DE1906196A1 - Seismische Erkundungsstation - Google Patents

Description

P^fenfanwäffe
TiN υ. LUYKEN

80-jO München 22
Zweibrückensir. 6

Vsesojuzny;j naucno-issledovatelskij 7· Februar 1969

Institut geofiziifeskich metodov

razvedki, Moskau / UdSSR P 25 489

SUSHISßHI ESKUNiJUIKrSSSIfIOH Die vorliegende Erfindung besieht sich auf Einrichtungen '

bot geophysikalischen Erkundung, insbesondere auf seismische

'I

Srkungsstationen mit digitaler Registrierung der bei der seis-

mischen Irkundung durch Wellenreflexion, Wellenrefraktion oder seismische Tiefenao&ierung erhaltenen Daten.

Ss sind seismische Erkundungestationen mit strierung der von den seismischen Äipfangseinrichtungen ferten Signale (z.B. nach dem USA-Patent β 3264574 ye» gast 1966) bekannt, bei denen die empfangenen Signal« über verstärker and einen Kanalachalter dem lingang einer Verstärkungseinrichtung zugeführt werden, wobei ein Ausgang oo dieser gftWftiiriifmmHi ^v^"^ngifc^' ⁿlniⁱⁿ tcff^iT ^>T*1 ftMfinc fiber eine

J^^ ■■■ - -¹V*

<=> tung mit einem Analog-Digitalcode-Konverter verbanden ist _t der ° an ein magnetisches Registriergerät zur Aufzeichnung der oodi«r-Ot ten Information geschaltet ist, and der andere Aasgang der gerne ine amen Verstärkungseinrichtung unmittelbar an ein magneti-

sches Registriergerät zur Aufzeichnung von Codeimpulsen des Verstärkungswertes angeschlossen ist.

Bei den erwähnten seismischen Erkundungsstationen ist die gemeinsame Verstärungseinrichtung aus einem vielstufigen Verstärker, aus, Vergleichsschaltungen sowie Schaltern nach der Anzahl der Verstärkerstufen und aus einem Impulsformer für Codeimpulse der Verstärkungswerte zusammengeschaltet·

Der Hauptmangel derartiger Erkundungsstationen liegt im komplizierten Aufbau der gemeinsamen Verstärkungseinrichtung, wobei dies durch komplizierte Vergleichsschaltungen bedingt ist, deren Anzahl der Zahl der Verstärkerstufen entsprechen muß·

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine einfacher aufgebaute und betriebssichere seismische Erkundungsstation mit der Aufzeichnung der seismischen Signale in der Digitalform in einem breiten dynamischen Bereich zu entwickeln. Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer seismischen Erkundungsetation mit digitaler Registrierung der von seismischen Empfangseinrichtungen aufgenommenen Signale gelost, in der diese Signale über Kanalverstärker und einen Kanalschalter dem Eingang einer gemeinsamen Verstärkungseinrichtung zugeführt werden, bei der ein Ausgang über eine Klemmschaltung mit einem an ein magnetisches Registriergerät zur Aufzeichnung der kodierten Information angeschlossenen Analog-Digitalcode-Kon-_ω verter verbunden ist, und der andere Ausgang unmittelbar an to ein magnetisches Registriergerät zur Aufzeichnung von Code-

4» impulsen der Verstärkungswerte geschaltet ist. Erfindungs-

*** gemäß enthält die gemeinsame Verstärkungseinrichtung der seis- ^ Bischen Erkundungsstation einen mit dem Kanalschalter verbundenen vielstufigen Verstärker, dessen Ausgänge an die Ein-

von Schaltern angeschlossen sind» wobei die Schalter ausgangsseitig miteinander verbunden und an die Eingänge einer Klemmschaltung und einer Vergleichsschaltung angeschlossen sind, und der Ausgang der letzteren über eine logische Haupt koinzidenzschaltung, einen Programm zähler und zusätzliche logische Koinzidenzschaltungen nach der Anzahl der Schalter mi* den zweiten Eingängen dieser Schalter verbunden ist, wobei itr Programmzähler zusätzlich an eine mit einem magnetischen Registriergerät verbundene Speichereinheit sowie an einen Steuerimpulsgenerator angeschlossen ist, der mit der Hauptkoinzidenzschaltung, der Speichereinheit, der Klemmschaltung und mit dem Analog-Digitaloode-Konverter Verbindung hat.

Derartig nach der Erfindung aufgebaute Erkundungsstation ist die kleinste, einfachste und wirtschaftlichste Anlage von allen bekannten seismischen Erkudungsstationen.

Im folgenden wird die Erfindung in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und an Hand der beigelegten Zeichnung mit einem Blockschaltbild der Erkundungsstation gemäß der Erfindung näher erläutert.

Die seismische Erkundungsstation mit der Aufzeichnung von seismischen Signalen in der Digitalform enthält erfindungsgemäß seismische Empfangseinrichtungen 1, die an Kanalverstärker

2 geschaltet sind. Die letzteren sind mit dem Kanalschalter

3 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang der gemeinsamen Verstärkungseinrichtung 4- angeschlossen ist·

Die gemeinsame Verstärkungseinrichtung 4- enthält einen mit dem Kanalschalter 3 verbundenen vielßtuf igen Verstärker 5 mit einer η-Zahl von Verstärkerstufen, Im Ausführungsbeispiel mit vier Verstärkerstufen 6 bis 8, deren Ausgänge an die Eingänge der Schalter 9 bis 12 mit einem gemeinsamen Aus-

909840/0978

gang geschaltet sind. Dieser gemeinsame Ausgang der Schalter 9 bis 12 ist an den Eingang der Vergleichschaltung 15 angeschlossen, deren Ausgang über eine logische Koinzidenzschaltung 14 mit dem Programmzähler 15 verbunden ist, der aus Triggerschaltungen 16 und 17 besteht.

Die Null-Eingänge der Triggerschaltungen 16 und 1? sind mit dem Ausgang des Steuerimpulsgenerators 13 verbunden» des« sen zweiter Ausgang an den zweiten Eingang der logischen Koinzidenzschaltung 14 geschaltet ist. Die Uull-Ausgäng© der Triggerschaltungen 16 und 17 sind an den Eingang der Speichereinheit 19 angeschlossen, die mit dem Steuerimpulsgenerator 18 verbunden ist. Die Ausgänge der Triggerschaltungen 16 und 1? haben mit den Eingängen der logischen Koinzidenzschaltung^ 20 bis 23 Verbindung und die Ausgänge der letzteren sind an die zweiten Eingänge der Schalter 9 bis 12 angeschlossen. Bie Anzahl der Schaltungen 20 bis 23 ist gleich der Anzal der Schalter 9 bis 12.

Der gemeinsame Ausgang der Schalter 9 bis 12 ist über eine Klemmschaltung 24 und einen Analog-Digitalcode-Konverter, die mit dem Steuerimpulsgenerator 18 verbunden sind, an die Aufzeichnungsköpfe des magnetischen Eegistriergeräte 26 zur Aufzeichnung der codierten Information angeschaltet. Die Speiche#Leit 19 ist an die Schreibköpfe des magnetischen fiegistriergeräts 26 zur Aufzeichnung von Godeimpulsen der Verstärkungswerte angeschlossen.

Das magnetische Registriergerät 26 ist mit einer Verstärkungs und Impulsformereinheit 27 verbunden, die ihrerseits an einen Digitalcode-Analog-Konverter 28 geschaltet ist, der mit dem Eingang der Schaltung 29 zur Wiederherstellung des anfänglichen dynamischen Bereichs Verbindung hat, wobei der

909840/0978

zweite Eingang der Schaltung 29 mit der Verstärkungen und Impulsformereinheit 27 gekoppelt ist. Die Schaltung 29 ist über den Sanaischalter 50 an eine Einrichtung 21 zur Registrierung der Analogiewerte angeschlossen.

Die Apparatur der erfindungsgemäß aufgebauten Erkundungsstaion funktioniert folgenderweise·

Sie von den seismischen Empfangseinrichtungen 1 gelieferten Signale werden in den Kanalνerstärkern 2 verstärkt und gelangen zu den Eingängen des zur Umschaltung von Signalen mit geringem Pegel geeigneten Kanalschalters 3. Der Kanalschalter 3 gibt die Möglichkeit, die Ausgänge der Verstärker 2 abwechselnd und zyklisch an den Eingang der gemeinsamen Verstärkungseinrichtung 4 zu schalten, Die letztere überträgt das empfangene Signal an den Eingang der Klemmschaltung 24 in einem Verstärkungsmaßstab, bei dem das Signal mit ausrechender Genauigkeit und zusammen mit besonderen dem Maß st ah entsprechenden Programmimpulsen (Codeimpulsen der Verstärkungswerte) übertragen wird, wobei die letzteren Impulse die nachfolgende Regeneration der wahren Signalfora ermöglichen.

Vom Ausgang der Klemmschaltung 24, in der der Amplitudenpegel des empfangenen Signals als eine konstante Größe für die Zeit der Umwandlung dieses Signals gespeichert wird, gelangt das Signal zum Eingang des Analog-Digitalcode-Konverters 25» und die von seinem Ausgang abgenommene Information in der Art eines impulsform!gen binären Parallelcodes wird auf dem magnetischen Signalträger des magnetischen Registriergeräts 26 gespeichert, zu dem während der Aufzeichnung des Zahlencodes die Maßstabimpulse vom zweiten Ausgang der Einrichtung 4 gelangen. Bei der Wiedergabe werden der in der Einheit 27 verstärkte und geformte binäre Zahilencode, die Programm- und Hilfsimpul-

909840/0978

se dem Eingang des Digitalcode-Analog-Konverters 2.8 zugeführt, der ein Analogiesignal mit impulsförmig abgestufter Amplitude erzeugt« Dieses Signal wird auf die Schaltung 29 zur Wiederherstellung des anfänglichen dynamischen Bereichs gegeben. Zum zweiten Eingang dieser Schaltung gelangen die Programmimpulse von der Verstärkungs- und Impulsformereinheit 27· Das nach seiner ursprünglichen Form zusammengesetzte, d.h. wiederhergestellte Signal wird in seinem vollen dynamischen Bereich über einen Kanalschalter 30, der synchron mit dem Kanalschalter 3 funktioniert, dem Registriergerät 31 zur Aufzeichnung der Analogsignale zugeführt.

Beim Wiedergabevorgang können der in der Einheit 27 verstärkte und geformte binäre Zahlencode sowie Programm- und Hilfsimpulse den Eingabeeinrichtungen eines elektronischen Digitalrechners 32 zugeführt werden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der im Blockschaltbild gezeigten und nach dem Prinzip rückgekoppelter Systeme aufgebauten gemeinsamen Verstärkungseinrichtung 4 mit einer automat tisch einsetzende Nachlauf-Verstärkungsregelung näher erläutert. Als Ausführungsbeispiel wird wie oben die Einrichtung mit vier Verstärkerstufen, einer Anschluß zeit für einen Kanal von 30 yU β und einem Verstärkungsfaktor von 2/ benutzt.

Vom Ausgang des Kanalschalters 3 wird das Signal dem Eingang der Verstärker 6 bis 8 zugeführt, wobei jede Verstärkerstufe eine genau eingestellte Verstärkung von 2n mit η als ganzen Zahlen aufweist. Die Ausgänge dieser Verstärker sind über die Schalter 9 bis 12 an den Eingang der Vergleichsschaltung 13 zugeführt. Über den Schalter 9 wird dem Eingang der Vergleichsschaltung 13 das Signal unmittelbar vom Eingang der gerneinsa-

909 8 4 0/0978

men Verstärkungseinrichtung 4 zugeführt.

Im Anfangszustand, bevor der Kanalschalter 3 einen Kanalverstärker 2 an den Eingang der Einrichtung 4 schaltet, fehlt das Signal am Ausgang der Vergleichsschaltung 13» die mit dem Eingang der logischen Koinzidenzschaltung 14 in Verbindung steht·

Dabei befindet sich der Programmzähler 15 im Anfangszu-

e.jtnd, bei dem die Signalkoizidenz am Ausgang der logischen Koinzidenzschaltung 20 gewährleistet wird. Erscheint am Eingang der Einrichtung 4 ein von einem der Kanäle geliefertes Signal vom Ausgang des Kanalschalters 3» so wird es in den Verstärkerstufen 6 bis 8 verstärkt und gelangt über den geschlossenen Schalter 12 zum Eingang der Vergleichsschaltung 13. Liegt das positive oder das negative Maximum dieses Signals höher als die Referenzspannungen in der Vergleichsschaltung 13» so erscheint am Ausgang der letzteren ein Potential, das auf die Koinzidenzschaltung 14 übertragen wird.

Nach Ablauf von 5 /us nach dem Anschluß eines Kanals durch den Kanalschalter 3 liefert der öteuerimpulsgenerator 18 den ersten Auftastimpuls an den Eingang der Koinzidenzschaltung Infolge der Koinzidenz des Auftastimpulses mit dem vom Ausgang der Vergleichsschaltung I3 übertragenen Potential wird der Programmzähler 15 über seinen Zähleingang um eins umgestellt.

Dabei wird die Koinzidenz an der Schaltung 20 unterbrochen, der Schalter 12 wird gesperrt, erfolgt die Koinzidenz an der Schaltung 21 und der Schalter 11 wird geschlossen. Über den letzteren Schalter wird das Signal vom Ausgang des Verstärkers 7 übertragen, das im Vergleich mit dem Signal am Ausgang des Verstärkers 8 um 2? schwächer ist. Liegt das erwähnte Signal

909840/0978

wiederum höher als die Referenzspannungen in der Vergleichsschaltung 15, so bleibt am Ausgang der letzteren ein Potential und an der Schaltung 14 erfolgt die Koinzidenz mit dem nächsten Auftastimpuls, der nach dem ersten mit einem Intervall von 5 * s folgt, wobei der Zähler 15 in den nächsten der Zahl zwei entsprechenden Zustand umgestellt wird.

Dabei wird der Schalter 11 ausgeschaltet und der Schalter 10, der das wiederum um 2/ mal geschwächte Signal vom Ausgang des Verstärkers 6 an den Eingang der Vergleichschaltung I3 überträgt, wird mittels der Koinzidenzschaltung 22 geschlossen.

Wird angenommen, daß in diesem Fall der Signalpegel kleiner als die Referenzspannungen ist, so verschwindet das Potential am Ausgang der Vergleichsschaltung 13t und der dritte Auftastimpuls, der mit einem Intervall von 5 Af a nach dem zweiten folgt, ruft keine Umstellung des Zählers 15 hervor, wobei das System in demselben Zustand verbleibt. Nach Ablauf von 5\M^S nach dem letzten, in diesem Fall dritten Auftastimpuls erhält die Klemmschaltung 24 einen Freigabfcbefehl zur Abnahme einer Signalprobe von dem Ausgang der Schalter 9 bis 12* Das Signal wird in der Klemmschaltung 24 gespeichert und gelangt zum Analog-Digitalcode-Konverter 25, der den abgenommenen Signal aus zug in den Binärcode umwandelt.

Nach der Probeabnahme liefert der Steuerimpulsgenerator 16 ein Signal zur Bückstellung des Programmzähl ers 15 in den Anfangszustand. Während der Rückstellung des Zählers 15 in den Anfangszustand, der im gegebenen Fall dem Code 2/10/ entspricht, wird der Code des Verstärkungswertes in die Speichereinheit I9 übertragen und dort gespeichert·

Damit ist der Arbeitszyklus der gemeinsamen Verstärkungseinrichtung 4 alt augenblicklich einsetzender automatischer

909840/0978

Verstärkungsregelung beendet, wonach an den Verstärker 6 über den Kanalschalter J5 der nächste seismische Kanal geschaltet wird. Der VerstärkungswahlVorgang wiederholt sich wie oben beschrieben wurde und wird jedesmal unterbrochen, wenn der Signalpegel kleiner als die Referenzspannungen ist, wobei dieser Vorgang im Zustand gestoppt wird, bei dem der nächste dieses Signal durchlassende Schalter geschlossen ist.

Zum Zeitpunkt der nächsten Signalprobeabnahme werden die Verschlüsselung des vorhergehenden Signalwertes, sein Ablesen und seine Aufzeichnung im magnetischen Registriergerät 26 abgeschlossen. Gleichzeitig erfolgen das Ablesen und die Aufzeich» nung des in der Speichereinheit 19 gespeicherten codierten Verstärkungswertes dieses Signals sowie die Entlastung des Gedächtnisses.

Somit werden auf dem magnetischen Signal träger der Zahlencode und der Code des Verstärkungewertes aufgezeichnet· Im angeführten Beispiel wird der Code des Verstärkungswertes 2/10/ registriert. Das bedeutet, daß bei der Wiedergabe zwecke der Wiederherstellung der wahren Signalform oder bei der Eingabe in eine elektronische Hechelmaschine der Zahlencode mit 2/ χ 2r multipliziert werden muß, was einer Verschiebung der Zahl nach links um 2 χ 3 Stellen gleichbedeutend ist· Ss handelt sich somit um «inen Zahlencode mit Gleitkomma.

Die zvm Patent angemeldete Srkundungsstatioa gestattet die Information in der Digitalfor» auf dem magnetischen Signalträger des magnetischen Registriergeräts in einem praktisch unbegrenzten eingangsseitigen dynamischen Bereich und mit hoher Qualität zu registrieren.

Öle Wirkungsweise dieser Erkundungsstation schließt eine Übersteuerung oder eine falsche Verstärkungewahl aus und ge-

909840/0978

währleistet dadurch eine einfachere Bedienung sowie eine Senkung der Bedienungskosten.

Das bei der Erkundungsstation gemäfl der Erfindung angewandte Aufzeichnungssystem zur Registrierung der digitalen Information mit einem großen dynamischen Eingangsbereich ist zur Zeit das einfachste und wirtschaftlichste sowie eignet sich am besten zur Eingabe in eine Digit al-fiechenmaschin©.

909840/09

Claims (1)

1. 7. Febr. 1969 - 11 - P 25 489

   Seismische Erkundungsstation mit digitaler Registrierung der von seismischen Empfangseinrichtungen aufgenommenen Signale, die über Kanalνerstärker und einen Kanalschalter dem Eingang einer gemeinsamen Verstärkungseinrichtung zugeführt «erden, bei der ein Ausgang über eine Klemmschaltung mit einem an ein magnetisches Registriergerät zur Aufzeichnung der codierten Information angeschlossenen Analog-Digitalcode-Konverter verbunden ist und der andere Ausgang unmittelbar an ein magnetisches Registriergerät zur Aufzeichnung von Codeimpulsen der Verstärkungswerte geschaltet ist, dadurch gekennze ichnet, daß die gemeinsame Verstärkungseinrichtung (4) einen mit dem Kanalschalter (3) verbundenen vielstufigen Verstärker (5) enthält, dessen Ausgänge an die Eingänge von Schaltern (9 bis 10) angeschlossen sind, wobei diese Schalter ausgangsseitig miteinander verbunden und an die Eingänge einer Klemmschaltung 24 sowie einer Vergleichsschaltung (13) angeschlossen sind, und der Ausgang der letzteren über eine logische Hauptkoinzidenzschaltung (14), einen Programmzähler (15) und zusätzliche logische Koinzidenzschaltungen (20 bis 23) nach der Anzahl der Schalter (9 bis 12) mit den zweiten Eingängen dieser Schalt elfverbunden ist, wobei der Programmzähler (I5) an eine mit einem magnetischen Registriergerät (26) verbundene Speichereinheit (19) sowie an einen Steuerimpulsgenerator (18) angeschlossen ist, der mit der Hauptkoinzidenzschaltung (14), der Speichereinheit (19)» der Klemmschaltung (24) und mit dem Analog-Difitalcode-Konverter (25) Verbindung hat«

   909840/0978

   Λ2,

   Leerseite