgesignale bzw. und der Datensignalschalter 156 jeweils. Zeitgebersignale über Leitung 204 und zwölf Analog-

Der über den Schalter 148 geleitete Zeitpunkt- datensignalzüge parallel über das Kabel 206. Jeder Null-Impuls kann dann über die Leitung 164 einem dieser Signalzüge wird einem entsprechenden AufMonitor 166 für die visuelle Anzeige zugeleitet wer- Zeichennetzwerk im Aufzeichennetzwerkfeld 208 zuden. Eine zweite Nullanzeige, die vom Nocken- 30 geführt, worauf die verstärkten Signale über das schalter 126 abgeleitet wird, wird von der Steuerein- Kabel 210 durch das Verteilernetzwerk 134 dem heit 130 über die Leitung 167 ebenfalls dem Eingang Kabel 138 für die Aufzeichnung durch die Aufdes Monitors 166 zugeleitet. Dieser Monitor bzw. zeichenköpfe 124 auf der Trommel 120 für eine amdiese visuelle Kontrollvorrichtung 166 besteht vor- plitudenmodulierte Aufzeichnung auf TECHNO zuzugsweise aus einem Mehrstrahloszillograph (16- 35 geführt wird. Die Aufzeichennetzwerke 208 können strahlig), der einen visuellen Vergleich der Nullzeit- von aktiver oder passiver Art sein, dabei muß Vorschaltimpulse von Leitung 167 und des aufgezeich- sorge getroffen werden, daß ein ausreichender Ausneten Nullzeitpunktimpulses vom Schalter 148 und gangspegel geliefert wird, um eine ordnungsgemäße der Leitung 164 gestattet, so daß der Bedienende die Modulation des amplitudenmodulierten Bandes auf genaue Übereinstimmung zwischen dem Zeitpunkt- 40 Trommel 120 zu gewährleisten. Die harmonische Null und dem Nullzeitpunktschaltimpuls des Analog- Verzerrung des Aufzeichennetzwerks von 6 bis transportmechanismus feststellen kann. Der Monitor 200 Hz sollte unter 0,5% bei 100% Modulations- 166 eignet sich auch zur gleichzeitigen Wiedergabe pegel gehalten werden und unter 2°/» bei 200% der seismischen Mehrspursignale, wie weiter unten Modulationspegel,
beschrieben wird. 45 F i g. 6 zeigt den Konverter 180 von Analog in

Das Zeitfolgesignal vom Schalter 152 wird über Digital. Verstärkte mehrspurige seismische Informadie Leitung 170 zur Verstärkung dem Ausgangsver- tionen (die Kanäle seismischer Daten) liegen über Stärkerfeld 172 zugeleitet. Die verstärkten Zeitfolge- das Kabel 188 an den entsprechenden Eingangssignale werden auch über die Leitung 174 zur visu- leitungen 212 zum Multiplexgerät 214. Die Bezugsellen Beurteilung dem Monitor 166 zugeleitet, je nach 50 frequenzzeitgeberimpulse sind in der Leitung 176 Wunsch oder Wahl, und ein Parallelausgang über zum Schalter 216'vorhanden, der für deren Zufüh-Leitung 176 liefert die Zeitfolgeimpulse an das Kon- rung über parallele Leitungen 218 zu einem PhasenvertersystemlSO von analog in digital (das mehr im vergleicher 220 und einem Frequenzvergleicher 222 einzelnen im Zusammenhang mit F i g. 6 beschrieben sorgt. Diese werden beide später beschrieben. Der wird). Ein Nullzeitpunktschalter oder ein Startzeichen, 55 Schalter 216 sorgt auch für die Verbindung mit einer das in Leitung 168 von der Steuereinheit 130 aus Leitung 224 zu einem inneren Zeitgeberoszillator vorhanden ist, wird dem Konvertersystem 180 von 226, der verwendet werden kann, falls das Bezugsanalog in digital auch zugeleitet. Zeitgebersignal, das im Gelände aufgenommen wurde,

Die Datensignale von den Schaltern 156 werden verloren gegangen oder nicht getreu genug ist.
über ein Kabel 182 einer Gruppe von parallelen 60 Der Zeitpunkt-Null-Impuls, eine Nockenschalter-Höhenbeschneidungsfiltern 184 zugeführt. Zwölf (126)-Anzeige, der durch das Gerät 112 (F i g. 5) identische Höhenbeschneidungsfllter, jeweils einer für betätigt wird, geht über die Leitung 168, um einem die Aufnahme eines der mit Kabel zugeführten Kanäle Schaltgerät 228 für den Beginn der Wertfeststellung seismischer Information sind erforderlich, um wäh- zugeleitet zu werden, das verschiedene Rechteckimrend des Digitalisierungsverfahrens ein Übersprechen 65 pulsnetzwerke einschaltet oder wirksam werden läßt, zu verhindern. Derartige Filter sind in der Technik so daß die Signalverarbeitung zum richtigen Zeitgeophysikalischer Lagerstättenerforschung wohl be- punkt beginnt. Die Schaltvorrichtung 228 kann verkannt, und es ist nur die richtige Auswahl für die schiedene Formen haben, wie sie häufig in verwand-

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ten Techniken verwendet werden, und der Schalt- Das Multiplexgerät 214 kann eines an sich be·¹ Vorgang wird verwendet, um zu erreichen, daß der kannter Art sein, das mehrere Kanaleingänge hat zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Wertfest- und an mehreren Kanälen nacheinander und wiederStellungen so gesteuert werden kann, daß genau beim holt die Wertfeststellung vornimmt, um eine einzige Zeitpunkt-Null begonnen wird, ohne eine Verzöge- 5 zeitfolgende Ausgangsspannung, die die ganze Kanalrung, die einem Teil des zeitlichen Abstands zwischen information darstellt, an eine Leitung 260 zum Konden einzelnen Wertfeststellungen entspräche. Das verier analog in digital 258 zu liefern. Das Verfahren Schaltgerät 228 wird in der Regel so verwirklicht, verwendet eine Abtastung durch die ein Abtastimpuls daß es einen Frequenzteiler 229 wirksam werden aus Leitung 256 das Multiplexgerät 214 zur Entläßt, der am Ausgang eines spannungsgesteuerten io nähme eines getrennten Musterwertes aus jedem der Oszillators 230 liegt, der eine gewählte Ausgangs- verschiedenen Eingänge 212 und nachfolgendem frequenz liefert, in diesem Fall 3 KHz. Anhalten freigibt, wobei die Werte nacheinander

Der spannungsgesteuerte Oszillator bzw. Zeitgeber in Leitung 260 zum Konverter analog in digital 258

230 liefert eine sehr genaue Abtastfrequenz zur gelangen. Dieser Konverter 258 wird auch durch

Steuerung des Multiplexgerätes 224 und der nach- 15 den Abtastimpuls in Leitung 256 freigegeben und

folgenden Konverterkreise, die noch zu beschreiben nimmt danach die zeitfolgende Spannung in Leitung

sind. Der Oszillator 230 ist mit dem in Leitung 176 260 zur Digitalisierung auf, wodurch jeder getrennte

vorhandenen 100 Hz Bezugssignal mittels der Phasen- Datenwert in eine binäre Zahl von 11 bit umge-

vergleichsschaltung 220 und der Frequenzvergleichs- wandelt wird.

schaltung 222 phasengebunden. Dies wird dadurch 20 Der Konverter analog in digital 258 kann ein Konerreicht, daß ein Teil des Ausgangssignals vom Oszil- verter an sich bekannter Art sein, der eine Umwandlator 230 über die Leitung 232 zu einem 30 :1 Fre- lung in binäre Digitalwerte von 11 bit einschließlich quenzteiler 234 zurückgeleitet wird. Diese Frequenz- Zeichen (sign) vornimmt und je Datenwert einen teilung liefert ein Signal mit Nennwert 100 Hz in Ausgang von zwei parallelen Zeichenreihen liefert, Leitung 236, das zur Anlegung und zum Vergleich 25 wobei die Zeichen jeweils aus 5 und 6 bit bestehen, sowohl in der Phasenvergleichsschaltung 220 als auch Ein Zähler 12 : 1 262 liegt mit seinem Eingang an der Frequenzvergleichsschaltung 222 dient. Das Si- der vom Konverter analog in digital 158 kommenden gnal in der Leitung 236 wird mit dem über Schalter Leitung 264, um die Beendigung der Digitalisierung 216 und den parallelen Leitungen 218 zugeführten zu signalisieren und das Multiplexgerät 214 für den Zeitgebersignal (Leitung 176) verglichen, um zwei 3° nächstfolgenden Wertbestimmungsschritt wieder ein-Steuerspannungen in Leitungen 238 und 240 dem zustellen; d. h. nachdem zwölf Werte, einer aus jedem spannungsgeregelten Oszillator 230 zuzuführen. Datenkanal, im Konverter 258 in Digitalwerte um-

Die Frequenzvergleichsschaltung 222 ist eine an gewandelt worden sind, wird durch das Signal über sich bekannte Schaltung, die eine der Phasendifferenz Leitung 264 im Zähler 262 ein Zwölfzählschritt verzwischen den geteilten 100 Hz in Leitung 236 und 35 vollständig^ damit über Leitung 266 ein Ausgangsdem zugeführten Bezugszeitgebersignal in Leitung impuls als Rückstellsignal an das Multiplexgerät 214 218 proportionale Gleichspannung abgibt. Diese gelangt. Hierdurch wird dieses Gerät wiederum zur Gleichspannung wird dann an Leitung 240 angelegt, Aufnahme des nächstfolgenden Abtastfrequenzimum die erforderliche Korrektur im Betrieb des span- pulses über Leitung 256 bereitgestellt, der die nächstnungsgesteuerten Oszillators 230 vorzunehmen. Die 4° folgende Wertfeststellungsreihe einleitet, d. h. aufein-Phasenvergleichsschaltung 220 vergleicht die gleichen anderfolgende Musterwerte von jedem der verschie-Eingangsspannungen, die geteilten 100 Hz in Leitung denen Datenzuleitungskanäle (Leitungen 212).
236 und das Eingan^szeitgebersignal in Leitung 218 Die Abtastfrequenzimpulse sind über den Schalter zur Bildung einer Gleichspannung, worin die PoIa- 246 mit Frequenzen von 1000, 750, 600 und 500 Hz rität die Phasenrichtung zeigt, die die Frequenzdiffe- 45 wählbar, so daß die entsprechenden Wertbestimrenz darstellt und an die Leitung 238 angelegt wird, mungsintervalle von 1, 1,33, 1,67 und 2 Millisekunum den Oszillator 230 weiterhin zu steuern. Auf diese den vorgesehen werden. Es ist naheliegend, daß die Weise wird der Oszillator für einen großen Fehler Zuleitungen 212 und das Multiplexgerät 214 vorüber die Frequenzvergleichsschaltung 222 und da- zugsweise derart schaltbar sind, daß jede Anzahl bis nach für einen kleinen Fehler hinsichtlich der rieh- 5° zu 12 Datenkanälen einschließlich bei der gewählten tigen Phasenlage über die Phasenvergleichsschaltung Wertfeststellungsfrequenz bearbeitet werden können. 220 korrigiert. Weiterhin ist vorgesehen, daß für besondere Verwen-

Der spannungsgesteuerte Oszillator 230 liefert ein dungszwecke eine Wertfeststellung mit noch höheren

30 KHz Nennwert-Signal an Leitung 242 an den Abtastgeschwindigkeiten pro Kanal erwünscht sein Teiler 244. Dieser ist vorzugsweise ein Mehrverhält- 55 könnten. Dies könnte durch eine Schaltung erreicht

nisteiler, der mit Teilverhältnissen von 3:1,4:1, werden, durch die die Anzahl Kanäle verringert und

5:1 und 6: 1 arbeitet, um eine Wahl von verschie- die Abtastgeschwindigkeit je Kanal dadurch erhöht

denen Abtastfrequenzen zu liefern. Ein Abtastfre- wird. Da die Abtastgeschwindigkeit bzw. -frequenz

quenzschalter 246 ermöglicht die Wahl der Abtast- für sämtliche Informationskanäle die gleiche wäre, frequenz, wobei die 3:1 Teilung ein Signal von 6° könnte dies durch einfache Mittel wie z. B. Stecker

100 Hz an der Leitung 248, die 4:1 Teilung ein erreicht werden, die dazu dienen, gewisse Kanalab-

Signal von 750 Hz an der Leitung 250, die 5 :1 Tei- tastungen zu wiederholen, bevor die Gesamtkanal-

lung ein Signal von 600 Hz an der Leitung 252 oder abtastung beendet ist. Es würde auch innerhalb der

die 6 :1 Teilung ein Signal von 500 Hz an der Lei- üblichen Normalkonstruktion liegen, am Eingang tung254 liefert. Die am Ausgang angeschlossene 65 260 zum Konverter 258 Abtast- und Haltverstärker

Leitung 256 leitet dann die gewählte Abtastfrequenz vorzusehen. Dies würde das gleichzeitige Abtasten

dem Multiplexgerät 214 und einem Konverter von von einzelnen getrennten Werten gewährleisten,

analog in digital 258 zu. Das binär kodierte Digitalausgangssignal vom

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Konverter analog in digital 258 geht über die Lei- binärer Digitalform) auf und leiten sie dem Kerntung 270 an den Eingang eines Pufferspeichers, einen speicher 294 zu. Die Reihenfolge und die Geschwin-Magnetkernspeicher 272. Im kennzeichnenden Fall digkeit des Betriebs der Transportvorrichtung 290 handelt es sich bei diesem Speicher 272 um einen und der Digitalwiedergabekreise 292 wird von der Magnetkernaufbau 4096 · 8, der die Reihe binärer 5 Formatsteuerung 296 gesteuert, die durch einen Im-Zeichensignale über die Eingangsleitung 270 auf- puls in Gang gesetzt wird, der von der Nullzeitgebernimmt und sie dann über eine Speicherung zu den stufe 298 abgeleitet wird und'. an Leitung 300 liegt. Digitalaufzeichenschaltungen 274 verschiebt. Diese Der Nullzeitgeber 298 liefert auch einen geeigneten Schaltungen sind so gesteuert, daß sie binär kodierte . Nullzeitimpuls über Leitung 202 zur Rückführung Digitalinformation auf einem geeigneten Aufzeichen- io zum Analogteil 110 des Systems bzw. der Anlage mittel aufnehmen, das von einem Gerät mit Digital- (F i g. 5). Die Nullzeitgeberstufe 298 kann verschiebandtransportmittel 276 getragen wird. Die Ge- dene Formen haben, die durch den Nocken betätigte schwindigkeit der Verschiebung der Information Einschaltung in der das Transportmittel enthaltendurch den Kernspeicher 272 wird durch die Format- den Analogstufe 112 (Nockenschalter 126) wird jestufe 278 gesteuert, indem diese die Schreibschal- 15 doch als ausreichend angesehen, um eine ordnungstungen 274 in Verbindung mit einem Zeitgenerator gemäße Anzeige, einen geeigneten Ausgangspunkt zu 280 steuert, um die binär kodeirten Digitalzeichen liefern, von dem alle zeitlichen Beziehungen ausgehen auf das Aufzeichenmittel zu bringen. Eine Paritäts- sollten. Die binär kodierte Digitalinformation von stufe 282 ist vorgesehen, um die richtigen ungeraden den Wiedergabestufen 292 gelangt dann in der Form Paritätsbitwerte in den Speicher 272 mit jedem Binär- 20 aufeinanderfolgender Zeichen in den Kernzeichen einzuführen. Es kann auch Längsparität am speicher 294.
Ende jeder Kanalaufzeichnung eingeführt werden. Die gestrichelte Linie 284 umreißt wiederum eine

Der dargestellte, durch die gestrichelte Linie 284 Pufrerspeicheranlage, die für beide, der Stufe 180 umrissene Aufbau von Pufferspeicher, Format- oder analog in digital (gemäß F ig. 6) und der Stufe 200 Logikschaltung ist im Handel als solcher erhältlich. 25 digital in analog (F i g. 7) gemeinsam ist. Das heißt, Die Redcor Corp. Canoga Park Californien USA die Transportvorrichtung 290 für das Digitalband, liefert ein zur Verwendung in vorliegender Anlage der Kernspeicher 294 und die anderen Zeitgebergeeignetes Gerät. Ein anderes hierfür geeignetes kreise der Steuerlogik sind umgekehrt betreibbar so-Gerät284 ist bei der Ampex Computer Products wohl für den Digitalaufzeichen- als für den Digital-Division, Cluver City, Kalifornien, USA, erhältlich. 30 wiedergabebetrieb. Die dem Kernspeicher 294 ent-Der Hauptzweck dieses Puffer- und Speichersystems nommene binär kodierte Information wird also weiter dient dazu, kodierte digitale Werte auf komputer- einem Umsetzer digital in analog 134 mit derselben kompatible Bänder aufzuzeichnen. Derartige Puffer- Zeitfolge und Ordnung zugeführt, wie sie dem Kernspeichersysteme arbeiten mit ihrer eigenen Zeitbasis speicher 272 und den Digitalaufzeichenstufen 274 bezogen auf irgendeine dem System zugeführte Digi- 35 während der Digitalspsicherung zugeführt wurden, talinformation und lassen also die Notwendigkeit Auf diese Weise kann der Umsetzer von digital in eines darauffolgenden Schrittes einer Formatum- analog 304 mit derselben Datenumwandlungswandlung zur Erzielung einer Komputerkompatibi- geschwindigkeit betrieben werden, um die Analoglität wegfallen. datenwertsignale in ihren richtigen bzw. Realzeitver-

Obgleich Bandgeschwindigkeit und Packungs- 40 hältnissen zurückzubilden.

dichten eine Frage der konstruktiven Wahl sind, Der Ausgang 306 des Umsetzers 304 von digital

wurde festgestellt, daß das System vorteilhaft mit in analog liefert die Reihenfolge analoger Datenwerte

Packungsdichten von entweder 556 bit per Zoll oder einer geeigneten Dekommutierstufe 308. Danach

800 bit per Zoll auf einem V2 Zoll Band arbeitet, werden die seismischen Mehrkanalanalogsignale über

das mit einer Geschwindigkeit von 54 Zoll/sec läuft. 45 parallele Leitungen 310 und das Kabel 206 der Auf-

Dies gestattet ein Format, das gemeinsam als »gap- zeichenstufe 208 im analogen Teil 110 (F i g. 5) zu-

ped IBM compatible recording pattern« bezeichnet geführt. Die Dekommutierungsstufe 308 ist eine üb-

wird. Dieses System verwendet weiterhin NRZI- liehe Demultiplexerstufe.

(non return to zero, inverted = nicht Rückkehr auf Die Abtast- und Kanalumschaltimpulse für die Null, umgekehrt) Aufzeichenweise, die auch bei der 50 Dekommutierungsstufe 308 werden von einem Präzi-IBM-Band Verwendung bekannt ist. Bei diesen Auf- sionsoszillator 312 geliefert. Dieser Oszillator 312 ist zeichenverfahren haben die Digitalaufzeichnungen vorzugsweise ein kristallgesteuerter Oszillator hoher demzufolge eine begrenzte Länge, die von der Wahl Genauigkeit und Zuverlässigkeit, dessen Ausgang der Geschwindigkeit bzw. der zeitlichen Folge der sich zur Untersetzung auf die erforderlichen Abtast-Wertfeststellung (sampling rate), der Bandgeschwin- 55 und Kanalumschaltfrequenzen eignet. Der Oszillator digkeit, der Packungsdichte und der Größe des 312 kann z. B. eine Ausgangsfrequenz von 36 KHz Pufferkernspeichers abhängt. liefern, die einem ersten Mehrverhältnisteiler 316 und

F i g. 7 zeigt die Anlage 200 zur Umwandlung von einem Parallelteiler 318 zugeführt wird. Der Teiler digital in analog, die im System bzw. in der Anlage 318 arbeitet mit einem Verhältnis von 360: 1, um gemäß Fig. 5 enthalten ist. Die Anlage zur Wider- 60 eine 100 Hz Ausgangsspannung zu liefern, die über gäbe von Digitalwerten ist von der gestrichelten Linie die Leitung 204 als Zeitgebersignal rückgeleitet wer-284 umrissen und stellt die obenerwähnte im Handel den kann, das an die Analogaufzeichenvorrichtung erhältliche Pufferspeicheranlage dar. Eine Digital- 112 angelegt wird. Der Teiler 316, ein Mehrausgangsbandtransportvorrichtung 290 zur Aufnahme vorher teiler mit Teilungsverhältnissen von 3 :1, 4: 1, 5 :1 aufgezeichneter seismischer Digitalinformation lepit 65 und 6 :1, liefert einen Ausgang von 12 KHz auf Leidiese Information zur Wiedergabe über die Digital- tung 320, einen von 9 KHz auf Leitung 332, einen wiedergabekreise 292 vor. Diese Kreise nehmen die von 7,2 KHz auf Leitung 324 und einen von 6 KHz nacheinander aufgezeichnete Zeicheninformation (in auf Leitung 326. Einer dieser Ausgänge ist über den

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Schalter 328 wählbar und wird über die Leitungen Zeichenanlage im Gelände verwendet wird, wird ent-330 und 332 als Kanalumschaltfrequenz der Dekom- weder die Trommel großen Durchmessers 118 (SIE-mütierungsstufe 308 zugeführt. Die gleiche an Lei- amplituden- oder frequenzmoduliert) oder die Tromtung330 liegende Spannung wird auch über einen mell20 (TECHNO-amplitudenmoduliert) bei der 12:1-Teiler 334 geleitet, dessen Ausgang über Lei- 5 Signalverarbeitung Verwendet. In jedem Fall werden rung 336 der Dekommutierungsstufe 308 als Abtast- die entsprechenden Transduktorkopfreihen 122 und frequenzspannung zugeführt wird. Es sind also die- 124 für die Signalaufnahme von ihren jeweiligen selben Frequenzen als Abtast- und Kanalumschalt- Bandtrommeln 118 und 120 in Betriebsstellung gefrequenzen in der Wiedergabeanlage für die Steue- bracht. Es sollte auch bemerkt werden, daß jede der rung der Dekommutierungsstufe 308 wählbar, wie io Trommeln 118 und 120 und die entsprechenden sie im Analog-digital System gemäß F i g. 6 ver- Köpfe 122 und 124 die Verarbeitung von 28 Kanälen wendet werden. vorsieht. Dies erfolgt häufig im Format von Analog-

Betrachtet man nun wiederum Fig. 5, so ist die information, wie sie vom Gelände hereinkommt. Da wieder dargestellte Analoginformation zusammen mit das Verarbeitungssystem gemäß.Fi g· 5, 6 und 7 nur dem richtigen Nullzeitimpuls und dem Zeitgeber- 15 die Verarbeitung von 12 Kanälen seismischer Inforsignal an die Leitungen 202, 204 und das Kabel 206 mation einschließlich der Kanäle für das Zeitgebervom Umsetzersystem (Konvertersystem) 200 digital signal und das Zeitpunkt-Null-Signal (insgesamt in analog angelegt. Die Leitungen 202, 204 und das 14 Kanäle) vorsieht, muß man ein im Gelände erKabel 206 sind jeweils an das Feld im Aufzeichen- stelltes Band zweimal durchlaufen lassen; erstens innetzwerk 208 angelegt, wo jede einzeln verstärkt und/ 20 dem die Kanäle Nr. 1 bis 14 durch das Verarbei- oder sonstwie für eine spätere Aufzeichnung ver- tungssystem laufen für eine komplette Abspielung arbeitet wird, wobei die jeweiligen Signale dann par- der Aufzeichnung oder eine Umdrehung der Aufallel durch das Kabel 210 zum Verteilernetzwerk 134 zeichentrommel und dann durch Einschalten der gelangen. Die richtige Wahl von Signalpaaren durch Köpfe Nr. 15 bis 28 oder anderer Kombinationen das Verteilernetzwerk 134 legt dann die zurück- 25 und Verarbeitung in der gleichen Weise. Diese Umgebildeten Analogsignale über Kabel 138 an vierzehn schaltung kann im Verteilernetzwerk 34 entweder aneinander angrenzende Köpfe der Kopfreihe 124 manuell oder automatisch durch Betätigung von der zum Aufzeichnen auf der Trommel 120 des Analog- Analogstufe 112 aus erfolgen.

teils mit Transportmittel 112 an. Die endgültige auf Angenommen also, daß, um die Arbeitsweise zu

der Aufzeichentrommel 120 erzeugte Analogauf- 30 beschreiben, die Trommel 120 mit einem im Gelände zeichnung enthält die seismische mehrspurige Infor- erstellten Band versehen ist, so nehmen 14 Köpfe mation (in dem hier eröffneten Fall in 12 Kanälen) 224 die Signalspannungen auf und legen sie an das sowie den Zeitpunkt Null oder Nullzeitimpulskanal Kabel 136 zu dem Verteilernetzwerk 134. Da es sich und noch einen weiteren Kanal, der das Bezugszeit- hier um eine amplitudenmodulierte Aufzeichnung signal (Zeitgebersignal), eine 100 Hz Wechselspan- 35 handelt, werden die Signale durch das Verteilernetznung, enthält. werk 134 und das Kabel 140 zu den entsprechenden

Obgleich das vorliegende System bezogen auf eine Wiedergabeverstärkern 142 geleitet. Dann werden Ausrüstung zur Verarbeitung von geophysikalischen die Datensignale über das Kabel 154 über die Daten-Daten über zwölf Kanäle eröffnet worden ist, ist es signalschalter 156 und Höhenbeschneidungsfilter 184 naheliegend, daß das System ebenso zur Verarbeitung 40 zu den Ausgangsverstärkern 172 und schließlich im von seismischer Information über zehn Kanäle ange- Kabel 188 in die Konverteranlage 180 von analog in wandt werden kann, da Zehnkanalsysteme auf diesem digital geleitet. Das Zeitgebersignal wird parallel Gebiet vorwiegen. Das Zehnkanalsystem wird mög- durch den parallelen Zeitfolgesignalschalter 142 zu lieh, indem nur die verschiedenen Zeitgeberfrequen- einem entsprechenden Ausgangsverstärker im Auszen im ganzen System geändert werden, und es ist 45 gangsverstärkersystem 180 geleitet,
vorgesehen, daß das Zentralsystem beide Möglich- Der Zeitpunkt-Null-Schalter 148 wählt den von

keiten vorsieht, indem am Schaltpult nur die Zeit- dem Analogband auf Trommel 120 abgelesenen geberfrequenz umgeschaltet wird. So würde z. B. das Zeitpunkt Null Impuls aus und legt diese Spannung Verteilernetzwerk 134 und dessen Relaisschalt- dann an Leitung 164 zum Monitor 166 für die visusysteme in bekannter Weise zur Verarbeitung der 50 eile Überwachung. Der Nockenschalter 126 erzeugt gewünschten Kanalanzahl gebaut werden. In der in einer bestimmten Drehstellung der Trommel 120 Analog-digital-Stufe 180 kann die Zeitgeberfrequenz einen Impuls, und dieser wird auch über die Steuerdie gleiche bleiben. Das Konvertersystem digital in einheit 130 und die Leitung 167 an den Monitor 166 analog erforderte jedoch andere Kanal- und Recht- angelegt. Hier im Monitor 166 wird visuell der tateckfrequenzen, und diese könnten dadurch gebildet 55 sächliche Anlaufzeitpunkt des Systems ausgerichtet werden, daß die Frequenz des Präzisionsoszillators und von der Bedienungsperson bewirkt. Diese Maß-312 bei 30 KHz mit entsprechenden Kanalfrequen- nähme wird deshalb getroffen, weil der Zeitpunktzen von 10 KHz, 7,5 KHz, 6 KHz und 5 KHz an Null-Impuls, wie er im Gelände empfangen und daden Zuleitungen 320, 322, 324 und 326 für den nach aufgezeichnet wird, unregelmäßig und in der Wahlschalter 328 vorgesehen wird. Das richtige Ver- 60 Wellenform unbeständig ist, so daß er für eine unhältnis von Rechteckfrequenzteilung ergibt sich dann, mittelbare Anwendung als Auslösemittel nicht geindem ein weiterer 10 :1 Teiler in der Stufe 334 vor- eignet ist. Deshalb richtet der Bedienende visuell im gesehen wird. Arbeitsweise: Bei Betrieb des Systems Monitor 166 den im Gelände .aufgezeichneten Zeitbzw, der Anlage gemäß F i g. 5 setzt die Bedienungs- punkt-Null-Impuls aus Leitung 164 und die Anzeige person zuerst die seismische Mehrspuraufzeichnung 65 des Nockenschalters 126 in Leitung 167 aus, um für mit im Gelände aufgezeichneter Nullzeit und Zeit- jede Aufzeichnungswiedergabe den bestmöglichen folge- bzw. Zeitgeberimpulsen in die Analogstufe mit Startzeitpunkt zu erreichen. Eine Bedienungsperson Transportmittel 112 ein. Je nachdem, welche Auf- kann die Impulse wiederholt sehen, bis sie die rich-

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tige Ausrichtung auf den Zeitpunkt erreicht, wo das aufnehmen entweder synchron oder asynchron. Die

System betätigt wird, um mit der Umwandlung Verwendung eines solchen Pufferbandspeichersystems

analog in digital und sonst einer nachfolgenden ermöglicht die Aufzeichnung von Daten, die mit ver-

Signalverarbeitung fortzuschreiten. schiedener Geschwindigkeit vorgelegt werden, und

Wenn die Bedienungsperson einmal die richtige 5 übersteigt bei weitem die Aufzeichenkapazität von Ausrichtung erreicht hat, wird die Steuereinheit 130 zusätzlichen Bandtransporten; weiterhin kann die betätigt, um das Start- oder Zeitpunkt-Null-Signal Aufzeichenlänge und die Bandausnutzung auf fast über Leitung 168 an das Konvertersystem 180 von jeden gewünschten Wert eingestellt werden, um die analog in digital zu liefern. Gemäß F i g. 6 betätigt aufgezeichnete Information unterzubringen,
das Zeitpunkt-Null-Signal an Leitung 168 die Einheit io Ein komplettiertes Digitalband, das in einem komzur Steuerung des Beginns der Wertfeststellung 228, puterkompatiblen Format ist, kann dann auf ein so daß sie die Abtastfrequenz vom spannungs- Digitaldatenverarbeitungssystem übertragen werden, gesteuerten Oszillator 230 über den Teilen 244 und wo die geophysikalische Auswertung ausgeführt wird, den Abtastfrequenzschalter 246 freigibt. Die Abtast- oder aber das Digitalband kann gelagert werden, um frequenz in Leitung 256, wo wie sie durch den Schal- 15 daraus zu irgendeinem späteren Zeitpunkt die Anater 246 entsprechend den jeweiligen Daten gewählt logform wieder zu bilden. Wie oben im Zusammenwurde, wird an das Multiplexgerät 214 gelegt sowie hang mit F i g. 3 beschrieben wurde, ist das Digitalan den Konverter von analog in digital 258, um ihre band so formatiert, daß es einen Identifizierungsblock Funktion innerhalb der Schaltung zu beginnen. Die 62 (Fig. 3) enthält, in den die Bedienungsperson am Kabel 188 und den Eingangsleitungen 122 zum 20 eine binär kodierte oder dezimal kodierte sechsziffrige Multiplexgerät 124 liegende seismische mehrkanalige Zahl eingeben kann, die als laufende oder Identifi-Analoginformation wird mit Abtastgeschwindigkeit zierungsnummer dieser speziellen seismischen Aufabgetastet bzw. es werden Wertfeststellungen mit zeichnung dient. Diesem Identifizierungswort 62 folgt dieser Geschwindigkeit vorgenommen. Das heißt, für ein Zwischenraum zwischen den Aufzeichnungen 64 jeden Impuls der Abtastfrequenz, die am Multiplex- 25 und dann eine ununterbrochene Digitalaufzeichnung gerät 214 liegt, werden sämtliche Kanäle einmal ab- 66. Diese wird durch positive oder negative Sättigung getastet, um einen Wert festzustellen, und in Leitung im NRZI-Verfahren (non-return to zero, inverted) 260 zum Konverter 258 ist eine zeitlich aufeinander- aufgezeichnet, um alle einanderfolgenden abgetastefolgende Angabe sämtlicher Werte vorhanden. Das ten Datenwerte der Reihe nach auf der Digitalaufan Leitung 176 liegende Zeitgebersignal von 100 Hz 30 zeichenfläche 66 unterzubringen. Jeder Datenwert wird sowohl in der Phasenvergleichsstufe 220 als besteht aus zwei einanderfolgenden Zeichen, jedes auch in der Frequenzvergleichsstufe 222 verglichen, Zeichen ist in parallelen oder Querreihen über das um die kleinen und die größeren Fehler in der Zeit- Digitalband 60 angeordnet.

folge bzw. in der Zeitgabe abzuleiten, die als Ver- Wenn eine besondere seismische Aufzeichnung änderungen in der Frequenz des Zeitgebersignals 35 wiedergegeben oder weiter in analoger Form ver- bzw. Zeitfolgesignals, wie es im Gelände aufgezeich- arbeitet werden soll, so setzt die Bedienungsperson net wurde, auftreten. Diese Fehler werden dann ver- die entsprechende Bandspule auf die Digitalbandwendet, um den spannungsgesteuerten Ozillator 230 transportvorrichtung 290 von F i g. 7 und tastet dann zu steuern, und zwar derart, daß die Abtastfrequenz schnell entweder oder manuell gesteuert die aufeinentprechend verändert wird, so daß das Multiplex- 40 anderfolgenden Identifizerungsworte ab, bis sie die gerät 124 und der Konverter von analog in digital Identifizierungszahl erreicht, die die gewünschte seis-258 ununterbrochen in Gleichlauf zu der im Gelände mische Digitalinformation kennzeichnet. Dann wird erstellten Aufzeichnung erhalten werden. Es werden das System eingeschaltet, indem der gesamte Betrieb also sämtliche Veränderungen in der Aufzeichen- bei einem gemeinsamen Nullpunkt in Gang gesetzt geschwindigkeit, die im Gelände erfolgten, oder in 45 wird. Dies erfolgt dadurch, daß der Betrieb des der Analogwiedergabe, durch die veränderliche Ab- Systems mit der Nockenbetätigung des Nockentastzeitfolge bzw. -frequenz des Multiplexgerätes 214 schalters 126 der Analogstufe mit Transportmittel und des Konverters 258 berücksichtigt. 112 in bezug gesetzt wird.

Danach werden die zeitlich einanderfolgenden Bei Betätigung, des Nockenschalters 126 also, wenn Analogwerte oder Wertfeststellungen jeweils in ihre 5° die Analogaufzeichentrommel 120 in ihrem Null-Digitaläquivalente in binär kodierter Digitalform punkt ist, wird der Nullzeitimpuls von Leitung 168 umgewandelt und nacheinander über Leitung 270 von der Steuereinheit 130 der Zeitgeberstufe für den dem Speicherpuffer- und Aufzeichensystem 284 züge- Nullzeitpunkt 298 zugeleitet. Die Formatsteuerung leitet. Die Digitaldatenwerte in Leitung 270 sind in 296 gibt die digitale Ablesung durch die Digitalab-Binärform von 11 bit einschließlich Zeichen (sign), 55 lesekreise 292 von der Digitalbandtransportvorrichwobei jeder Wert aus zwei aufeinanderfolgenden tung 290 frei, und die Digitalwerte gelangen in den Zeichen von 5 und 6 bit jeweils besteht. Diese auf- Kernspeicher 294. Die einanderfolgenden Digitaleinanderfolgenden Binärzeichen werden nacheinander äquivalente der Datenwerte werden durch den Kerndem Kernspeicher 272 zugeführt, der diese Informa- speicher 294 in Zeitfolge geleitet und gelangen dann tion über eine Speicherung an die Digitalschreib- 60 zum Ausgang 302 für die Zuleitung zum Konverter bzw. -aufzeichenstufe 274 weitergibt. Die Format- 304 von Digital in Analog. Dieser Konverter 304 steuerung 278 steuert dann die Digitalaufzeichenstufe wird zeitlich durch den Präzisionsoszillator 312 und 274 so, daß sie die Information im richtigen Digital- die entsprechenden Frequenzteiler 316 und 334 geformat auf dem Aufzeichenmittel aufzeichnet, das steuert, um die gleichen Kanalumschalt- und Abtastvon der Digitaltransportvorrichtung 276 getragen 65 frequenzsteuersignale zu erhalten, wie sie bei der wird. ursprünglichen Multiplexverarbeitung der Informa-Da der Kernspeicher 272 ein Pufferspeicher ist, tion verwendet wurden. Der Konverter 304 liefert kann er Daten mit veränderlicher Geschwindigkeit also einen Analogspannungsausgang (im richtigen

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tatsächlichen Zeitverhältnis) an die Dekommutie- reflexionserscheinungen (d. h. die Schwingungsnatur rungsstufe 308, wo jede dann in ihren Analogspan- des Signals) zu Gunsten eines zeitlich korrelierten nungswert umgewandelt wird. Signalimpulses entfernt worden, so daß der analoge Die parallelen seismischen Analogspannungswerte Charakter der Spannungen seismischer Aufzeichwerden dann durch die parallelen Leitungen 310 und 5 nungen von einzelnen Schüssen dann sehr ähnlich das Kabel 206 zu den jeweiligen Aufzeichennetz- ist. Das Ausgangsschwingungssignal 344 in der Leiwerken in dem Aufzeichennetzwerkfeld 208 (F i g. 5) tung 356 zum Korrelator 352 wird mit einer Kopie geleitet. Ein 100 Hz-Zeitgebersignal, das durch Tei- seiner eigenen Form korreliert und liefert dadurch lung von Präzisionsoszillator 312 im Teiler 318 einen einzigen Autokorrelationsimpuls, dessen zeit-(Fig. 7) gewonnen wird, wird auch über Leitung io liehe Lage genau im tatsächlichen Zeitpunkt Null 204 einem der Aufzeichennetzwerke 208 zugeleitet, ' liegt. Dieser Zeitpunkt-Null-Impulsausgang in Leisowie ein geeigneter Nullzeitimpuls von der Nullzeit- tung 362 vom Korrelator 352 könnte dann als Zeitgeberstufe 298 über die Leitung 202 an den Auf- punkt-Null-Impuls bei der Festsetzung der Zeitbasis zeichenverstärker im Feld 208 angelegt. Diese Si- des Verarbeitungssystems gemäß F i g. 5 verwendet gnale (12 Signale seismischer Daten, ein Zeitpunkt- 15 werden. Ein weiterer Transduktorkopf 364 ist so Null-Impuls und ein Bezugszeitfolgesignal) werden ausgerichtet, daß er den Bezugssignalkanal 346 abdann parallel über ein Kabel 210 an das Verteiler- spielt und einen Ausgang an die Leitung 366 legt, netzwerk 234 angelegt. Dieses Netzwerk 234 legt die Dieses Signal in Leitung 366 bildet ein Zeitfolgeparallelen Kanäle an Kabel 138 an; danach wird die signal von konstanter Frequenz und Amplitude, das seismische Analoginformation durch Verwendung 20 im ganzen Analog- in-digital-in-analogsystem in der von 14 der Transduktorköpfe 124 aufgezeichnet, die gleichen Weise verwendet werden kann, wie es oben betrieblich auf das Aufzeichenmaterial auf der Auf- beschrieben wurde (F i g. 5, 6 und 7). Die Signalzeichentrommel 120 einwirken. leitungen 360, 362 und 366 könnten also mit dem

F i μ. 8 zeigt eine Anlage, die in Verbindung mit Verteilernetzwerk 134 (F i g. 5) in derselben Weise dem System bzw. der Anlage gemäß F i g. 5 ver- 25 verbunden sein, wie die Signalkabel 132 oder 136. wendet werden könnte, um im Gelände vorgenom- Fi g. 9 zeigt eine alternative Ausführungsform mene Aufzeichnungen von Schwingungen der Ver- eines Systems bzw. einer Anlage zur Umwandlung arbeitung von Analog in Digital und der Speicherung von digital in analog. Die Digitalinformation wird anzupassen. Eine im Gelände erstellte Aufzeichnung einem Speicher entnommen, wie oben aus einem im 340 zeigt die Art und Weise, in der seismische 30 Handel erhältlichen Pufferbandspeichersystem 284 Analoginformation auf geophysikalische Sondierung beschrieben wurde. Die Digitalspannungswerte aus durch Schwingungen ansprechend aufgezeichnet dem Pufferbandspeichersystem 284 werden dann wird. Das heißt, eine geophysikalische Untersuchung einem digital in analog Konverter 372 zugeführt, durch Schwingungen, bei der eine Schwingung ge- worin die einanderfolgenden Digitaldatenwerte zwei steuerter Frequenz und bekannter Dauer in die Erde 35 Reihen von Zeichen von 5 und 6 bit jeweils in eingeführt, und die zurückkehrenden Signale aufge- Analogspannungsinformation umgewandelt werden, nommen und für eine deutende Analyse aufgezeich- die an der Leitung 374 liegt. Eine Dekommutierungsnet werden. Die seismische Aufzeichnung auf meh- einheit 376 nimmt die Analoginformation an und reren Kanälen bzw. Spuren, in diesem Falle 12 Spuren, trennt die jeweiligen Informationskanäle, um mehdie Kanäle 342, werden parallel in an sich bekannter 40 rere Ausgänge seismischer Signale über die Leitung Weise aufgezeichnet. An Stelle eines Zeitpunkt-Null- 378 an eine geeignete Analogstufe mit Transport-Impulses wird das Äquivalent oder das in die Erde mittel zu liefern. Die Dekommutierungsstufe 376 und eingespeiste Schwingungssignal aufgezeichnet. Dies der Konverter digital in analog können Schaltungen ergibt das Signal 344, das als Schwingungsaufwärts- ähnlich denen im System gemäß F i g. 5 sein, d. h. durchgang mit sich kontinuierlich ändernder Fre- 45 Schaltungen gemäß dem Stand der Technik. Eine gequenz, fortschreitend von niedrigeren zu höheren eignete Quelle für den Nullzeitpunktsbezug wird auch Frequenzen, und von bekannter Dauer bekannt ist. zur Zufuhr und Aufzeichnung in der Analogstufe mit Ein Zeitgeber- bzw. Zeitfolgesignal 346 bekannter Transportmittel 380 abgeleitet. Dieser Nullzeitbezug Frequenz wird auch ebenso aufgezeichnet, um ein wird vorzugsweise durch einen Nockenschalter er-Zeitfolgefehlerbezugssignal im Verarbeitungssystem 5° zielt, der in einer vorausbestimmten Stellung des von F i g. 5 zu liefern. Transportmittels der Analogstufe 380 betätigt wird

Mehrere DatenleskÖpfe 348 sind so ausgerichtet, entsprechend der Verwendung im System gemäß

daß jeweils einer an jedem Datenkanal 342 sitzt, und F i g. 5.

jeder ist mit einer der Zufuhrleitungen zum Korre- Als Zeitgeber im System dient ein Kristalloszillator lator 352 verbunden und führt diesem sein Analog- 55 382, ein Präzisionsoszillator, der eine geeignete ausgangssignal zu. Ein zusätzlicher Transduktorkopf Grundfrequenz z. B. 30 KHz liefert. Der Ausgang 354 ist so ausgerichtet, daß er die Kopie des Schwin- des Kristalloszillators 382 liegt an den Leitungen 384 gungssignals 344 aufnimmt, und das entstehende zu jeder von drei Teilerstufen 386, 388 und 390. Der Analogsignal wird auch über die Leitung 356 dem Teiler 386 ist ein Mehrverhältnisteiler, der mittels Korrelator ?52 zugeführt. Dieser bearbeitet jeden der 60 eines Drehschalters 392 wählbare Ausgänge von parallelen Signalkanäle in an sich bekannter Weise 10 KHz, 7,5 KHz, 6 KHz und 5 KHz liefert. Das unter Lieferung eines korrelierten Signalausgangs in durch den Schalter 392 gewählte Signal geht dann jeder der Leitungen 358 durch das Kabel 360. Ein über eine Leitung 394 als Kanalschaltfrequenz zum solcher Korrelator und das Korrelierungsverfahren Konverter digital in analog 372. Der gleiche Kanalsind bereits an anderer Stelle veröffentlicht worden 65 umschaltimpuls vom Schalter 392 liegt auch am Teile (USA.-Patent Nr. 2 989 726). 396, dessen Ausgang über Leitung 398 als Abtast-

In den korrelierten Datensignalen in den Leitungen frequenz am Konverter digital in analog 372 liegt.

358 wären jeweils die sich wiederholenden Signal- Der Teiler 388 ist ein Mehrverhältnisteiler, und zwar

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entweder im Verhältnis 10 :1 oder 12 :1, je nachdem oder Zeitgeberkreise, die mit dem Pufferbandspeicher-Information von 10 oder 12 Kanälen verarbeitet system 284 zusammenwirken, können durch die NuIlv/ird. . ' Zeitmarkierung freigegeben oder eingestellt werden;

Der Teiler 388 liefert zwei mittels des Schalters es sollte aber klar sein, daß dies keine kritische 400 wählbare Ausgänge, einen von 3 KHz und einen '5 Funktion ist, da das Pufferbandsystem 284 ein Gevon 2,5 KHz, die einem 2:1 Teiler 402 zugeführt schwindigkeits- bzw. Zeitfolgeputfer ist, der seine werden. Der Ausgang des Teilers 402 liegt über die eigenen zeitlichen Beziehungen über die Format-Leitungen 404 an einem ersten 2:1 Teiler 406 und reihenfolge und den Digitalbandaufzeichnungsschritt einem zweiten 2 :1 Teiler 408. Die Teiler 406 und liefert.

408 liefern die richtige Ausgangsfrequenz über Lei- io Die Arbeitsweise der Alternativausführungsform

tungen410 und 412 für die Steuerung der Geschwin- gemäß Fig. 9 ist ähnlich der der Ausführungsform

digkeit der Transportmittel in Analogstüfe 380. Bei gemäß Fig. 5, wenn diese digital in analog arbeitet,

der Verarbeitung von Signalen auf 10 Kanälen wird Bei der Zeitfolgefestlegung des Systems von F i g. 9

die Frequenz auf 750 Hz gehalten, was das Trans- kann die gleiche Kanalumschaltfrequenz sowohl für

portmittel in der Analogstufe 380 mit 3,6 Zoll/sec 15 die Verarbeitung von 10 als auch für die von 12 Ka-

antreibt. Im Falle der Verarbeitung von Signalen auf nälen verwendet werden, der Transport in der Ana-

12 Kanälen wird eine Frequenz von 625 Hz ver- logstufe muß jedoch mit verschiedenen Geschwindig-

wendet, so daß das Transportmittel in der Analog- keiten erfolgen. Demnach kann sowohl im Falle der

stufe 380 mit 3 Zoll/sec angetrieben wird. . Verarbeitung von 10 als auch in dem von 12 Ka-

Das Transportmittel in der Analogstufe Wird über 20 nälen der Wahlschalter 392 eingestellt werden, um eine rotierende Welle 414 durch einen Gleichstrom- eine Kanalumschaltfrequenz z. B. 10 KHz zu wählen, synchronmotor 416 angetrieben. Mit der Antriebs- Diese 10 KHz Spannung wird dann über Leitung 394 welle 414 ist eine 5000-Zählscheibe 418 verkeilt, die als Kanalumschaltfrequenz an den Konverter digital eine Anzeige der Motordrehzahl und der Phasen- in analog angelegt. Im Falle der Verarbeitung von konstanz liefert. Dies erfolgt in Form einer Span- 25 10 Kanälen liefert der Teiler 396 einen Ausgang nungsimpulsabgabe über Leitung 420. Am Geschwin- 10 :1 über Leitung 398 als Abtastfrequenz, und bei digkeitsvergleicher 422 liegt über.. Leitung 420 der der Verarbeitung von 12 Kanälen müßte der Teiler Ausgang der Entkoderscheibe 418 und über Leitung 396 in einem Verhältnis 12 : 1 arbeiten.
410 der Ausgang des Teilers 406, um einen Ge- Der Wahlschalter 400 dient zur Steuerung der schwindigkeitsvergleich vorzunehmen. Das heißt, der 30 Geschwindigkeit des Transportmittels in der Analog-Vergleicher 422 gewinnt eine der Frequenzdifferenzen stufe 380. Die Wahl der 3 KHz Ausgangsspannung zwischen den Signalen in den Eingangsleitungen 410 mittels des Wahlschalters 400 ergibt eine für die und 420 proportionale Steuerspannung zur Erzeugung Verarbeitung von 10 Kanälen geeignete Geschwindigeiner Ausgangssteuerspannung an der Zuleitung 424 keit, d.h. das 3 KHz Signal läuft über den 2:1 zum Gleichstromsynchronantrieb 416. In ähnlicher 35 Teiler 402 und jeden der 2:1 Teiler 406 und 408 Weise vergleicht der Phasenvergleicher 426 die glei- und über die Leitungen 410 und 412 zu dem Gechen in Leitungen 420 und 412 vorhandenen Signale, schwindigkeitsvergleicher 422 und dem Phasenverum eine Gleichspannung zu gewinnen, die der Phasen- gleicher 426. Die Frequenz der Spannungen in den differenz der Eingangssignale proportional ist. Diese Leitungen 410 und 412 beträgt 750 Hz, eine Fre-Steuerspannung wird über Leitung 428 angelegt, um 40 quenz, die den Gleichstromsynchronantrieb 416 so den Gleichstromsynchronantrieb 416 zu regeln. Es steuert, das er das Transportmittel in der Analogkann also gesagt werden, daß der Geschwindigkeits- stufe 380 mit 3,6 Zoll/sec antreibt. Im Falle der Ververgleicher 422 zur Korrektur großer Änderungen arbeitung von 12 Kanälen wird der Schalter 400 auf in der Antriebsgeschwindigkeit dient, wenn z. B. das eine 2,5 KHz Spannung eingestellt, wodurch ein System anläuft und zum Gleichlauf kommt, und daß 45 625 Hz Signal über die Leitungen 410 und 412 jeder Phasenvergleicher 426 übernimmt, um ununter- weils zu dem Geschwindigkeitsvergleicher 422 und brachen zu synchronisieren und kleine Geschwindig- zu dem Phasenvergleicher 426 gelangt, so daß das keitsfehler zu verringern. _i Transportmittel in der Analogstufe 380 mit 3 Zoll/sec

Am Eingang des Teilers 390 liegt der Kristall- angetrieben wird. Obgleich also die Kanalabtastoszillator 382. Der Teiler teilt in einem Verhältnis 50 frequenz, die über Leitung 394 dem Konverter 372 von 300:1 zur Erzeugung eines Bezugszeitfolge- zugeführt wird, sowohl für die Verarbeitung von 10 signals (-Zeitgebersignals), 100 Hz für die hier er- als auch für die Verarbeitung von 12 Kanälen die öffneten Fälle, das über Leitung 430 der Analogstufe gleiche ist, wird das Transportmittel in der Analogmit Transportmittel 380 zur Aufzeichnung zugeleitet stufe 380 so gesteuert, daß es mit zwei verschiedenen wird. Wie oben angegeben wurde, wird auch ein 55 Geschwindigkeiten läuft, um die erforderliche Auf-Null-Zeitpunkt-Impuls abgeleitet und zur Anlegung Zeichenleistung zu liefern.

an die Analogstufe mit Transportvorrichtung 380 Das oben beschriebene Gerät liefert ein Mittel, verarbeitet, so daß bei späterer Wiedergabe der da- durch das seismische Mehrspuraufzeichnungen durch erzeugten Aufzeichnung die notwendige An- schnell und in großer Menge in Digitalformat derart zahl von Signalen verfügbar ist. Das heißt, mehrere 60 gespeichert werden können, daß ausgewählte Abseismische Spuren, die die tatsächliche Information schnitte seismischer Aufzeichnungen ohne weiteres der seismischen Aufzeichnung enthalten, ,einem für eine Wiedergewinnung und Wiedergabe, für eine 100 Hz Zeitfolgesignal, das zur Anzeige von even- deutende Verarbeitung oder sonst etwas zugängig tuellen Änderungen in der Abspielgeschwindigkeit sind. Es wird eine Zwischenspeicherung verwendet, des Transportmittels dient, und schließlich eine ge- 65 die asynchron in bezug ,auf. die.,Geräte für das.seiseignete Nullzeitmarkierung zur Synchronisierung des mische Analogsignal gesteuert wird, und durch diese gesamten Systems, um es von einem gemeinsamen Maßnahme fällt die Notwendigkeit weg in die AufZeitpunkt an zu betreiben. Verschiedene Bestandteile zeichnung der Digitalaufzeichnung digitale oder son-

stige Zeitbezüge aufzunehmen. Das eröffnete System befaßt sich weitgehendst mit Anwendungen für die Verarbeitung von geophysikalischen Daten in 12 Kanälen, da es sich hier um eine Anzahl Kanäle handelt, die häufig angewendet wird. Es versteht sich natürlich, daß die verschiedenen Geräte zur Verarbeitung von Signalen auf mehreren Kanälen so gebaut sein können, daß sie für jede beliebige Anzahl von Kanälen innerhalb vernünftiger Grenzen die gewünschte Funktion haben.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltungsanordnung zum Verarbeiten von in mehreren Signalspuren aufgezeichneten seismischen Signalen mit einem Multiplexer und einem Analog-Digital-Umsetzer, die aus den seismischen Signalen eine zeitliche Folge von digitalen Spannungssignalen gewinnen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Kanal (40) mit einem Nullzeitsignal und ein Kanal (42) mit einem Bezugstaktsignal von vor der Signalaufzeichnung voreingestellter und durch Variationen der Aufzeichnungsgeschwindigkeit modulierter Frequenz vorhanden und mit einer Steuereinrichtung (44) zum Steuern der Abtastgeschwindigkeit im Multiplexer (38) und der Umwandlungsgeschwindigkeit im Analog-Digital-Umsetzer (48) in Abhängigkeit von der Modulationsrate im Sinne einer taktrichtigen Erzeugung der digitalen Spannungssignale gekoppelt sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (44) einen spannungsgesteuerten Oszillator (230) mit zwei Steuerspannungseingängen (238 und 240) zum Erzeugen von Steuersignalen für den Multiplexer (214) und den Analog-Digital-Umsetzer (258), einen mit dem Ausgangssignal des Oszillators (230) gespeisten Frequenzteiler (234) zum Erzeugen eines Rückkopplungssignals mit der Frequenz des Bezugstaktsignals entsprechender Sollfrequenz, einen Frequenzkomparator (222) zum Vergleichen des Rückkopplungssignals aus dem Frequenzteiler (234) mit dem Bezugstaktsignal und zum Erzeugen einer der festgestellten Frequenzdifferenz entsprechenden ersten Steuerspannung für den Oszillator (230) und einen Phasenkomparator (220) zum Vergleichen des Rückkopplungssignals aus dem Frequenzteiler (234) mit dem Bezugstaktsignal und zum Erzeugen einer der festgestellten Phasendifferenz entsprechenden zweiten Steuerspannung für den Oszillator (230) enthält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Digital-Analog-Umsetzer (304) mit einem nachgeschalteten Dekommutator (308) vorhanden ist, die zur taktrichtigen Steuerung mit einem Taktoszillator (312) mit dem Bezugstaktsignal entsprechender Arbeitsfrequenz gekoppelt sind und eine Rückumwandlung der digitalen Spannungssignale in mehrspurige Analogsignale bewirken.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Analog-Digital-Umsetzer (258) und dem Digital-Analog-Umsetzer (304) mindestens ein Pufferspeicher (284) in den Weg der digitalen Spannungssignale eingefügt ist, den die digitalen Spannungssignale mit der Realzeit der seismischen Signale entsprechender Verteilung durchlaufen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 109 544/38