DE1623405B2

DE1623405B2 - SYSTEM FOR CONTROLLING A SEISMIC VIBRATION GENERATOR

Info

Publication number: DE1623405B2
Application number: DE19671623405
Authority: DE
Inventors: Graydon Lester Thomas Bobby John Ponca City OkIa Brown (V St A )
Original assignee: Continental Oil Co , Ponca City, OkIa (V St A )
Priority date: 1966-11-16
Filing date: 1967-11-14
Publication date: 1971-12-16
Also published as: OA02533A; NL164393C; JPS502361B1; DK139116B; ES345846A1; NL6715377A; NL164393B; GB1153975A; SE329926B; DE1623405A1; NO124011B; IL28687A; DK139116C; TR18111A; SU812194A3; CA990391A; BE706277A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Steuerung eines seismischen Schwingungserzeugers, mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines aus aufeinanderfol-. genden Digitalwerten bestehenden Steuersignals vorgegebener Frequenzcharakteristik, einer Registriervorrichtung zum Aufzeichnen der das Steuersignal bildenden Digitalwerte, einer Wiedergabevorrichtung zum Herauslesen der aufgezeichneten Digitalwerte und einem Digital-Analog-Umsetzer, der ein den Digitalwerten entsprechendes Analogsignal zur Steuerung des Schwingungserzeugers liefert.The invention relates to a system for controlling a seismic vibration generator, with a Device for generating one from successive. The existing control signal is more predetermined than the existing digital values Frequency characteristic, a recorder for recording the control signal forming digital values, a reproducing device for reading out the recorded digital values and a digital-to-analog converter, which sends an analog signal corresponding to the digital values to the control of the vibrator delivers.

Es sind seismische Prospektionsverfahren bekannt, bei denen ein längerer Schwingungszug in die Erde gesendet wird (USA.-Patentschrift 2 989 726). Bei solchen seismischen Verfahren können die Auswertung der empfangenen Signale und die Ergebnisse wesentlich verbessert werden, wenn man bei der Sendung Schwingungssignale mit bestimmten Frequenzeigenschaften verwendet, die jedoch von Ort zu Ort verschieden sein können.There are seismic prospecting methods are known in which a longer vibration train into the earth (U.S. Patent 2,989,726). In such seismic methods, the evaluation The signals received and the results are vastly improved when looking at the broadcast Vibration signals with certain frequency properties are used, but which differ from place to place could be.

Mit den in jüngerer Zeit entwickelten digitalen Steuerverfahren läßt sich die Aussendung von Schwingungssignalen in die Erde besser steuern als mit den früheren Analogverfahren, da die Amplitude und die Periodizität der Schwingungen besser gesteuert werden können und nur ein Minimum an Störungen durch eine von den Geräten eingeführte Periodizität berücksichtigt werden muß. In der deutschen Patentschrift 1623 393 ist erstmalig vorgeschlagen worden, das Steuersignal für einen seismischen Schwingungserzeuger digital zu konstruieren und das den jeweiligen Verhältnissen optimal angepaßte, digitale Signal durch einen Digital-Analog-Umsetzer in ein für die Steuerung eines seismischen Schwingungserzeugers geeignetes Analogsignal umzusetzen. Bei der vorgeschlagenen Anlage werden die Digitalwerte vom Kernspeicher eines Digitalrechners abgefragt und dem Digital-Analog-Umsetzer zugeführt. In der Praxis ist es jedoch meist zweckmäßiger und wirtschaftlicher, den Digitalrechner nur zur Konstruktion des den jeweiligen Verhältnissen optimal angepaßten digitalen Steuersignals zu verwenden und das durch den Rechner konstruierte Signal dann so zu speichern, daß es bei Feldvermessung leicht abgespielt werden kann. Man braucht dann nämlich bei den einzelnen Messungen keinen Computer zur Verfügung zu haben.With the recently developed digital control methods, vibration signals can be transmitted in the earth control better than with the earlier analog methods, because the amplitude and the Periodicity of the vibrations can be better controlled and only a minimum of disturbances through a periodicity introduced by the devices must be taken into account. In the German patent specification 1623 393 has been proposed for the first time, the control signal for a seismic vibration generator to construct digitally and the digital signal optimally adapted to the respective conditions a digital-to-analog converter into one suitable for controlling a seismic vibrator To convert analog signal. In the proposed system, the digital values are taken from the core memory queried by a digital computer and fed to the digital-to-analog converter. In practice it is however mostly more functional and economical, the digital computer only for the construction of the respective one To use conditions optimally adapted digital control signal and that by the computer then store the constructed signal in such a way that it can be easily played back when surveying the field. Man you do not need to have a computer available for the individual measurements.

Es hat sich jedoch als außerordentlich schwierig erwiesen, eine wirklich konstante und gleichmäßige Abspielgeschwindigkeit einer solchen Aufzeichnung zu erreichen. Normalerweise speichert man die digitalen Signale auf einer Trommel oder auf einem auf eine Trommel aufgespannten Magnetband. Jede noch so geringe Drehzahlschwankung oder Exzentrizität der Trommel schlägt sich dann aber in sogenannten Stör- oder »Geister«-signalen nieder, die die Messungen verfälschen. Die Anmelderin hat durch komplizierte Regelsysteme versucht, diese Schwierigkeiten beim Abspielen des aufgezeichneten Steuersignals zu überwinden (vgl. USA.-Patentschrift 3 361 949).However, it has proven extremely difficult to find a really constant and even one To achieve playback speed of such a recording. Usually you save the digital ones Signals on a drum or on a magnetic tape stretched on a drum. Each still such a small speed fluctuation or eccentricity of the drum then translates into so-called Interfering or "ghost" signals that falsify the measurements. The applicant has been through complicated Control systems attempt to overcome these difficulties in playing back the recorded control signal (See U.S. Patent 3,361,949).

Durch die vorliegende Erfindung ist nun ein Weg beschritten worden, durch den die geschilderten Probleme ihre endgültige Lösung erfahren haben. Die gespeicherten Digitalwerte werden in üblicher Weise abgespielt, z. B. von einem Trommelspeicher, wobei keine übermäßige Genauigkeit gefordert wird. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Zwischenspeicher zur Speicherung aufeinanderfolgender Gruppen der herausgelesenen Digitalwerte' und eine durch das Ausgangssignal eines Oszillators hoher Stabilität gesteuerte und den Digital-Analog-Umsetzer speisende Abfrageanordnung zum Herauslesen aufeinanderfolgender Digitalwerte aus dem Zwischenspeicher.
Der Takt, mit dem die Digitalwerte dem Digital-Analog-Umsetzer zugeführt werden, hängt also nicht mehr von irgendwelchen mechanisch bewegten Elementen und Regelsystemen ab, sondern nur noch von der Frequenzstabilität eines Oszillators. DaBy means of the present invention, a path has now been taken through which the problems described have found their final solution. The stored digital values are played back in the usual way, e.g. B. from a drum store, where excessive accuracy is not required. The invention is characterized by a buffer for storing successive groups of the read out digital values and an interrogation arrangement controlled by the output signal of an oscillator of high stability and feeding the digital-to-analog converter for reading out successive digital values from the buffer.
The cycle with which the digital values are fed to the digital-to-analog converter no longer depends on any mechanically moving elements and control systems, but only on the frequency stability of an oscillator. There

ίο Oszillatorschaltungen mit außerordentlich hoher Frequenzstabilität zur Verfügung stehen, läßt sich eine hohe Präzision erzielen.ίο Oscillator circuits with extremely high frequency stability are available, high precision can be achieved.

Bezüglich weiterer Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.With regard to further refinements of the invention, reference is made to the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Anlage gemäß einer Erfindung in Verbindung mit einer Einrichtung zur seismischen Lagerstättenforschung,F i g. 1 shows a block diagram of a plant according to an invention in connection with a device for seismic deposit research,

F i g. 2 A eine graphische Darstellung eines Teiles eines typischen Signals zur Steuerung eines Schwingungserzeugers, F i g. 2A is a graphic representation of part of a typical signal for controlling a vibrator;

Fig. 2B eine schematische Darstellung eines Teiles eines digitalen Bandes, das eine Reihe von Zeichenwerten enthält, die in einer Anzahl von Kanälen aufgezeichnet sind und das in Fig. 2A gezeigte Steuersignal darstellen,Fig. 2B is a schematic representation of a Part of a digital tape that contains a series of character values contained in a number of channels are recorded and represent the control signal shown in Fig. 2A,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer digitalen Frequenz- oder Ratensteuereinrichtung für das Steuersignal eines seismischen Schwingungserzeugers und F i g. 4 ein Schaltbild eines Teiles der in F i g. 3 dargestellten Einrichtung, welches verschiedene digitale Schaltungen und ihre Verbindungen genauer zeigt.F i g. 3 is a block diagram of a digital frequency or rate controller for the control signal a seismic vibrator and FIG. 4 is a circuit diagram of part of the circuit shown in FIG. 3 illustrated device, which different digital circuits and their connections in more detail shows.

In F i g. 1 ist schematisch eine übliche Einrichtung 10 zur seismischen Lagerstättenforschung mit Hilfe von Schwingungszügen dargestellt. Diese Einrichtung enthält einen Schwingungserzeuger 12, der auf der Oberfläche der Erde 14 angeordnet ist, und eine davon in einem gewissen Abstand aufgebaute Anordnung 16 aus Geophonen oder anderen Schwingungsaufnehmern. Im Betrieb wird der Schwingungserzeuger 12 durch ein vorgegebenes Steuersignal gesteuert, das einer Eingangsleitung 18 zugeführt wird, und er liefert dann elastische Schwingungen, die sich in der Erde 14 ausbreiten. In der Erde werden die Schwingungen an Grenzflächen und Unstetigkeiten zur Detektoranordnung 16 reflektiert. In F i g. 1 sind nur ein Ausbreitungsweg 20, 24 und eine Grenzfläche 22In Fig. 1 is a schematic diagram of a conventional device 10 for seismic reservoir research with the aid represented by vibration trains. This device includes a vibration generator 12 on the Surface of the earth 14 is arranged, and an arrangement 16 built up therefrom at a certain distance from geophones or other vibration sensors. During operation, the vibration generator 12 controlled by a predetermined control signal which is fed to an input line 18, and it delivers then elastic vibrations that propagate in the earth 14. In the earth there are vibrations reflected at interfaces and discontinuities to the detector arrangement 16. In Fig. 1 are just one Propagation path 20, 24 and an interface 22

so schematisch dargestellt. Die von der Detektoranordnung aufgenommene Schwingungsenergie wird in ein elektrisches Signal verwandelt und über eine Leitung 26 einer Aufzeichnungs- oder Verarbeitungseinrichtung 28 zugeführt. Das über die Eingangs- schaltung 18 zugeführte Steuersignal für den Schwingungserzeuger 12 kann im Prinzip auf analoge oder digitale Weise erzeugt werden. Bei der in F i g. 1 dargestellten Anlage wird das Steuersignal digital erzeugt, wofür zwei verschiedene Möglichkeiten vorgesehen sind. Die eine Möglichkeit, das digitale Steuersignal zu erzeugen, besteht darin, einen entsprechend programmierten Computer 30 zu verwenden, der dann das digitale Ausgangssignal über eine Leitung 32 an einen Schalter 34 liefert. Das digitale Steuersignal kann aus einer Reihe von elektrischen Digitalwerten bestehen, die das gewünschte Steuersignal darstellen, und die Reihe von Digitalwerten kann vom Schalter 34 einer üblichen digitalen Re-so shown schematically. The one from the detector array The vibration energy received is converted into an electrical signal and via a line 26 is fed to a recording or processing device 28. The one about the entrance Circuit 18 supplied control signal for the vibration generator 12 can in principle on analog or generated digitally. In the case of the in FIG. 1, the control signal is digital generated, for which two different possibilities are provided. One possibility, the digital To generate the control signal consists in using an appropriately programmed computer 30, which then supplies the digital output signal via a line 32 to a switch 34. The digital Control signal can consist of a series of electrical digital values that form the desired control signal represent, and the series of digital values can from switch 34 of a conventional digital re-

gistriervorrichtung 36 zur Aufzeichnung zugeführt werden. Eine andere Möglichkeit der Aufzeichnung besteht darin, das gewünschte Schwingungssignal, dessen Frequenz sich z.B. stetig ändert (Sweep Signal), in einem Steuersignalgenerator 36 zu erzeugen und dann in einem Analog-Digital-Umsetzer 40 in ein digitales Signal umzusetzen, das dann über den Schalter 34 der Registriervorrichtung 36 zur Herstellung der gewünschten digitalen Aufzeichnung zugeführt wird.Registration device 36 are supplied for recording. Another way of recording consists in generating the desired oscillation signal, the frequency of which changes continuously, for example (sweep Signal), to be generated in a control signal generator 36 and then in an analog-to-digital converter 40 in to convert a digital signal, which is then via the switch 34 of the registration device 36 for production is fed to the desired digital recording.

Bei den derzeit üblichen seismischen Verfahren besteht das Steuersignal aus einer kontinuierlichen Wechselspannung, deren Frequenz sich zwischen bestimmten Grenzen monoton nach oben oder unten ändert, z. B. zwischen etwa 2 und 100 Hertz. Die genaue Wahl der Frequenzgrenzen und die Frage, ob man die Frequenz ansteigen oder absinken läßt, hängt von der jeweiligen Vermessungsaufgabe und dem Terrain ab.With the currently common seismic methods, the control signal consists of a continuous one AC voltage, the frequency of which changes monotonically up or down between certain limits changes, e.g. B. between about 2 and 100 Hertz. The exact choice of frequency limits and the question whether you let the frequency increase or decrease depends on the respective surveying task and off the terrain.

Jüngere Forschungen haben ergeben, daß die Konstruktion des Steuersignals mit Hilfe eines Computers eindeutige Vorteile hat, da man dabei durch geeignete Programmierung des Computers Erdeinflüssen und anderen Filterwirkungen Rechnung tragen kann. Es ist insbesondere möglich, nach Durchführung geeigneter Versuchsläufe den Computer 30 so zu programmieren, daß die erzeugte Folge von Digitalwerten einem Steuersignal entspricht, das für das betreffende Terrain optimal geeignet ist.Recent research has shown that the construction of the control signal using a computer has clear advantages, since one can use earth influences by programming the computer appropriately and other filter effects. It is especially possible after performing suitable test runs to program the computer 30 so that the generated sequence of Digital values corresponds to a control signal that is optimally suited for the terrain in question.

F i g. 2A zeigt einen kurzen Abschnitt eines Steuersignals 42, beginnend mit der Zeit t = 0. Das analoge Steuersignal 42, dessen Amplitude sich entsprechend einer analogen Schwingung ändert, kann digital durch eine Folge von Digitalwerten (Wörtern) dargestellt werden, die die Augenblicksamplitude, d. h. die Amplitude in einem bestimmten Zeitpunkt, und deren Vorzeichen darstellen. Das Steuersignal 42 kann also durch aufeinanderfolgende elektrische Digitalwerte dargestellt werden, die den positiven Amplituden von Abtastwerten 44, 45, 46, 48 und 50 der Reihe nach entsprechen. Eine Folge solcher Digitalwerte stellt in Wirklichkeit eine Stufenfunktion dar; durch Verfeinerung der Unterteilung oder durch eine Interpolationsfilterung kann der stufenförmige Verlauf jedoch geglättet werden. Je nach der gewünschten Auflösung kann die Abtastrate oder die Frequenz, mit der die Digitalwerte aufeinanderfolgen, innerhalb der durch die Apparatur gegebenen Grenzen beliebig gewählt werden. Der Bereich zwischen diesen Grenzen ist bei einer digitalen Anlage sehr groß.F i g. 2A shows a short section of a control signal 42, starting with the time t = 0. The analog control signal 42, the amplitude of which changes in accordance with an analog oscillation, can be represented digitally by a sequence of digital values (words) which represent the instantaneous amplitude, ie the The amplitude at a specific point in time and its sign. The control signal 42 can thus be represented by successive electrical digital values which correspond to the positive amplitudes of sample values 44, 45, 46, 48 and 50 in sequence. A sequence of such digital values actually represents a step function; however, by refining the subdivision or by interpolation filtering, the step-like course can be smoothed. Depending on the desired resolution, the sampling rate or the frequency with which the digital values follow one another can be selected as desired within the limits given by the apparatus. The area between these limits is very large in a digital system.

F i g. 2B zeigt einen Abschnitt eines digitalen Bandes 52, das sieben Spuren aus periodischen magnetisierbaren Bereichen enthält, die quer zur Längsrichtung des Bandes 52 Spalten 56 bilden. Selbstverständlich stellt dies nur ein Beispiel für ein mögliches Format dar. Bei diesem als Beispiel gewählten digitalen Aufzeichnungsverfahren wird ein konventionelles Binärformat verwendet, das mit Datenwerten aus 14 Bits (einschließlich Paritätsbits) arbeitet. Jeder Datenwert wird also durch zwei aufeinanderfolgende Zeichen dargestellt, z. B. durch die Zeichen 58, 60, die in den jeweils 7 Bits enthaltenden Spalten des Bandes 52 aufgezeichnet sind. Jedes der aus 7 Bits bestehenden Zeichen kann dazu verwendet werden, eine gewünschte digitale Information codiert darzustellen. Vorzugsweise wird, wie in F i g. 2 B dargestellt ist, eine Spur P für ein einer ungeraden Parität entsprechendes Paritätsbit reserviert, während die übrigen Spuren 1, 2, 4, 8, B und A zur Darstellung der binärcodierten Digitalwerte dienen. Die Auflösung oder Genauigkeit des digitalen Systems wird dadurch weiter erhöht, daß man für jeden Digitalwert (Wort) zwei der aus S sieben Bits bestehenden Digitalzeichen verwendet, wobei für jedes Zeichen eine Paritätsprüfung möglich ist. Die auf dem in F i g. 2B dargestellten Band 52 aufgezeichneten Digitalwerte können mit der analogen Kurve 42 in F i g. 2A in Beziehung gesetzt werden. Die Zeichen 58 und 60, die den ersten Digitalwert 62 bilden, stellen den Digitalwert des Abtastwertes 44 der Steuersignalkurve 42 dar. Der Digitalwert 70 entspricht dann dem analogen Abtastwert 46, der Digitalwert 72 dem analogen Abtastwert 48 usw. Die Art der digi- · talen Aufzeichnung ist praktisch beliebig, man kann, also z. B. mit einer nullwertfreien Aufzeichnung arbeiten. Zur Paritätsprüfung kann man sich bekannter Verfahren und Schaltungen bedienen.F i g. 2B shows a section of a digital tape 52 which contains seven tracks of periodic magnetizable areas which form columns 56 transversely to the longitudinal direction of the tape 52. Of course, this is only one example of a possible format. In this digital recording method chosen as an example, a conventional binary format is used which works with data values of 14 bits (including parity bits). Each data value is thus represented by two consecutive characters, e.g. B. by the characters 58, 60, which are recorded in the 7-bit columns of the tape 52 each. Each of the 7-bit characters can be used to represent a desired digital information in coded form. Preferably, as shown in FIG. 2B, a track P is reserved for a parity bit corresponding to an odd parity, while the remaining tracks 1, 2, 4, 8, B and A are used to represent the binary-coded digital values. The resolution or accuracy of the digital system is further increased by using two of the S seven-bit digital characters for each digital value (word), a parity check being possible for each character. The on the in F i g. The digital values recorded on tape 52 shown in FIG. 2B can be compared with the analog curve 42 in FIG. 2A can be related. The characters 58 and 60, which form the first digital value 62, represent the digital value of the sample 44 of the control signal curve 42. The digital value 70 then corresponds to the analog sample 46, the digital value 72 to the analog sample 48 and so on Recording is practically arbitrary, you can, e.g. B. work with a zero-value recording. Known methods and circuits can be used to check parity.

Wie wieder F i g. 1 zeigt, kann die durch die Vorrichtung 36 hergestellte digitale Aufzeichnung des Steuersignals zur Wiedergabe bei Feldmessungen in eine Wiedergabeeinrichtung 80 eingesetzt werden, um ein Analogsignal zum Steuern des Schwingungserzeugers 12 zu erzeugen. Das Abspielen der Aufzeichnung kann im Feld oder an einem anderen Ort erfolgen, wobei man sich dann z. B. einer Funkverbindung bedient. Selbstverständlich kann man sich für die Registriervorrichtung und die Wiedergabevorrichtung eines kombinierten Gerätes mit einer gemeinsamen Bandantriebsvorrichtung bedienen. Die Wiedergabevorrichtung 80 wird durch eine Antriebssteuervorrichtung 82 über eine Verbindung 84 angetrieben, und die abgespielten Digitalwerte werden über ein Kabel 86 einer digitalen Raten- oder Geschwindigkeitssteuerung 88 zugeführt, die einen wesentlichen Teil der Erfindung bildet und unten noch genauer beschrieben werden wird. Für die Antriebssteuervorrichtung wird vorzugsweise ein sehr exakt arbeitendes Servosystem verwendet, wie es an anderer Stelle vorgeschlagen ist. Bei einer solchen Antriebsvorrichtung sind die lang- und kurzzeitigen Geschwindigkeitsschwankungen im Band von 2 bis 200 Hertz kleiner als 0,5 °/₀, was bei der Erzeugung eines Steuersignals für einen seismischen Schwingungserzeuger sehr wichtig ist.How again F i g. 1 shows, the digital recording of the control signal produced by the device 36 for reproduction in the case of field measurements can be used in a reproduction device 80 in order to generate an analog signal for controlling the oscillation generator 12 . The recording can be played back in the field or at another location. B. operated a radio link. Of course, a combined device with a common tape drive device can be used for the recording device and the playback device. The playback device 80 is driven by a drive controller 82 via a link 84 and the digital values being played are fed via a cable 86 to a digital rate controller 88 which forms an essential part of the invention and will be described in greater detail below. A very precisely working servo system is preferably used for the drive control device, as has been proposed elsewhere. With such a drive device, the long-term and short-term speed fluctuations in the band from 2 to 200 Hertz are less than 0.5 ° / ₀ , which is very important when generating a control signal for a seismic vibration generator.

Ein integraler Teil der Steuervorrichtung 82 und ein Teil, auf dem die außergewöhnliche Genauigkeit beruht, mit der diese Vorrichtung arbeitet, wird durch einen Präzisionsoszillator 90 gebildet, der ein Bezugsfrequenzsignal liefert, mit dem die Antriebsgeschwin- digkeit gesteuert werden kann. Der Oszillator 90 steuert also über eine Leitung 92 die Antriebssteuervorrichtung 82, außerdem liefert er auf einer Leitung 94 ein Taktsignal, das die digitale Frequenzsteuereinrichtung 88 steuert, wie in Verbindung mit F i g. 3 noch näher erläutert wird.An integral part of the control device 82 and a part on which the exceptional accuracy based on which this device operates is formed by a precision oscillator 90 which provides a reference frequency signal with which the drive speed can be controlled. The oscillator 90 thus controls the drive control device via a line 92 82, in addition, it supplies a clock signal on a line 94, which the digital frequency control device 88 controls as described in connection with FIG. 3 will be explained in more detail.

Die digitale Frequenzsteuereinrichtung 88 gleicht zeitliche Schwankungen beim Eintreffen der Digitalwerte auf der Leitung 86 aus, so daß diese Werte auf einer Ausgangsleitung 96 mit einer Frequenz auftreten, die sowohl konstant ist als auch einen für die Erzeugung des gewünschten Steuersignals geeigneten Wert hat. Die Digitalwerte auf der Leitung 96 werden dann der Reihe nach einem Digital-Analog-Umsetzer 98 zugeführt, an dessen Ausgang 100 das gewünschte analoge Steuersignal für den Schwingungserzeuger 12 auftritt. Durch die gestrichelte Linie 102 soll angedeutet werden, daß das analoge Steuersignal demThe digital frequency control device 88 compensates for temporal fluctuations in the arrival of the digital values on the line 86, so that these values appear on an output line 96 at a frequency which is both constant and has a value suitable for generating the desired control signal. The digital values on the line 96 are then fed in sequence to a digital-to-analog converter 98, at whose output 100 the desired analog control signal for the oscillation generator 12 occurs. The dashed line 102 is intended to indicate that the analog control signal is the

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Eingang 18 des seismischen Schwingungserzeugers 12 also jeweils parallel an allen Zeichengattern, also entweder direkt oder, wie es manchmal bei Feld- dem ersten bis zum «-ten Gatter 130 bis 148, und das messungen zweckmäßig ist, über eine Funkverbindung Durchschleusen der digitalen Bitwerte durch die verzugeführt werden kann. Selbstverständlich kann sich schiedenen Gatter erfolgt mittels einer Koinzidenzdie Funkverbindung auch an einer anderen Stelle 5 steuerung durch das Zeichenschieberegister 124. Entdes Systems befinden, z. B. zwischen der digitalen sprechend dem Zeichenverschiebezähl-Ausgangssignal Steuereinrichtung 88 und dem Umsetzer 98. Auf wird also ein Zeichenfreigabeimpuls erzeugt, der eines alle Fälle steht am Ausgang 100 ein analoges Steuer- der Gatter 130 bis 148 auftastet. Das Zeichenschiebesignal zur Verfügung, das sich zur Steuerung des register 124, bei dem es sich um ein übliches Schiebe-Schwingungserzeugers 12 eignet. Ein Abbild des io register handelt, dessen Bemessung und Ausgangs-Steuersignals, das entweder neben dem Schwingungs- funktion entsprechend den Aufforderungen des Gerätes erzeuger 12 aufgenommen oder auf andere Weise ab- bemessen sind, empfängt für jedes Zeichen, das durch gegriffen werden kann, wird gegebenenfalls in der den Kopf 114 von der Aufzeichnung 112 abgelesen Verarbeitungseinrichtung 28 in bekannter Weise zu wird, über die Leitung 122 vom ODER-Gatter 120 Korrelations- oder Vergleichszwecken verwendet. 15 einen Zähl- oder Zeichenverschiebeimpuls. Es seiInput 18 of the seismic oscillation generator 12 so in each case parallel to all character gates, so either directly or, as is sometimes the case with field-the first to the «-th gates 130 to 148, and measurements, passing through the digital bit values via a radio link which can be displaced. Of course various gates can be effected by means of a radio link Koinzidenzdie also at another location 5 control by the character shift register 124. Entdes system are, for. B. between the digital speaking the character shift count output signal control device 88 and the converter 98. A character release pulse is generated, which is in all cases at the output 100 an analog control gate 130 to 148 keys open. The character shift signal is available, which is used to control the register 124, which is a conventional shift oscillation generator 12. An image of the io register acts, whose dimensioning and output control signal, which is either recorded in addition to the vibration function according to the requests of the device generator 12 or dimensioned in another way, is received for each character that can be accessed if necessary in the processing device 28 read in a known manner in the head 114 from the recording 112 , via the line 122 from the OR gate 120 correlation or comparison purposes are used. 15 a counting or character shifting pulse. Be it

Die digitale Frequenzsteuereinrichtung 88 ist in erwähnt, daß das ODER-Gatter 120 auch dann einen F i g. 3 genauer dargestellt. Gleiche Bauteile sind in Impuls liefert, wenn das eigentliche Zeichen, das durch F i g. 1 und 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen. den Kopf 114 abgelesen wird, aus lauter Nullen be-Der Präzisionsoszillator 90 liefert ein Ausgangssignal steht, da dann das Paritätsbit entsprechend der unauf einer Leitung 104 an eine übliche Phasenver- 20 geraden Parität eine Eins ist. Für jedes von der digigleichsschaltung 106 zum Vergleich mit Zeichen, talen Aufzeichnung 112 abgelesene Zeichen wird also zählausgangsimpulsen auf einer Leitung 108. Das auf der Leitung 122 ein Zeichenverschiebeimpuls er-Ausgangssignal auf der Leitung 92 wird dann zur zeugt, der bewirkt, daß das Schieberegister einen entSteuerung der Antriebssteuervorrichtung 82 verwendet, sprechenden, einzigen Zeichenfreigabeimpuls erzeugt, und die gesteuerte mechanische Bewegung wird über 25 Die Zeichenfreigabeimpulse treten nacheinander auf eine Verbindung 84, z. B. eine Welle, zu einer Trans- Leitungen 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164 porteinrichtung in der Wiedergabevorrichtung 80 zu- usw. bis zu 166 und 168 auf, die jeweils zu einem geführt, die beim vorliegenden Beispiel eine Trans- der Zeichengatter 130 bis 148 führen,
porttrommel 110 enthält. Die Transporttrommel 110 Wenn auf einer der Leitungen 150 bis 168 ein Zeiträgt eine digitale Aufzeichnung 112, die der in 30 chenfreigabeimpuls auftritt, können die Bits eines Fig. 2B dargestellten Aufzeichnung entspricht und Zeichens das betreffende Zeichengatter 130 bis 148 durch die Aufzeichnungsvorrichtung 36 (F i g. 1) er- zur Zwischenspeicherung durchlaufen,
zeugt wurde. Bei der Aufzeichnung 112 ist ein Mehr- Wie erwähnt, arbeitet das vorliegende Ausführungskanalkopf 114 angeordnet, der die parallelen Spuren beispiel mit einem Binärformat, bei dem jeder Digitalder digitalen Aufzeichnung abtastet und die abge- 35 wert (Wort) durch zwölf Bits in zwei aufeinanderspielten Signale über Kabel 116, 118 der digitalen folgenden Zeichen gebildet wird. Die Zeichengatter Frequenzsteuereinrichtung 88 zuführt. Durch das 130 bis 148 sind dementsprechend paarweise ange-Kabel 116 werden die elektrischen Digitalsignale ordnet, so daß jeder Wortspeichervorrichtung, in denen parallel einem ODER-Gatter 120 zugeführt, das die verschiedenen Bits jedes digitalen Wortes bis zu Ausgangszeichenzähl- und Verschiebeimpulse über 40 einer späteren, getasteten Abfrage zwei Zeichen parallel eine Leitung 122 an ein Zeichen-Schieberegister 124 zugeführt werden. Bei der Freigabe durch das Zeichenliefert. Die parallel abgelesenen Digitalwerte werden schieberegister 124 sind also auf Ausgangsleitungen außerdem über die Adern des Kabels 118 einer Schwin- 170, 172, 174, 176, 180, 182, 184 und schließlich 186, gungsformungs- und Verstärkerschaltung 126 züge- 188 die Ausgangssignale vom ersten bis 2/j-ten Zeiführt. Die Schaltung 126 besteht aus parallelen Schwin- 45 chengatter 130 bis 148 vorhanden, so daß aufeinandergungsformen- und Verstärkungskreisen üblicher Bau- folgende Paare als Eingänge einer ersten Wortspeicherart, denen jeweils das Signal von einer der parallel stufe 190, einer zweiten Wortspeicherstufe 192, einer abgelesenen Spuren über das Kabel 118 zugeführt dritten Wortspeicherstufe 194, einer vierten Wortwird. Die Ausgangssignale der Schaltung 126 werden speicherstufe 198 und schließlich einer η-ten Wortdann parallel über die verschiedenen Adern eines 50 speicherstufe 200 zuführbar sind. Die Wortspeichesich verzweigenden Kabels 128 den Eingängen einer rung kann mit Hilfe verschiedener Zwischenspeicher-Anzahl von Zeichengattergruppen zugeführt. Die auf- vorrichtungen erfolgen, beim vorliegenden Beispiel einanderfolgenden Zeichengruppen aus digitalen Bits erfolgt die Speicherung durch übliche bistabile Flipwerden also jeweils über das Kabel 128 dem Eingang Flops. Jede der Wortspeicherstufen 190 bis 200 entder verschiedenen Zeichen-Koinzidenzgatter züge- 55 hält dann also zwölf parallelgeschaltete Flip-Flops, führt, d. h., daß die digitalen Bitwerte jedes Zeichen von denen jedes ein Bit speichert,
parallel jeweils einem ersten Zeichengatter 130, einem Die gespeicherten Bits werden über Ausgangszweiten Zeichengatter 132, einem dritten Zeichen- leitungen 202, 204, 206, 208 ... 210 einer entsprechengatter 134, einem vierten Zeichengatter 136, einem den Anzahl von parallel angeordneten UND-Gattern fünften Zeichengatter 138, einem sechsten Zeichen- 60 parallel zugeführt, welche ein erstes Wortgatter 212, gatter 140, einem siebten Zeichengatter 142, einem ein zweites Wortgatter 214, ein drittes Wortgatter 216, achten Zeichengatter 144 usw. bis zu einem 2«—1-ten ein viertes Wortgatter 218 und schließlich ein n-tes Zeichengatter 146 und schließlich einem 2/z-ten Wortgatter 220 bilden. Die Wortgatter 212 bis 220 Zeichengatter 148 zugeführt werden. Die Anzahl In sind jeweils durch einen Wortfreigabeimpuls auftastder Gatter ist bis zu einem gewissen Grade frei wähl- 65 bar. Die Wortfreigabeimpulse werden von einem bar und hängt von kumulativen Fehlern der Ein- Schieberegister 222 erzeugt und den Wortgattern 212 gangsgeräte ab, wie noch erläutert werden wird. bis 220 über entsprechende Ausgangsleitungen 224, The digital frequency control device 88 is mentioned in FIG. 4 that the OR gate 120 also then has a F i g. 3 shown in more detail. Identical components are in pulse supplies if the actual character represented by F i g. 1 and 3 are provided with the same reference numerals. The head 114 is read from all zeros. The precision oscillator 90 supplies an output signal, since then the parity bit is a one corresponding to the unin a line 104 on a usual phase-even parity. For each character read by the digital equalization circuit 106 for comparison with character, valley record 112 , count output pulses are thus output on a line 108. The output signal on the line 122, a character shift pulse er output signal on the line 92 is then generated, which causes the shift register to generate a EntSteuerung the drive control device 82 is used, speaking, single character release pulse is generated, and the controlled mechanical movement is over 25. B. a wave, to a transmission lines 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164 port device in the playback device 80, etc. up to 166 and 168, each of which leads to one, the present Example carry out a Trans- the character gates 130 to 148,
port drum 110 contains. The transport drum 110, when on one of the lines 150 168 a Zeiträgt a digital record 112 chenfreigabeimpuls occurs in 30 bits of Fig. Recording 2B can correspond and character the character gate in question 130-148 by the recording apparatus 36 (F i g. 1) run through for intermediate storage,
was conceived. In the recording 112 a multi As mentioned, the present embodiment channel head 114 operates arranged, the parallel tracks, for example with a binary format in which each digit Alder digital recording and off 35 value (word) samples by twelve bits in two successive played signals via cables 116, 118 the following digital characters are formed. The character gate frequency controller 88 supplies. The electrical digital signals are arranged through the 130 to 148 correspondingly paired cables 116 , so that each word storage device in which an OR gate 120 is fed in parallel, which counts the various bits of each digital word up to output character counting and shifting pulses over 40 of a later one , keyed query two characters are fed in parallel a line 122 to a character shift register 124. When released by the sign. The digital values read in parallel are shift registers 124 are also output signals from the first output lines via the wires of the cable 118 of an oscillating 170, 172, 174, 176, 180, 182, 184 and finally 186, shaping and amplifier circuit 126 to 2 / j-th time. The circuit 126 consists of parallel swinch gates 130 to 148 , so that successive form and amplification circuits of conventional construction pairs as inputs of a first word memory type, each of which receives the signal from one of the parallel stages 190, a second word memory stage 192, a read Lanes via cable 118 are fed to third word storage stage 194, a fourth word. The output signals of the circuit 126 can be fed to the memory stage 198 and finally to an η-th word in parallel via the various wires of a memory stage 200. The word memory branching cable 128 to the inputs of a tion can be fed to character tag groups with the aid of various intermediate memory numbers. The devices are set up, in the present example successive groups of characters made up of digital bits, the storage is carried out by conventional bistable flip-flops, ie flops via the cable 128 to the input. Each of the word storage stages 190 to 200 or the different character coincidence gates then holds twelve flip-flops connected in parallel, which means that the digital bit values of each character, each of which stores one bit,
parallel to a first character gate 130, one The stored bits are output via the second character gate 132, a third character lines 202, 204, 206, 208 ... 210, a corresponding gate 134, a fourth character gate 136, a number of AND- Gates fifth character gate 138, a sixth character 60 fed in parallel, which a first word gate 212, gate 140, a seventh character gate 142, a second word gate 214, a third word gate 216, eighth character gate 144 etc. up to a 2 "-1 -th form a fourth word gate 218 and finally an n -th character gate 146 and finally a 2 / z-th word gate 220. The word gates 212 to 220 character gates 148 are supplied. The number In can be opened by a word release pulse. The gate can be freely selected to a certain extent. The word enable pulses are generated by a bar and depend on cumulative errors in the input shift registers 222 and input devices from the word gates 212 , as will be explained. to 220 via corresponding output lines 224,

Die Zeichen der digitalen Bitinformation liegen 226, 228, 230 ... 232 zugeführt.The characters of the digital bit information are supplied to 226, 228, 230 ... 232.

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Das Schieberegister 222 wird durch das über die ein handelsübliches Gerät handeln. Wie erwähnt, Leitung 94 zugeführte Taktsignal vom Präzisions- kann die vorliegende Anlage in einem Meßsystem oszillator 90 sehr genau gesteuert, welcher auch schon verwendet werden, bei dem das analoge Steuersignal, .,für die Zeitsteuerung der Antriebssteuervorrichtung 82 das auf der Ausgangsleitung 100 des Umsetzers 98 und damit der Transporttrommel, d. h. der Eingabe- 5 auftritt, über eine Leitung 18 direkt dem Schwingungsfrequenz der digitalen Daten sorgt. Bei Beginn einer 'eizeuger 12 zugeführt wird, oder das analoge Steuer-Steuerfolge für die digitalen Daten wird die Einleitung signal kann über eine Leitung 252 einer drahtlosen der Abfrage der digitalen Werte durch das von den Übertragungsanlage 254 zur Übertragung des Steuer-Taktimpulsen gesteuerte Schieberegister 222 um eine signals für den Schwingungserzeuger und/oder zum bestimmte Zeitspanne verzögert. Diese allgemeine io Erzeugen eines Abbildes des Steuersignals für die Verzögerung sämtlicher Digitalwerte ermöglicht dann Verarbeitung der empfangenen Signale an einen entder Steuereinrichtung 88, sowohl ein Voreilen als lernten Ort übertragen werden,
auch ein Nacheilen der einzelnen Digitalwerte, die F i g. 4 zeigt einen Ausschnitt aus der in F i g. 3 von der Aufzeichnung 112 abgelesen wurden, zu korri- dargestellten Schaltungsanordnung, in welchem ein' gieren. Der Betrag der anfänglichen Grundverzöge- 15 Ausführungsbeispiel für die zu einem Digitalwert rungsdauer. hängt von der ursprünglichen Genauigkeit gehörenden parallelen logischen Schaltungen genauer der Antriebssteuervorrichtung 82 ab, und die Anzahl η dargestellt sind. F i g. 4 gilt dabei für das hier beider Digitalwerte, die zur Korrektur im Zwischen- spielsweise gewählte Digitalformat, bei welchem aus speicher gespeichert werden können, wird entspre- 12 Bits bestehende Digitalwerte in Form von zwei chend den Geräteanforderungen und Betriebsbedin- 20 serienmäßigen Zeichen dargestellt werden, selbstgungen gewählt. verständlich gibt es eine große Anzahl anderer Mög-The shift register 222 will act through a commercially available device. As mentioned, line 94 supplied clock signal from the precision, the present system can be controlled very precisely in a measuring system oscillator 90, which is also already used, in which the analog control signal,., For the timing of the drive control device 82 on the output line 100 of the converter 98 and thus the transport drum, ie the input 5 occurs, directly provides the oscillation frequency of the digital data via a line 18. At the start of a generator 12, or the analog control sequence for the digital data, the initiation signal can be sent via a line 252 to a wireless query of the digital values through the shift register 222 controlled by the transmission system 254 for the transmission of the control clock pulses delayed by a signal for the vibration generator and / or for a certain period of time. This general io generation of an image of the control signal for the delay of all digital values then enables processing of the received signals to either a control device 88, both a lead and a learned location are transmitted,
also lagging behind the individual digital values shown in FIG. 4 shows an excerpt from the FIG. 3 were read from the record 112, to the corrected circuit arrangement in which yaw. The amount of the initial basic delay for the duration of a digital value. depends on the parallel logic circuits belonging to the original accuracy of the drive control device 82 more precisely, and the number η are shown. F i g. 4 applies to both of the digital values here, the digital format selected for correction in the intermediate, in which, for example, can be saved from memory, digital values consisting of 12 bits are represented in the form of two characters according to the device requirements and operating conditions, self-selected. understandably there are a large number of other possibilities

Die Grundverzögerung des durch die Taktimpulse lichkeiten, von denen man ebenso Gebrauch machenThe basic delay of the by the clock pulses possibilities, of which one can also make use

gesteuerten Schieberegisters 222 erfolgt mit Hilfe kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispielcontrolled shift register 222 is done with the help of can. In the illustrated embodiment

eines Startimpulses, der über eine Leitung 234 züge- enthält die erste Wortspeicherstufe 190 eine Anzahlof a start pulse which is drawn via a line 234, the first word storage stage 190 contains a number

führt und nach Eintreffen einer bestimmten Anzahl 25 von Flip-Flops, selbstverständlich kann man auchleads and after the arrival of a certain number 25 of flip-flops, of course you can too

von Zeichenverschiebeimpulse im Zeichenschiebe- andere Zwischenspeichereinrichtungen verwenden, fallsof character shift pulses in the character shift- use other intermediate storage facilities, if

register 124 erzeugt wird. Dieses bekannte Impuls- dies zweckmäßig oder erforderlich ist.register 124 is generated. This known impulse - this is appropriate or necessary.

verzögerungsverfahren erfordert nur, daß das Aus- Das Digitalzeichen wird durch Einzelköpfe 114a bisdelay method only requires that the digital character is represented by single heads 114a to

gangssignal auf der Leitung 234 bei einem bestimmten 114g, die auf entsprechende Spuren ausgerichtet sind,output signal on line 234 at a particular 114g that are aligned with corresponding tracks,

Zählwert des Schieberegisters 124 auftritt. Bei dem 30 abgelesen, wobei sieben Bits parallel erzeugt werden,Count value of the shift register 124 occurs. Read at the 30, generating seven bits in parallel,

vorliegenden Beispiel mit /; Wortstellungen und In Diese Bits, die jeweils 0 und 1 sein können, werdenpresent example with /; Word positions and In These bits, which can be 0 and 1, respectively

Zeichenstellungen wird das Schieberegister 222 beim dem ODER-Gatter 120 zugeführt, das auf der Lei-Character positions is fed to the shift register 222 at the OR gate 120, which is on the line

n-ten Zeichenfreigabeimpuls durch einen Startimpuls tung 122 für jedes Zeichen einen Verschiebeimpulsn-th character enable pulse by a start pulse device 122 for each character a shift pulse

auf der Leitung 224 eingeschaltet. liefert. Dieser Verschiebeimpuls tritt selbst dann auf,on line 224 turned on. supplies. This displacement impulse occurs even

Das Schieberegister 222 liefert ferner auf einer Lei- 35 wenn alle Bits des eigentlichen Zeichens 0 sind, da tung 236 einen Rückstellimpuls für ein Rückstell- dann das Paritätsbit, das durch den Kopf 114,4 abSchieberegister 238. Die Rückstellsteuerung erfolgt gelesen wird und auf der Leitung 116a auftritt, wegen durch eine »Wort-Freigabe-Plus-Eins«-Erregung des der ungeraden Parität den Wert 1 hat. Der Zeichen-Schieberegisters 222, um einen Schiebeimpuls auf der zählimpuls auf der Leitung 122 steuert das Zeichen-Leitung 236 zur Rückstellung des Schieberegisters 238 40 schieberegister 124, das einen entsprechenden Freizu liefern, das aufeinanderfolgende Zählausgangs- gabeimpuls liefert.The shift register 222 also supplies on a line if all bits of the actual character are 0, there device 236 a reset pulse for a reset then the parity bit, which is shifted by the head 114,4 238. The reset control is being read and occurring on line 116a because of by a "word-release-plus-one" excitation which has the value 1 of the odd parity. The character shift register 222, a shift pulse on the count pulse on line 122 controls the character line 236 for resetting the shift register 238 40 shift register 124, which has a corresponding Freizu supply, which supplies successive count output pulses.

signale in üblicher Weise liefert. Auf Ausgangsleitun- Die durch die Köpfe 1146 bis 114g abgelesenen Bits gen 240, 242, 244, 246 ... 248 des Rückstellschiebe- werden über Leitungen 118 b bis 118g Verstärkern A₁ registers 238 treten dementsprechend nacheinander bis A₆ in der Schwingungsformungs- und Verstärker-Wortrückstellimpulse zur Rückstellung der ent- 45 schaltung 126 zugeführt. Die Ausgangssignale dieser sprechenden Wortspeicherstufen 190 bis 200 auf. Be- Verstärker A₁ bis A₆ werden über das sich verzweitrachtet man also beispielsweise den Zyklus für den gende Kabel 128, dessen Adern mit 12Sb bis 128g ersten Datenwert, so wird zuerst der in der ersten bezeichnet sind, allen Zeichengattern parallel zuge-Wortspeicherstufe 190 gespeicherte Digitalwert mittels führt. Wie F i g. 4 zeigt, besteht jedes Zeichengatter eines vom Schieberegister 222 auf die Leitung 224 ge- 50 aus sechs parallelen UND-Gattern, die jeweils die lieferten Wortfreigabeimpulses durch das erste Wort- Übertragung eines Informationsbits steuern. Die vergatter 212 geschleust, und der nächstfolgende Impuls schiedenen Bits werden also über die Adern 1286 bis des Schieberegisters 222 wird dann auf der Leitung 236 128g entsprechenden UND-Gattern 13Qb bis 130g erzeugt, der das Rückstellschieberegister 238 so steuert, des ersten Zeichengatters 130, parallel dazu den entdaß dieses einen Wortrückstellimpuls auf der Leitung 55 sprechenden Eingängen von UND-Gattern 132 b bis 240 erzeugt, welcher die erste Wortspeicherstufe 190 132g des zweiten Zeichengatters 132 und außerdem löscht und für den nächsten Speicherzyklus bereit jeweils den sechs parallelen UND-Gattern der vermacht. jDie Periodizität der Verwendung der ver- bleibenden Zeichengatter, wie sie in F i g. 3 dargeschiedenen Speicher- und Gatterstufen hängt selbst- stellt sind, zugeführt. Jedes Zeichen liegt also an allen verständlich von der im ganzen gesehen ge- 60 Zeichengattern 130 bis 148 (F i g. 3), und die Bits forderten Genauigkeit der Digitalwerte und den zu- werden von demjenigen Zeichengatter durchgelassen, gelassenen zeitlichen Schwankungen für die Digital- das durch das Zeichenschieberegister 124 entsprechend werte ab. den Zeichenverschiebeimpulsen auf der Leitung 122delivers signals in the usual way. The on Ausgangsleitun- read by the heads 1146 to 114g gene bits 240, 242, 244, 246 ... 248 of the Rückstellschiebe- b via lines 118 to 118g amplifiers A ₁ register 238 accordingly occur in succession to A ₆ in the Schwingungsformungs- and Amplifier word reset pulses are supplied to circuitry 126 for resetting. The output signals of these speaking word storage stages 190 to 200. When amplifiers A ₁ to A ₆ are twofold, for example, the cycle for the lower cable 128, whose cores with 12Sb to 128g first data value, then the word storage stage 190 that is designated in the first is first assigned to all character gates in parallel stored digital value by means of leads. Like F i g. 4 shows, each character gate of one from the shift register 222 to the line 224 consists of six parallel AND gates, each of which controls the delivered word enable pulses by the first word transfer of an information bit. The gate 212 looped, and the next following pulse different bits are generated via the wires 1286 to of the shift register 222 on the line 236 128g corresponding AND gates 13Qb to 130g, which controls the reset shift register 238, the first character gate 130, in parallel to the entdaß this a word reset pulse speaking on line 55 to inputs of aND gates 132 b and 240 generated which the first word memory stage 190 132g of the second mark gate 132 and also deletes and ready for the next memory cycle respectively to the six parallel aND gates of vermacht . jThe periodicity of the use of the remaining character tags, as shown in FIG. 3 depicted memory and gate stages depends self-provided, are supplied. Each character is therefore understandable to all of the 60 character gates 130 to 148 (FIG. 3), and the bits required accuracy of the digital values and the temporal fluctuations allowed by that character gate for the digital - the value by the character shift register 124 from accordingly. the character shift pulses on line 122

Beim Auftasten der verschiedenen Wortgatter 212 vom ODER-Gatter 120 durchgelassen. Gemäß F i g. 4 bis 220 werden die jeweiligen Bits über eine Leitung 65 werden die UND-Gatter 130 b bis 130g des ersten 250 parallel dem Digital-Analog-Umsetzer 98 zur Zeichengatters 130 durch einen Impuls auf der Lei-Erzeugung des endgültigen Steuersignals zugeführt. tung 150 aufgetastet, und der nächstfolgende Aus-Bei dem Digital-Analog-Umsetzer kann es sich um gangsimpuls des Zeichenschieberegisters wird über dieWhen the various word gates 212 are keyed through by the OR gate 120. According to FIG. 4-220, the respective bits are connected via a line 65, the AND gate 130 b to 130g of the first 250 parallel to the digital-to-analog converter 98 supplied by a pulse on the Lei generating the final control signal to mark gate 130th device 150 is keyed, and the next off. In the digital-to-analog converter, it can be the input pulse of the character shift register is via the

Leitung 152 den UND-Gattern 132b bis 132» des zweiten Zeichengatters 132 zugeführt.Line 152 is fed to AND gates 132b to 132 »of second character gate 132.

Die nacheinander auftretenden Ausgangssignale des ersten und zweiten Zeichengatters 130 bzw. 132 werden der ersten Wortspeicherstufe 190 parallel zugeführt, weiche aus zwölf parallelen Flip-Flops 260 bis 271 besteht. Die Ausgänge der Flip-Flops 260 bis 271 stehen dann auf Ausgangsleitungen 272 bis 283 an den Eingängen von UND-Gattern 284 bis 295 des ersten Wortgatters 212 zur Verfügung. Den UND-Gattern 284 bis 295 wird durch das Schieberegister 222 über die Leitung 224 ein Freigabeimpuls parallel zugeführt. Ein »Wortfreigabe-Plus-Eins«-Ausgangsimpuls des Schieberegisters 222 wird über die Leitung 236 dem Rückstellschieberegisters 238 zugeführt. Die aufeinanderfolgenden Ausgangsimpulse des Rückstellschieberegisters 238 gelangen dann auf der Leitung 240 parallel zu allen Flip-Flops 260 bis 271, um diese zurückzustellen, nachdem die in ihnen gespeicherten Digitalweite herausgeschleust oder vom Gerät verwertet worden sind. Wie F i g. 4 zeigt, tritt eine Ver-Wertung des ersten Digitalwertes ein, wenn das Schieberegister 222 einen ersten Wortfreigabeimpuls auf der Leitung 224 liefert und alle in den Flip-Flops 260 bis 271 gespeicherten Bits über die UND-Gatter 284 bis 295 und die Leitung 250 dem Digital-Analog-Umsetzer 98 parallel zugeführt werden. Die parallelen Adern der Leitung 250 sind, was in F i g. 4 zur Vereinfachung nicht dargestellt ist, selbstverständlich auch noch mit den übrigen Wortgattern 214 bis 220 (F i g. 3) verbunden, die der Reihe nach erregt werden, so daß der Digital-Analog-Umsetzer 98 alle durchgeschleusten Digitalwerte der Reihe nach verwertet und hierbei das gewünschte Analogsignal für das Meßsystem erzeugt.The successive output signals of the first and second character gates 130 and 132, respectively, become the first word memory stage 190 supplied in parallel, which consists of twelve parallel flip-flops 260 to 271. The outputs of the flip-flops 260 to 271 are then on output lines 272 to 283 at the inputs of AND gates 284 to 295 of the first word gate 212 are available. The AND gates 284 to 295, an enable pulse is supplied in parallel by the shift register 222 via the line 224. A "word enable plus one" output pulse from shift register 222 is output over line 236 to the Reset shift register 238 supplied. The successive output pulses of the reset shift register 238 then arrive on line 240 in parallel to all flip-flops 260 to 271 in order to control them reset after the digital range stored in them has been channeled out or used by the device have been. Like F i g. 4 shows, the first digital value is evaluated when the shift register 222 delivers a first word enable pulse on line 224 and all in flip-flops 260 through 271 stored bits via the AND gates 284 to 295 and the line 250 to the digital-to-analog converter 98 are fed in parallel. The parallel wires of line 250 are what is shown in FIG. 4 for simplification is not shown, of course also with the remaining word gates 214 to 220 (Fig. 3) which are energized in turn so that digital-to-analog converter 98 looped them all through Digital values are processed one after the other and the desired analog signal for the measuring system generated.

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Arbeitsweise.
Way of working

Die vorliegende digitale Raten- oder Frequenzsteuereinrichtung liefert ein Steuersignal, das ein störschwingungsfreies Spektrum hat und dadurch die Möglichkeiten bei seismischen Untersuchungen voll auszuschöpfen gestattet. Die mit Trommeln arbeitenden bekannten Anlagen, die derzeit zur Bildung und Übertragung von Steuersignalen für seismische Schwingungserzeuger verwendet werden, weisen Drehzahlschwankungen auf, die ein entsprechend moduliertes Spektrum des Steuersignals ergeben. In der Praxis lassen sich solche Geschwindigkeitsschwankungen solcher mit Trommeln arbeitenden analogen Geräte nicht vermeiden, sie können jedoch durch die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung kompensiert werden.The present digital rate or frequency control device provides a control signal which is a The spectrum is free from interfering vibrations and therefore has full possibilities for seismic investigations allowed to exploit. The well-known drum systems currently used for education and training Transmission of control signals used for seismic vibrators have speed fluctuations which result in a correspondingly modulated spectrum of the control signal. In practice such fluctuations in the speed of analog devices operating with drums can be observed cannot be avoided, but they can be compensated for by the control device according to the invention.

Als erstes wird eine digitale Aufzeichnung, die das gewünschte Steuersignal für den Schwingungserzeuger darstellt, mittels eines Computers oder einer anderen geeigneten Einrichtung hergestellt. Frequenzbereich und Frequenzgehalt des Steuersignals können den speziellen Eigenschaften des Terrains und anderen Faktoren, die die Messung beeinflussen, Rechnung tragen. Bei dem dargestellten typischen Ausführungsbeispiel wird für die Aufzeichnung (F i g. 2 B und 4) ein bekanntes Format verwendet, das mit sieben parallelen Spuren auf einem digitalen Band arbeitet. Eine der äußeren Spuren enthält Paritätsbits, die einer ungeraden Parität entsprechen, während die anderen sechs Spuren sechs Informationsbits tragen, die ein Zeichen bilden. Ein Digitalwert (Wort) besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Zeichen. 'First, a digital recording is made that contains the desired control signal for the vibrator is made by means of a computer or other suitable device. Frequency range and frequency content of the control signal can match the specific characteristics of the terrain and others Factors that influence the measurement must be taken into account. In the typical embodiment shown a well-known format is used for recording (Figs. 2 B and 4), the seven parallel tracks on a digital tape. One of the outer tracks contains parity bits, one correspond to odd parity, while the other six tracks carry six bits of information that are a Make characters. A digital value (word) consists of two consecutive characters. '

Die folgende Erläuterung bezieht sich auf F i g. 3, soweit es nicht besonders vermerkt wird. Die digitale Aufzeichnung 112 des Steuersignals wird auf der Transporttrommel 110 montiert, deren Antrieb duich:, die Antriebssteuervoriichtung 82 und den Präzisions-5 oszillator 90 gesteuert wird. Größere Drehzahl-Schwankungen der Transpotttrommel 110 können in üblicher Weise durch Phasensynchronisation der Antriebssteuervorrichtung 82 mit dem Präzisionsoszillatoi 90, welcher das Norm-Zeitsignal liefert, koirigiert werden. Große Phasenfehler können also nicht auftreten, und die in Form nieder- oder höherfrequenter Schwankungen auftretenden kleinen Phasenfehler, die das Spektrum des Steuersignals modulieren würden,· werden durch die digitale Steuereinrichtung 88 beseitigt. Die Zeichen werden durch den Mehrfachkopf 114 nacheinander von der digitalen Aufzeichnung 112 abgelesen, und die dabei erzeugten parallelen Bits der verschiedenen Zeichen werden im Takt durch die Steuereinrichtung 88 durchgeschleust, welche einen Zwischenspeicher enthält, und anschließend werden die aufeinanderfolgenden digitalen Zeichen mit einer äußerst konstanten Frequenz wiederhergestellt, so daß ein sehr genaues und störungsfreies Analogsignal gebildet werden kann.The following explanation relates to FIG. 3, unless specifically noted. The digital Recording 112 of the control signal is mounted on the transport drum 110, the drive of which is :, the drive control device 82 and the precision 5 oscillator 90 is controlled. Larger fluctuations in the speed of the transport drum 110 can in usually by phase synchronizing the drive controller 82 with the precision oscillator 90, which supplies the standard time signal, can be corrected. So large phase errors cannot occur and the small phase errors occurring in the form of low or higher frequency fluctuations, the would modulate the spectrum of the control signal are eliminated by the digital controller 88. The characters are sequentially read by the multiple head 114 from the digital recording 112, and the parallel bits of the different characters generated in the process are clocked by the Control device 88 passed through, which contains a buffer, and then the successive digital characters are restored at an extremely constant frequency, so that a very precise and interference-free analog signal can be formed.

Jedes aus sechs parallelen Bits bestehende Zeichen durchläuft dabei das ODER-Gatter 120, um auf der Leitung 122 einen Z,eichenverschiebeimpuls zu erzeugen, der das Zeichenschieberegister 124 weiterschaltet. Dieselben sechs parallelen Bits werden durch die Schwingungsformungs- und Verstärkerschaltung 126 und die verschiedenen UND-Gatter (z. B. die Gatter 13Oi bis 130g in F i g. 4) der jeweiligen Zeichengatter 130 bis 148 parallel durchgeschleust. Dabei werden sechs parallele Bits eines Zeichens nur jeweils durch ein Zeichengatter entsprechend dem Zustand des Zeichenschieberegisters 124 und entsprechend der er_reg_ten Ausgangsleitung 150 bis 168 durchgelassen. F i g. 4 zeigt dies für das erste und das zweite Zeichengatter 130 bzw. 132, die durch einen ersten und einenEach character consisting of six parallel bits passes through the OR gate 120 in order to generate a Z, calibration shift pulse on the line 122 which advances the character shift register 124. The same six parallel bits are passed through the waveform shaping and amplifier circuit 126 and the various AND gates (e.g., gates 130i to 130g in FIG. 4) of the respective character gates 130 to 148 in parallel. In this case, six parallel bits of a character in each case only by a sign gates corresponding to the state of the character shift register 124 and corresponding to the he _re g _th output line 150 are transmitted to the 168th F i g. 4 shows this for the first and second character gates 130 and 132, respectively, which are represented by a first and a

4c zweiten Zeichenfreigabeimpuls auf der Leitung 150 bzw. 152 aufgetastet werden. Wenn also das erste Zeichen von der digitalen Aufzeichnung 112 abgelesen wird und das Zeichenschieberegister 124 unter Steuerung durch das ODER-Gatter 120 einen ersten Zeichenfreigabeimpuls auf der Leitung 150 erzeugt, werden die UND-Gatter 1306 bis 130g des ersten Zeichengatters aufgetastet, und die sechs abgelesenen Bits des Zeichens, die über die Leitungen 118Z> bis 118g und die Verstärker A₁ bis A§ den UND-Gattern 130b bis 130g des ersten Zeichengatters zugeführt werden, gelangen durch diese Gatter zu den Flip-Flops 260 bis 265 der ersten Wortspeicherstufe 190, in der sie gespeichert werden. In entsprechender Weise liefert das zweite Zeichen sechs Bits, die ein Freigabesignal auf der Leitung 152 des Zeichenschieberegisters 124 erzeugen, welches die UND-Gatter 132Z> bis 132g des zweiten Zeichengatters auftastet, so daß diese die entsprechenden Bits, die ihnen durch die parallelen Adern des Kabels 128 zugeführt werden, zu den FlipFlops 266 bis 271 der ersten Wortspeicherstufe 190 zur Speicherung durchlassen.4c second character enable pulse on the line 150 or 152 are gated. Thus, when the first character is read from the digital record 112 and the character shift register 124 under the control of the OR gate 120 generates a first character enable pulse on the line 150, the AND gates 1306 to 130g of the first character gate are gated, and the six read bits of the character that b via lines 118z> to 118g and the amplifiers A ₁ to å§ the aND gates 130 of the first mark gate are supplied to 130g, pass through this gate to the flip-flops 260-265 of the first word memory stage 190 in which they are saved. In a corresponding manner, the second character provides six bits which generate an enable signal on line 152 of the character shift register 124, which gates the AND gates 132Z> to 132g of the second character gate so that these the corresponding bits which are transmitted to them through the parallel wires of the Cable 128 are fed to the flip-flops 266 to 271 of the first word memory stage 190 for storage.

Nachdem beide Zeichen des ersten Digitalwertes abgelesen und zur Speicherung in der ersten Wortspeicherstufe 190 durchgeschleust worden sind, liegen die entsprechenden Bits auf den verschiedenen Eingangsleitungen 272 bis 283 der UND-Gatter 284 bis 295 des ersten Wortgatters 212. Das durch die Taktimpulse vom Oszillator 90 gesteuerte SchieberegisterAfter both characters of the first digital value have been read and stored in the first word memory level 190 have been passed through, the corresponding bits are on the various input lines 272 to 283 of the AND gates 284 to 295 of the first word gate 212. That by the clock pulses shift registers controlled by oscillator 90

222 liefert dann auf den Leitungen 224 bis 232 nacheinander Wortfreigabeausgangsimpulse an die verschiedenen Wortgatter 212 bis 220, deren UND-Gatter dadurch aufgetastet werden und die 12 Bits des ganzen Digitalwertes zum Digital-Analog-Umsetzer 98 durchlassen. Der Digital-Analog-Konverter 98 ist eine passive Einrichtung, die die Ausgangssignale der Wortgatter über die Leitung 250 empfängt und aus diesen Signalen einen entsprechenden Analogspannungspegel erzeugt.222 then successively delivers word enable output pulses on lines 224 to 232 to the various word gates 212 to 220, the AND gates of which are thereby gated and the 12 bits of the entire digital value to pass through to the digital-to-analog converter 98. The digital-to-analog converter 98 is a passive device which receives the output signals of the word gates via the line 250 and uses these signals to generate a corresponding analog voltage level.

Das Zeichenschieberegister 124 beginnt mit dem Freigeben der Zeichen unmittelbar bei Arbeitsbeginn der digitalen Frequenzsteuereinrichtung 88, und bei der Hälfte der Verschiebung liefert es einen Freigabeimpuls auf der Leitung 234, der das durch die Taktimpulse betätigte Schieberegister 222 freigibt. Wenn das Schieberegister 222 zu arbeiten beginnt, werden auf den Leitungen 224 bis 232 Wortfreigabeimpulse erzeugt, so daß die aufeinanderfolgenden Digitalwerte der Reihe nach über die entsprechenden Wortgatter 212 bis 220 zur Umwandlung in Analogsignale zum Umsetzer 98 durchgelassen werden. Das Schieberegister 222 wird durch eine bestimmte Anzahl von Schritten nach Arbeitsbeginn des Zeichenschieberegisters 124 in Betrieb gesetzt, um einen einwandfreien Fluß der Digitalwerte zu gewährleisten. Insbesondere wird die Hälfte der Wortspeicherstufen gefüllt, bevor das Schieberegister 222 mit der Freigabe von Digitalwerten zur Weiterleitung an den Umsetzer 98 beginnen kann. Hierdurch können Schwankungen beiden Vorzeichens, also Voreilungen und Verzögerungen in der Geschwindigkeit, mit der die Zeichen vom digitalen Band abgelesen werden, kompensiert werden, so daß die digitalen Werte mit einer genau festgelegten Frequenz ausgeschleust werden. Wieviel Speicherplatz erforderlich ist, hängt von der Größe der zu kompensierenden Geschwindigkeitsschwankungen der Antriebssteuervorrichtung 82 und der Transportvorrichtung, insbesondere der Trommel 110, ab. Bei Verwendung einer servogesteuerten Antriebsvorrichtung für die Aufzeichnung, bei der die Spitzenwerte von lang- und kurzzeitigen Schwankungen kleiner als 0,5 % sind» ^uncl bei Verwendung eines digitalen Sweep-Signals, das jede Millisekunde abgetastet wurde, genügen zehn Wortspeicherplätze, um ein konstantes Ausgangssignal und konstantes umgesetztes Analogsignal zu erzeugen. Mit zunehmenden Geschwindigkeitsschwankungen muß auch die Speicherkapazität erhöht werden, um den zeitlichen Fluß der Digital werte zum Umsetzer 98 einwandfrei steuern zu können.The character shift register 124 begins to enable the characters as soon as the digital frequency control device 88 begins to work, and at half the shift it delivers an enable pulse on the line 234 which enables the shift register 222 actuated by the clock pulses. When the shift register starts to operate 222 are generated on lines 224-232 word enable pulses, so that the successive digital values are sequentially transmitted via the corresponding word gates 212-220 for conversion to analog signals to the converter 98th The shift register 222 is put into operation by a certain number of steps after the start of the work of the character shift register 124 in order to ensure a proper flow of the digital values. In particular, half of the word storage stages are filled before shift register 222 can begin enabling digital values for forwarding to converter 98. In this way, fluctuations in both signs, that is, advances and delays in the speed at which the characters are read from the digital tape, can be compensated for, so that the digital values are ejected at a precisely defined frequency. How much storage space is required depends on the size of the speed fluctuations of the drive control device 82 and the transport device, in particular the drum 110, to be compensated. When using a servo-controlled drive device for the recording, in which the peak values of long-term and short-term fluctuations are less than 0.5%, ^and when using a digital sweep signal that was sampled every millisecond, ten word storage locations are sufficient to produce a constant output signal and generate constant converted analog signal. With increasing fluctuations in speed, the storage capacity must also be increased in order to be able to control the time flow of the digital values to the converter 98 properly.

Die Wortspeicherstufen 190 bis 200 werden jeweils durch das Rückstellschieberegister 238 zurückgestellt, nachdem der in der betreffenden Stufe gespeicherte Digitalwert zum Digital-Analog-Umsetzer 98 weitergeleitet worden ist. Dieses Rücksetzen wird durch einen »Digitalwert-Plus-Eins«-Impuls ausgelöst, der vom Schieberegister 222 über die Leitung 236 an das Rückstellschieberegister 238 geliefert wird, das dabei dann die richtige Wortrückstelleitung 240 bis 248 erregt und die zugehörige Wortspeicherstufe löscht. Auf diese Weise ist das zyklische Herauslesen, Speichern und Freigeben von Digitalwerten immer wieder möglich. Wenn die Grenze der Speicherkapazität erreicht ist, beginnt die Speicherung wieder beim ersten Speicherplatz, der ja nach der Übertragung des gespeicherten Digitalwertes zum Digital-Analog-Umsetzer 98 gelöscht worden war.
Dieser Zyklus wiederholt sich, bis das ganze Steuersignal für den Schwingungserzeuger abgelesen und im Takt ausgegeben worden ist, also bis die ganze in der Aufzeichnung 112 aufgezeichnete Folge von Digitälwerten abgelesen, in der digitalen Steuereinrichtung 88 gespeichert und anschließend mit konstanter Frequenz ausgegeben worden ist. Dies kann mittels einer zyklischen Zwischenspeicherung der Digitalzeichen in einer begrenzten Anzahl von Wortspeicherplätzen und Gattern erfolgen, solange die AnzahlThe word storage stages 190 to 200 are each reset by the reset shift register 238 after the digital value stored in the relevant stage has been forwarded to the digital-to-analog converter 98. This reset is triggered by a "digital value plus one" pulse which is supplied from shift register 222 via line 236 to reset shift register 238 , which then energizes the correct word reset line 240 to 248 and clears the associated word storage stage. In this way, the cyclical reading, saving and releasing of digital values is possible again and again. When the limit of the storage capacity is reached, storage begins again at the first storage location, which was deleted after the stored digital value was transferred to the digital-to-analog converter 98.
This cycle is repeated until the entire control signal for the vibration generator has been read and output in time, i.e. until the entire sequence of digital values recorded in the recording 112 has been read, stored in the digital control device 88 and then output at a constant frequency. This can be done by means of a cyclical intermediate storage of the digital characters in a limited number of word storage locations and gates, as long as the number

ίο der Wortspeicherplätze und Gatter für die Kompensation'der Schwankungen bei der Abtastrate ausreicht. Bei manchen Transporteinrichtungen, deren Verwendung denkbar ist, können langzeitliche Schwankun-' gen in der Größenordnung von plus oder minus 3%' auftreten. Zur Kompensation von Schwankungen dieser Größe würde eine erheblich größere Speicherkapazität als bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel erforderlich sein. Eine solche Erhöhung der Speicherkapazität würde dann die Verwendung eines kleinen Kernspeichers als Zwischenspeicher an Stelle von Flip-Flops rechtfertigen, da die Kosten eines größeren Flip-Flop-Speichers nicht mehr tragbar sind. Eine andere Lösung würde darin bestehen, einen größeren Kernspeicher mit wahlfreiem Zugriff zu verwenden, der ausreicht, um das gesamte digitale Steuersignal zu speichern, so daß die Transporttrommel oder eine entsprechende ander,e Transportvorrichtung entfallen kann. Auch in diesem Falle würden sich jedoch erheblich höhere Anlagekosten ergeben.ίο the word memory locations and gates for the compensation'der Fluctuations in the sampling rate is sufficient. For some transport facilities, their use is conceivable, long-term fluctuations of the order of plus or minus 3% appear. To compensate for fluctuations in this size, a considerably larger storage capacity would be required than may be required in the illustrated embodiment. Such an increase in storage capacity would then use a small core memory as a cache in place of Justify flip-flops as the cost of a larger flip-flop memory is no longer affordable. One another solution would be to use a larger random access core memory, which is sufficient to store the entire digital control signal, so that the transport drum or a corresponding other, e transport device can be omitted. Even in this case, however, would result in significantly higher investment costs.

Für das vorliegende Steuersystem können die Ergebnisse von seismischen Untersuchungen erheblich verbessert werden. Die Genauigkeit des auf digitalem Wege erzeugten Steuersignals ermöglicht die Planung und Durchführung von seismischen Messungen, bei denen die störenden Einflüsse von Gerätefehlern dadurch stark herabgesetzt werden, daß der seismische Schwingungserzeuger und damit das Eingangssignal wesentlich genauer definiert sind als bisher.For the present control system, the results of seismic surveys can be significant be improved. The accuracy of the digitally generated control signal enables planning and implementation of seismic measurements, in which the disturbing influences of device errors are greatly reduced by the fact that the seismic vibration generator and thus the input signal are defined much more precisely than before.

Claims

Patent claims:

1. System for controlling a seismic vibration generator, with a device for generating a control signal consisting of successive digital values of predetermined frequency characteristics, a recording device for recording the digital values forming the control signal, a playback device for reading out the recorded digital values and a digital-to-analog converter that has a supplies an analog signal corresponding to the digital values for controlling the vibration generator, characterized by an intermediate memory (190 to 200) for storing successive groups of the read-out digital values and a digital-to-analog converter (98) controlled by the output signal of an oscillator (90) with high stability feeding interrogation arrangement (212 to 220) for reading out successive digital values from the buffer memory.

2. System according to claim 1, characterized in that the read-out digital values are supplied on the one hand to a release pulse generator circuit (120, 124) which delivers successive release pulses on different output lines (150 to 168) , and AND gates (130 to 148) which the read-out digital values under control by the release pulses

successively to intermediate storage stages (190 to 200), which form the intermediate storage, let through, and that the outputs of the intermediate storage stages are connected to output gates (212 to 220), by one of the oscillator (90) controlled gating pulse generator circuit (222) with a through the oscillator frequency can be keyed to a certain frequency and the digital values one after the other to the digital-to-analog converter (98).

3. Installation according to claim 2, characterized in that the release pulse generator circuit an OR gate (120), the inputs of which are supplied with the read-out digital values, and a shift register (124) having one connected to the output (122) of the OR gate Shift input and a number of subsequent

has mutually excited outputs (150 to 168), each with one of the AND gates (130 to 148) are connected.

4. Plant according to claim 2 or 3, characterized in that each intermediate storage stage (e.g. 190) contains a number of flip-flops (260 to 271) which are activated by the digital output signals the AND gates (130, 132) can be set.

5. Installation according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the strobe pulse generator circuit a shift register (222) which is controlled by the output of the oscillator (90) is and successive gating pulses. to those with the outputs of the buffer, stages (190 to 200) connected AND gate '(212 to 220) supplies.

1 sheet of drawings