DE2155135C3 - Method for dynamic compression of digital values having a decimal point and device for carrying out this method - Google Patents
Method for dynamic compression of digital values having a decimal point and device for carrying out this methodInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein 4„ Verfahren zur Dynamikkompression von eine Kommastelle aufweisenden Digitalwerten, welche zeitlichen Abtastproben von Analogsignalen entsprechen.The present invention relates to a 4 "method for dynamic compression of a decimal point having digital values which correspond to time samples of analog signals.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Dynamik von Analog- oder Digitalsignalen das Verhältnis von Maximal- zu Minimalwert ist, welches in bezug auf die Amplitude des Signals auftreten kann. Der Ausdruck Amplitude entspricht dem Momentanwert des Signals, welcher wahlweise einen positiven oder negativen Wert annehmen kann. Dynamikkompression bedeutet somit eine Verminderung des Verhältnisses des Maximalwertes zu dem Minimalwert, welche die Amplitude eines Signals einnehmen kann.It should be noted that the dynamics of Analog or digital signals is the ratio of maximum to minimum value, which in relation to the Amplitude of the signal can occur. The expression amplitude corresponds to the instantaneous value of the signal, which can optionally assume a positive or negative value. Dynamic compression thus means a reduction in the ratio of the maximum value to the minimum value, which is the amplitude of a Signal.
Um ein Signal mit vorgegebener Dynamik aufzuzeichnen, ist es notwendig, daß das Aufzeichnungsgerät ein Signal-Rausch-Verhältnis aufweist, welches wenigstens gleich der Dynamik des Signals ist, solange das Signal in analoger Form vorliegt. Eine Umwandlung von Analogsignalen in digitale Form erleichtert die Aufzeichnung derartiger Signale, wobei jedoch die wie 6ο oben definierte Dynamik erhalten bleibt. Um somit eine digitale Aufzeichnung von eine große Dynamik aufweisenden Analogsignalen durchführen zu können, erscheint eine Dynamikkompression notwendig.In order to record a signal with a given dynamic range, it is necessary that the recording device has a signal-to-noise ratio which is at least equal to the dynamics of the signal, as long as the Signal is in analog form. A conversion of analog signals into digital form makes this easier Recording of such signals, but with the same as 6ο dynamic defined above is retained. To thus make a digital recording of a great dynamic To be able to carry out analog signals having a dynamic range compression appears necessary.
Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, ^ ein Verfahren zu schaffen, welches eine Dynamikkompression von eine Kommastelle aufweisenden Digitalwerten ermöglichtAccordingly, it is an object of the present invention to provide ^ to create a method which enables dynamic compression of digital values having a decimal point
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine Verschiebung der Kommastelle der Digitalwerte um einen Stellenwert in Richtung einer Verringerung bzw. Vergrößerung bzw. Vergrößerung der Dynamik vorgenommen wird, wenn die durch Kommastellungsverschiebung gebildeten modifizierten Digitalwerte während vorgegebener Zeitintervalle einen vorgegebenen oberen oder unteren Grenzwert über- bzw. unterschreiten.According to the invention this is achieved in that a Shifting the decimal place of the digital values by one place value in the direction of a decrease or Enlargement or enlargement of the dynamics is undertaken if the modified digital values formed by shifting the decimal point are a given during given time intervals exceed or fall below the upper or lower limit value.
Die vorliegende Erfindung betrifft jene Art von Dynamikkompression, welche für Fälle anwendbar ist, bei denen die mit Hilfe von Signalen zugeführten Informationen mehr im Hinblick auf den Zeitpunkt ihres Auftretens als im Hinblick auf die Amplitude interessant sind. Derartige Signale treten beispielsweise beim Studium der Ausbreitung von seismischen Wellen auf. In diesem Fall liefern die als »Geophone« bezeichneten Meßwandler Analogsignale, welche mit Hilfe eines Analogdigital-Wandlers in digitale Form umgewandelt werden. Diese Umwandlung erfordert die Erzeugung von Abtastproben der Analogsignale, indem die Amplitude des Analogsignals in sehr kurzen Abständen festgestellt und aufgezeichnet wird. Bei Verwendung von mehreren Meßwandlern zur Untersuchung desseiben Wellenausbreitungsphänomens werden vorzugsweise die Signale in multiplexer Form aufgezeichnet. Zu diesem Zweck werden die Analogsignale der Meßwandler in vorgegebener Reihenfolge in zeitlich sehr kurzen Abständen abgetastet und aufgezeichnet Die numerischen seismischen Signale werden dann in der Regel auf Magnetband aufgezeichnet.The present invention relates to that type of dynamic range compression which is applicable to cases where the information supplied with the help of signals is more relevant to the time of their Occurrence than are interesting in terms of amplitude. Such signals occur, for example, at Study of the propagation of seismic waves. In this case, those referred to as "geophones" deliver Measuring transducer Analog signals, which are converted into digital form with the aid of an analog-digital converter will. This conversion requires the generation of samples of the analog signals by the The amplitude of the analog signal is determined and recorded at very short intervals. Using from a plurality of transducers for investigating the same wave propagation phenomenon, the signals are preferably recorded in multiplexed form. to For this purpose, the analog signals from the transducers are very short in time in a given sequence The numerical seismic signals are then usually sampled at intervals Recorded magnetic tape.
Im allgemeinen besteht jedoch der Wunsch, eine Kontrolle der Aufzeichnung an Ort und Stelle durchzuführen. Zu diesem Zweck werden die auf Magnetband aufgezeichneten digitalen Signale zusätzlich in analoger Form — beispielsweise auf einem Filmstreifen — aufgezeichnet Eine derartige analoge Aufzeichnung kann visuell überprüft werden, so daß sich am Ort der seismischen Untersuchungen eine Kontrollmöglichkeit ergibt. Um eine derartige Rückumwandlung der digitalen, auf Magnetband aufgezeichneten Signale auf einem analogen Aufzeichnungsmedium durchzuführen, ergibt sich die Notwendigkeit, die Dynamik der digitalen Signale seismischen Ursprungs zu verringern.In general, however, there is a desire to have the recording checked on the spot perform. For this purpose, the digital signals recorded on magnetic tape are also sent in analog form - for example on a Filmstrip - recorded Such an analog recording can be checked visually so that at the location of the seismic investigations there is a possibility of control. To such a reverse conversion of the digital, recorded on magnetic tape To carry out signals on an analog recording medium, there arises a need for the To reduce the dynamics of digital signals of seismic origin.
In dem Folgenden wird somit zur Vereinfachung der Beschreibung auf die Dynamikkompression von Signalen seismischen Ursprungs Bezug genommen. Es soll jedoch verstanden sein, daß die vorliegende Erfindung sich ganz allgemein auf die Dynamikkompression von zeitlich sich verändernden digitalen Signalen bezieht, wobei der Ursprung dieser Signale beliebig sein kann.In the following, therefore, to simplify the description, reference is made to the dynamic compression of signals of seismic origin. It should however, it should be understood that the present invention relates generally to dynamic range compression relates to digital signals that change over time, whereby the origin of these signals can be arbitrary.
Die bei seismischen Untersuchungen durch Anaiogdigital-Konversion erhaltenen Digitalsignale weisen in bestimmten Fällen eine fixierte Kommastelle auf. Bei derartigen Signalen ist eine bestimmte Anzahl von signifikanten Zahlenwerten vorhanden, während die Kommastelle entsprechend den Amplitudenänderungen sich verschieben kann, in den meisten Fällen weisen die digitalen Signale jedoch eine gleitende Kommastelle auf. Derartige Signale mit gleitender Kommastelle bestehen aus einer Mantisse, welche den signifikanten Zahlenwert entspricht Die Position des Kommas, welche a priori in dieser Mantisse festgelegt ist, ist eine Kennziffer, welche den Multiplikationsfaktor dieser signifikanten Zahlenwerte wiedergibt und welche demzufolge die tatsächliche Position des Kommas festlegt Der wesentliche Vorteil eines Ausdrucks mitThe digital signals obtained during seismic investigations by analog-to-digital conversion show in a fixed decimal point in certain cases. For such signals, a certain number of significant numerical values are present, while the decimal point corresponds to the amplitude changes can shift, but in most cases the digital signals have a floating decimal point on. Such signals with floating decimal places consist of a mantissa which defines the significant Numerical value corresponds to The position of the comma, which is defined a priori in this mantissa, is a Code number which reflects the multiplication factor of these significant numerical values and which consequently determines the actual position of the comma The main advantage of an expression with
gleitender Kommastelle besteht dabei darin, daß die Anzahl der signifikanten Zahlen für die Mantisse konstant ist während die Kennziffer im wesentlichen ein Ausdruck der Potenz der digitalen Basis der Mantisse ist Die Kennziffer entspricht demzufolge einer Anzahl von Verschiebungen der Kommastelle. Vorzugsweise ist die gleitende Kommastelle derart gewählt, daß die Verschiebungen der Kommastelle alle in derselben Richtung verlaufen, so daß die Kennziffer mit keinem Vorzeichen behaftet ist. Das Vorzeichen der gemessenen Signale selbst wird im allgemeinen durch die Mantisse wiedergegebr<i, so daß dadurch die Verschiebungen der Kommastelle nicht beeinflußt werden.floating decimal point is that the The number of significant numbers for the mantissa is constant while the code number is essentially is an expression of the power of the digital base of the mantissa. The code number therefore corresponds a number of shifts of the decimal point. Preferably the floating decimal point is of this type selected that the shifts of the decimal point are all in the same direction, so that the code number has no sign. The sign of the measured signals itself is generally given by the mantissa is returned, so that the Shifts of the decimal point are not influenced.
Die Transformation zur Umwandlung der digitalen Signale mit gleitender Kommastelle in digitale Signale mit fixierter Kommasteile kann auf bekannte Weise mit Hilfe eines Schieberegisters durchgeführt werden, wobei die Basis der Mantisse zwei beträgt Ein derartiges Schieberegister weist eine bestimmte Anzahl von binären Positionen bzw. BHs auf. Um die Transformation durchzuführen, wird die Mantisse in eine vorgegebene Position des Schieberegisters gebracht wobei die Position durch die Position der Kommastelle fixiert ist Anschließend daran wird eine Kennziffer entsprechende Anzahl von Verschiebungen durchgeführtThe transformation to transform the digital Signals with floating decimal places can be converted into digital signals with fixed decimal places in a known way Using a shift register, the base of the mantissa is two one Such a shift register has a certain number of binary positions or BHs. To the To carry out transformation, the mantissa is brought into a predetermined position of the shift register, the position being determined by the position of the The decimal point is fixed. Subsequently, an index number corresponding to the number of shifts is added accomplished
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet daß dieselbe folgende Elemente aufweistAn apparatus for carrying out the method according to the invention is characterized in that it has the following elements
a) einen Dynamikkompressionsspeicher. welcher den Dynamikkompressionsfaktor in Form von ganzen Zahlen speicherta) a dynamic compression memory. which the Stores dynamic range compression factor in the form of whole numbers
b) ein Schieberegister, welches entsprechend des aufeinanderfolgenden Einlaufens der numerischen Signale mit fixierter Kommastelle eine Verschiebung der Kommastelle entsprechend dem Inhalt des Dvnanükkompressionsspeichers durchführtb) a shift register, which according to the successive arrival of the numerical Signals with fixed decimal places a shift of the decimal place according to the content of the DVD compression memory
c) eine mit dem Schieberegister verbundene Vergleichsanordnung, welche für jedes numerische Signal angibt, ob der Inhalt des Schieberegisters oberhalb oder unterhalb eines Maximal- bzw. Minimalwertes istc) a comparison arrangement connected to the shift register, which for each numerical Signal indicates whether the content of the shift register is above or below a maximum or Minimum values is
d) einen Zählkreis, welcher die Anzahl der modifizierten numerischen Signale oberhalb oder unterhalb des Maximal- bzw. Minimalwertes zähltd) a counting circuit, which the number of modified numerical signals above or below of the maximum or minimum value counts
wobei entsprechend dem durch die Vergleichsanordnung angegebenen Vorzeichen einer Überschreitung der Inhalt des Dynamikkompressionsspeichers verändert wird, sobald der Zähler einen vorgegebenen Zählwert erreichtwhereby according to the sign of an exceedance indicated by the comparison arrangement the content of the dynamic compression memory is changed as soon as the counter has a predetermined one Count reached
Gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung für binäre Eingangssignale mit gleitender Kommastelle ist zusätzlich ein Hilfschieberegister vorgesehen, in welchem die Signale mit gleitender Kommastelle fai binäre Signale mit fixierter Kommastelle umgewandelt werden.According to a specific embodiment of the invention for binary input signals with sliding In addition, an auxiliary shift register is provided in which the signals with sliding Decimal place fai binary signals with fixed decimal places can be converted.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der vorliegenden Erfindung für digitale Eingangssignale mit gleitender Kommastelle ist an Stelle eines Schieberegisters für Dynamikkompression und eines HilfsSchieberegisters ein einziges Schieberegister vorgesehen. Zusätzlich ist ein algebraischer Addierer vorgesehen, welcher die Kennziffer der Binärsigiiale nth gleitender Kommastelle und den Faktor der Dynamikkoession algebraisch addiert Das Resultat dieser Addition entspricht der Anzahl von Verschiebngen, welche innerhalb dieses einzigen Schieberegisters durchgeführt werden müssen.According to an advantageous variant of the present invention for digital input signals with sliding Decimal place is in place of a shift register for dynamic range compression and an auxiliary shift register a single shift register is provided. In addition, an algebraic adder is provided, which the Code number of the binary nth floating decimal point and the algebraic dynamic coefficient factor added The result of this addition corresponds to the number of shifts that occur within this single shift register must be carried out.
Im Rahmen eines anderen besonderen Merkmals der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich ein Auslösekreis für die Dynamikkompression vorgesehen.As part of another special feature of the In addition, a trigger circuit for dynamic compression is provided in the present invention.
Bei einer ersten Ausführung.iorm der Erfindung für S seismische Anwendungen weist der Auslösekreis eine Schwellwertschaltung auf, welche das Ausgangssignal so lange sperrt bis das Eingangssignal diesen Schwellwert überschreitet Dadurch wird verhindert, daß als schwache binäre Signale vorliegende Rauschsignale ίο verstärkt werden.In a first embodiment of the invention for seismic applications, the trip circuit has a Threshold value circuit, which blocks the output signal until the input signal exceeds this threshold value weak binary signals present noise signals ίο are amplified.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung für seismische Untersuchungen, bei welchen eine Vielzahl von Meßkanälen in Verbindung mit einer Einrichtung zur Dynamikkompression vorhanden sind, erfolgt die Sperrung der Dynamikkompression für jeden einzelnen Kanal innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes ab der Auslösung eines Impulssignals (TB), welches den Zeitpunkt der Auslösung der seismischen Störung entspricht Die Zeitintervalle für die Sperrung der Dynamikkompression der einzelnen Kanäle bilden somit arithmetische Reihen.In a second embodiment of the invention for seismic investigations, in which a large number of measuring channels are present in connection with a device for dynamic compression, the blocking of dynamic compression for each individual channel takes place within a predetermined period of time from the triggering of a pulse signal (TB), which the The time of the triggering of the seismic disturbance corresponds to The time intervals for the blocking of the dynamic compression of the individual channels thus form arithmetic series.
Die Erfindung soll nunmehr an Hand von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist Es zeigtThe invention will now be explained and described in more detail using exemplary embodiments referring to the drawing. It shows
von digitalen Signalen mit gleitender Kommastelle, beiof digital signals with floating decimal places, at welcher eine Transformation in Signale mit Fixierterwhich a transformation into signals with fixed
schreitung eines Schwellwertes durchgeführt werden,exceeding a threshold value are carried out,
Fig.2 eine Vorrichtung zur Dynamikkompression von digitalen Signalen mit gleitender Kommastelle, bei welcher die Transformation in Signale mit fixierter Kommastelle und eine Dynamikkompression unter Verwendung eines Schieberegisters durchgeführt werden,2 shows a device for dynamic compression of digital signals with floating decimal places, in which the transformation into signals with a fixed Decimal places and dynamic range compression are carried out using a shift register,
Fig.3 eine Vorrichtung zur Dynamikkompression von digitalen Signalen mit fluktuierender Kommastelle gemäß F i g. 2, wobei zusätzlich ein Schwellwertkreis ^0 vorgesehen ist3 shows a device for dynamic compression of digital signals with fluctuating decimal places according to FIG. 2, whereby a threshold value circuit ^ 0 is also provided
Fig.4 einen Auslösekreis gemäß einer zweiten Ausführungsform in Verbindung mit einer nur zum Teil dargestellten Vorrichtung gemäß F i g. 2 und4 shows a trip circuit according to a second Embodiment in connection with an only partially shown device according to FIG. 2 and
Fig.5 eine vorteilhafte Variante des in Fig.4 4S dargestellten Auslösekreises.FIG. 5 shows an advantageous variant of the trip circuit shown in FIG. 4 4S.
In dem Folgenden soll auf F i g. 1 Bezug genommen werden. Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung erhält über eine Mehrzahl von Leitungen S/VEdigitale Signale mit gleitender Kommastelle, welche beispielsweise von einem nicht dargestellten Ablesegerät für digitale Aufzeichnungen hergeleitet werden. Diese Signale bestehen, so wie dies bereits erwähnt worden ist aus einer Kennziffer, welche in digitalcodierter Form einem Verstärkungsfaktor entspricht Zusätzlich besteht dieses Signal aus einer Mantisse, welche eine digitale Darstellung der signifikanten Zahlen beinhaltet Vorzugsweise sind diese beiden Codierungen identisch und verwenden dieselbe binäre BasiszahL Die Kennziffer entspricht somit der Anzahl von Verschiebungen des fo Kommas von einer vorgegebenen Position des Kommas innerhalb der Mantisse. Wie dies bereits erwähnt worden ist ist diese Position derart gewählt daß die Verschiebungen immer dasselbe Vorzeichen aufweisen. Gemäß Fig. 1 sind die Leitungen SNEeinerseits an eine Stufe MS geführt, welche die binären Signale der Mantisse erhält während auf der anderen Seite eine Verbindung mit einer Stufe GC vorgesehen ist welche die codierten digitalen Signale der Kennziffer erhältIn the following, reference should be made to FIG. 1 should be referred to. The in F i g. The device shown in FIG. 1 receives digital signals with floating decimal places via a plurality of lines S / V, which signals are derived, for example, from a reading device (not shown) for digital recordings. As already mentioned, these signals consist of a code number which, in digitally coded form, corresponds to a gain factor. In addition, this signal consists of a mantissa which contains a digital representation of the significant numbers The code number thus corresponds to the number of shifts of the fo comma from a specified position of the comma within the mantissa. As has already been mentioned, this position is selected in such a way that the shifts always have the same sign. According to FIG. 1, the lines SNE are on the one hand led to a stage MS which receives the binary signals of the mantissa while on the other hand a connection to a stage GC is provided which receives the coded digital signals of the code number
Die Stufe GC ist über Leitungen LG mit einer Decodierstufe DGCverbunden, welche ein Schieberegister geringer Kapazität darstellt. Innerhalb dieser Decodierstufe DGC werden die codierten digitalen Signale der Kennziffer in eine Anzahl von Verschiebungen des Kommas umgewandelt.The stage GC is connected via lines LG to a decoding stage DGC , which represents a shift register of low capacity. Within this decoding stage DGC , the coded digital signals of the code number are converted into a number of shifts of the comma.
Die Stufe MS ist über eine Mehrzahl von Leitungen LM mit einem Schieberegister RCt verbunden. Dabei sind die Leitungen LM mit dem Schieberegister RCi entsprechend der Anzahl der signifikanten Zahlenwerte der Mantisse angeschlossen. Das Schieberegister RCX erhält über eine Leitung LDG von der Decodierstufe DGCdie Anzahl von Verschiebungen der Kommastelle, welche auf die Mantisse zur Anwendung gebracht werden müssen, um ein Signal mit fixierter Kommastelle zu erhalten.The stage MS is connected to a shift register RCt via a plurality of lines LM . The lines LM are connected to the shift register RCi in accordance with the number of significant numerical values of the mantissa. The shift register RCX receives the number of shifts of the decimal point which must be applied to the mantissa in order to receive a signal with a fixed decimal point from the decoding stage DGC via a line LDG.
Wie dies bereits erwähnt worden ist, werden die Verschiebungen der Kommastelle ausgehend von einer vorgegebenen Position der Mantisse durchgeführt. Vorzugsweise wird diese vorgegebene Position derart gewählt, daß die signifikanten Zahlenwerte der Mantisse in der richtigen Zahlenreihenfolge in den Schieberegister RCX eingeführt werden. Die Verschiebungen der Kommastelle gemäß der Kennziffer werden demzufolge in Richtung kleinerer Werte durchgeführt. An der Mantisse wird somit eine Verschiebung der Kommastelle entsprechend der Kennziffer durchgeführt, was im wesentlichen einer Multiplikation bzw. Division entspricht, im allgemeinen mit der Zahl 2. Das Schieberegister RCX enthält daraufhin eine Anzahl von logischen Zuständen gemäß einem Signal mit fixierter Kommastelle. Die anderen logischen Zustände dieses Schieberegisters befinden sich im Zustand 0.As has already been mentioned, the shifts of the decimal point are carried out on the basis of a predetermined position of the mantissa. This predetermined position is preferably selected in such a way that the significant numerical values of the mantissa are introduced into the shift register RCX in the correct numerical order. The shifts of the decimal point according to the code number are therefore carried out in the direction of smaller values. At the mantissa, the decimal point is shifted according to the code number, which essentially corresponds to a multiplication or division, generally with the number 2. The shift register RCX then contains a number of logic states according to a signal with a fixed decimal point. The other logical states of this shift register are in state 0.
Die logischen Zustände des Schieberegisters RCX werden daraufhin über eine Mehrzahl von Leitungen TR in ein Schieberegister RCl transferiert, welches dieselbe Anzahl von binären Positionen enthält. Dieses Schieberegister RCl ist mit einer Mehrzahl von Ausgangsleitungen LU versehen, über welche die logischen Zustände entsprechend dem vorhandenen digitalen Signal abgegeben werden können. Das Schieberegister RCl weist ferner zwei auf, welche mit zwei Leitungen LMX und LMN verbunden sind. Diese Leitungen werden aktiviert, sobald das innerhalb des Schieberegisters RCl enthaltene digitale Signal oberhalb eines Maximalwertes bzw. unterhalb eines Minimalwertes ist, wobei jedoch diese beiden Zustände nicht gleichzeitig auftreten können. Dabei sind die Leitungen LMX und LMN an einer bestimmten Anzahl von Stellenwerten des Schieberegisters RCl angeschlossen, wobei die Leitung LMN mit einer größeren Anzahl von Stellenwerten des Schieberegisters RC2 verbunden ist als die Leitung LMX. The logic states of the shift register RCX are then transferred via a plurality of lines TR into a shift register RCl which contains the same number of binary positions. This shift register RCl is provided with a plurality of output lines LU via which the logic states can be output in accordance with the digital signal present. The shift register RCl also has two, which are connected to two lines LMX and LMN . These lines are activated as soon as the digital signal contained within the shift register RCl is above a maximum value or below a minimum value, although these two states cannot occur simultaneously. The lines LMX and LMN are connected to a certain number of place values of the shift register RCl , the line LMN being connected to a larger number of place values of the shift register RC2 than the line LMX.
Die Leitungen LMX sind mit einem Testkreis TMX verbunden, welcher den Vergleich mit einem Maximalwert durchführt. Dieser Maximalwert ist eine Funktion der logischen Zustände des Schieberegisters RCl, welche ausgehend von einem oberen Stellenwert in Richtung kleinerer Stellenwerte über die Leitungen LMX abgegeben werden. Der Testkreis TMX spricht auf die Anwesenheit von wenigstens einem gegenüber 0 unterschiedlichen logischen Zustand auf den Leitungen LMXan. Sobald ein derartiger von »Null« unterschiedlicher logischer Zustand vorhanden und über die Leitungen LMX geleitet wird, erfolgt eine Aktivierung der Ausgangsleitung LXO des Testkreises TMX. Wenn hingegen keiner der logischen Zustände gegenüber »Null« unterschiedlich ist, wird der Ausgang LXN des Testkreises TMXaktiviert.The lines LMX are connected to a test circuit TMX , which carries out the comparison with a maximum value. This maximum value is a function of the logic states of the shift register RCl, which, starting from an upper place value, are output in the direction of smaller place values via the lines LMX. The test circuit TMX responds to the presence of at least one logic state different from 0 on the lines LMX. As soon as such a logic state different from “zero” is present and passed over the lines LMX , the output line LXO of the test circuit TMX is activated. If, on the other hand, none of the logical states differs from »zero«, the LXN output of the TMX test circuit is activated.
In analoger Weise sind die Leitungen LMNmn einem Testkreis TMN verbunden, welcher einen Vergleich in bezug auf einen Minimalwert durchführt. Dieser Testkreis TMNspricht auf alle üoer die Leitungen LMN übermittelten logischen Zustände an, welche einen logischen Zustand »Null« aufweisen. Wie dies bereits erwähnt worden ist, stellen die Leitungen LMN eine bestimmte Anzahl von logischen Zuständen des ίο Schieberegisters RCl in der Reihenfolge der Numerierung dar, wobei diese Anzahl notgedrungenermaßen größer ist als die über die Leitungen LMX übermittelte Anzahl.In an analogous manner, the lines LMNmn are connected to a test circuit TMN which carries out a comparison with respect to a minimum value. This test circuit TMN responds to all logic states transmitted over the lines LMN which have a logic state "zero". As has already been mentioned, the lines LMN represent a certain number of logic states of the shift register RCl in the order of the numbering, this number necessarily being greater than the number transmitted via the lines LMX.
Der Testkreis TMN ist ferner mit einem Einstellkreis AMN verbunden, mit welchem der Minimalwert unter einer bestimmten Anzahl von möglichen Werten eingestellt werden kann. Dieser Einstellkreis AMN ermöglicht, daß der Testkreis TMN — ausgehend von dem logischen Zustand des geringsten Stellenwertes — für bestimmte über die Leitung LMN geleitete logische Zustände unempfindlich wird.The test circuit TMN is also connected to a setting circuit AMN , with which the minimum value can be set from a certain number of possible values. This setting circuit AMN enables the test circuit TMN - based on the logic state of the least significant value - to become insensitive to certain logic states conducted via the line LMN.
Der Testkreis TMN spricht somit an, wenn alle logischen Zustände über die Leitungen LMN unter Berücksichtigung des Einflusses des Einstellkreises AMN ihren logischen Zustand »Null« aufweisen. Sobald dieser Zustand eintritt, wird die Ausgangsleitung LNC des Kreises TMN aktiviert, während im gegenteiliger Fall über die Ausgangsleitung LMN ein Signal abgegeben wird.The test circuit TMN therefore responds when all the logic states via the lines LMN , taking into account the influence of the setting circuit AMN, have their logic state "zero". As soon as this state occurs, the output line LNC of the circuit TMN is activated, while in the opposite case a signal is emitted via the output line LMN.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Testkreis TMX ebenfalls mit einem Einstellkreis — ähnlich dem Einstellkreis AMN — versehen sein kann.It should be noted that the test circuit TMX can also be provided with a setting circuit - similar to the setting circuit AMN .
Entsprechend dem in dem Schieberegister RC2 vorhandenen Wert des digitalen Signals mit fixierter
Kommastelle können demzufolge drei Zustände auf den Ausgangsleitungen der beiden Testkreise auftreten:
a) Das Signal ist größer als der Maximalwert, in welchem Fall die beiden Leitungen LXO und LNN
aktiviert werden,According to the value of the digital signal with a fixed decimal point in the shift register RC2 , three states can occur on the output lines of the two test circuits:
a) The signal is greater than the maximum value, in which case the two lines LXO and LNN are activated,
b) das Signal liegt zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert, in welchem Fall die Leitungen LXN und L/VOaktiviert werden;b) the signal is between the maximum and the minimum value, in which case the lines LXN and L / VO are activated;
c) das Signal ist niedriger als der durch den Einstellkreis AMN festgelegte Minimalwert, in welchem Fall die Leitungen LXN und LMN c) the signal is lower than the minimum value set by the setting circuit AMN , in which case the lines LXN and LMN
aktiviert sind.are activated.
Bei den vier Leitungen LXO. LXN. LNO und LNN entsprechen die mit »/V« aufhörenden Leitungen einem im Vergleich zu dem entsprechenden Testwert korrekten Wert des Signals mit fixierter Kommastelle, welches innerhalb des Schieberegisters RCl vorhanden ist. Diejenigen, welche jedoch mit einem Zeichen »O< aufhören, entsprechen einer Überschreitung des betreffenden Testwertes. Eine derartige Überschreitung kann jedoch nicht gleichzeitig für den oberen und unteren Grenzwert eintreten, so daß die beiden Leitungen LXO und LNO nicht gleichzeitig aktiviert werden können.With the four lines LXO. LXN. LNO and LNN , the lines ending with "/ V" correspond to a value of the signal with a fixed decimal point that is correct in comparison to the corresponding test value and is present within the shift register RCl. Those that end with an »O <, however, correspond to exceeding the relevant test value. However, such an overshoot cannot occur simultaneously for the upper and lower limit values, so that the two lines LXO and LNO cannot be activated at the same time.
Die Leitungen LXO und LNO. welche bei ihrer Aktivierung eine Überschreitung des durch den 5ο Testkreis TNX festgelegten Maximalwertes oder des durch den Testkreis TNM festgelegten Minimalwertes anzeigen, sind mit entsprechenden Speichern MDD und MDC verbunden.The lines LXO and LNO. which, when activated, indicate that the maximum value specified by the TNX test circuit or the minimum value specified by the TNM test circuit has been exceeded, are connected to the corresponding MDD and MDC memories.
Der Speicher MDD ist dabei ein Zähler, der ein Zeitintervall für die Verringerung der Dynamikkompression festlegt, indem er die Zahl der aufeinanderfolgend auftretenden digitalen Signale zählt, welche bei Überschreitungen des Maximalwertes auftreten. DieserThe memory MDD is a counter which defines a time interval for reducing the dynamic range compression by counting the number of successively occurring digital signals which occur when the maximum value is exceeded. This
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Speicher MDD ist über eine Leitung LCD mit einem Komparator CD verbunden, der den Inhalt des Speichers MDD mit dem durch den Einstellkreis AD festgelegten Einstellwert vergleicht. Der Einstellkreis AD'isi über eine Leitung LADmti dem Komparator CD verbunden, dessen Ausgangsleitung LD aktiviert wird, sobald das in dem Speicher MDD eingespeicherte Zeitintervall größer als der durch den Einstellkreis AD festgelegte Wert ist.The memory MDD is connected via a line LCD to a comparator CD , which compares the content of the memory MDD with the setting value established by the setting circuit AD. The setting circuit AD'isi is connected via a line LADmti to the comparator CD , the output line LD of which is activated as soon as the time interval stored in the memory MDD is greater than the value determined by the setting circuit AD.
Die Leitung LD ist mit einem Dynamikkompressionsspeicher MFC verbunden, welcher im folgenden noch näher beschrieben sein soll. Auf der anderen Seite führt diese Leitung LD an einen Rückstelleingang des Speichers MDD, welcher ebenfalls mit der Leitung LXN verbunden ist. Es ist jedoch einleuchtend, daß die Aktivierung der Leitungen LXN und Ld unabhängig voneinander stattfinden kann.The line LD is connected to a dynamic compression memory MFC , which will be described in more detail below. On the other hand, this line LD leads to a reset input of the memory MDD, which is also connected to the line LXN. It is evident, however, that the activation of the lines LXN and Ld can take place independently of one another.
Die Bestimmung des Minimalwertes wird auf gleiche Weise durchgeführt. Die Ausgangsleitung LNO des Testkreises TMN ist mit einem Speicher MDC verbunden, dessen Inhalt jeweils um eine Einheit erhöht wird, sobald eine Aktivierung stattfindet, d. h. sobald aufeinanderfolgend eine Überschreitung des Minimalwertes in Richtung des festgestellten unteren Wertes des innerhalb des Schieberegisters RCl enthaltenen binären Signals eintritt. Dieser Speicher MDC ist über eine Leitung LCC mit einem Komparator CC verbunden, welcher ebenfalls von einem Einstellkreis AC ein bestimmtes Zeitintervall für die Erhöhung der Dynamikkompression erhält. Zu diesem Zweck ist der Einstellkreis AC über eine Leitung LAC mit dem Komparator CC verbunden. Der Ausgang des mit einer Leitung LC verbundenen Komparators CC wird aktiviert, sobald der Inhalt des Speichers MDC größer ist als das in dem Testkreis ACvorhandene Zeitintervall.The determination of the minimum value is carried out in the same way. The output line LNO of the test circuit TMN is connected to a memory MDC , the content of which is increased by one unit as soon as activation takes place, ie as soon as the minimum value is successively exceeded in the direction of the determined lower value of the binary signal contained within the shift register RCl. This memory MDC is connected via a line LCC to a comparator CC , which also receives a specific time interval from an adjustment circuit AC for increasing the dynamic range compression. For this purpose, the setting circuit AC is connected to the comparator CC via a line LAC. The output of the comparator CC connected to a line LC is activated as soon as the content of the memory MDC is greater than the time interval present in the test circuit AC.
Die Leitung LCist mit einem Dynamikkompressionsspeicher MFC verbunden, welcher im folgenden noch beschrieben sein soll. Die Leitung LC ist ferner mit einem Rückstelleingang des Speichers MDCverbunden, welcher ebenfalls mit der Leitung LNN verbunden ist. Die Aktivierung der Leitungen LNN und LCwird dabei unabhängig voneinander durchgeführt.The line LC is connected to a dynamic compression memory MFC , which will be described below. The line LC is also connected to a reset input of the memory MDC , which is also connected to the line LNN . The activation of the lines LNN and LC is carried out independently of one another.
Im folgendem soll die Einheit zur Einstellung der Dynamikkompression beschrieben werden. Diese Einheit besteht aus dem bereits erwähnten Dynamikkompressionsspeicher MFC, welcher, abgesehen von den eingangsseitig zugeführten Leitungen LD und LC, mit einer Leitung LF verbunden ist, welche zu dem Einsieilkreis FCl für den Anfangswert des Dynamikkompressionsfaktors führt. Der Dynamikkompressionsspeicher MFC weist einen Ausgang auf. welcher über eine Leitung LFC mit dem Schieberegister RC2 verbunden ist.The following describes the unit for setting the dynamic range compression. This unit consists of the already mentioned dynamic compression memory MFC, which, apart from the lines LD and LC supplied on the input side, is connected to a line LF which leads to the circuit FC1 for the initial value of the dynamic compression factor. The dynamic compression memory MFC has an output. which is connected to the shift register RC2 via a line LFC .
Sobald das in Form von logischen Zuständen in dem Schieberegister RCl vorhandene digitale Signa! nach einer gemäß dem Speicher MFC durchgeführten Verschiebung entsprechend dem Dynamikkompressionsfaktor zwischen den Maximal- und den Minimalwerten liegt, sind die Leitungen LD und LC nicht aktiviert. Demzufolge wird der Kompressionsfaktor nicht verändert.As soon as the digital signal present in the form of logic states in the shift register RCl! after a shift carried out in accordance with the memory MFC in accordance with the dynamic range compression factor lies between the maximum and the minimum values, the lines LD and LC are not activated. As a result, the compression factor is not changed.
Wenn hingegen während eines gleich großen Zeitintervalls für die Abnahme der Dynamikkompression das innerhalb des Schieberegisters RCl vorhandene Signal konstant den miximalen Wert überschreitet, wird die Leitung LD aktiviert, wodurch der Inhalt des Speichers MFC um eine Einheit verringert wird, während gleichzeitig der Speicher MDD zurückgestellt wird. Ein erneutes Überschreiten des Maximalwertes beeinflußt demzufolge nur den Dynamikkompressionsfaktor, wenn dieser Maximalwert während des Zeitintervalls für die Abnahme der Dynamikkompression auftritt. If, on the other hand, the signal present within the shift register RCl constantly exceeds the miximal value during an equally large time interval for the decrease in dynamic range compression , the line LD is activated, whereby the content of the memory MFC is reduced by one unit, while the memory MDD is reset at the same time . Exceeding the maximum value again only affects the dynamic range compression factor if this maximum value occurs during the time interval for the decrease in dynamic range compression.
Wenn in analoger Weise während des Zeitintervalls für die Erhöhung der Dynamikkompression das in dem Schieberegister RCl enthaltene Signal nach einer bereits durchgeführten Veränderung des Dynamikkompressionsfaktors unterhalb des Minimalwcrtes bleibt, wird die Leitung LC aktiviert, wodurch der Inhalt des Speichers MFCum eine Einheit erhöht wird. Gleichzeitig wird der Speicher MDCzurück nach »Null« gestellt. Eine erneute Überschreitung der unteren Werte gegenüber dem Minimalwert hat demzufolge nur einen Einfluß auf den Kompressionsfaktor, wenn dies während des Zeitintervalls für die Erhöhung der Dynamikkompression eintritt.If, in an analogous manner, during the time interval for increasing the dynamic range compression, the signal contained in the shift register RCl remains below the minimum value after the dynamic range compression factor has already been changed, the line LC is activated, whereby the content of the memory MFC is increased by one unit. At the same time, the MDC memory is reset to "zero". A renewed exceeding of the lower values compared to the minimum value consequently only has an influence on the compression factor if this occurs during the time interval for increasing the dynamic compression.
Wenn eine Veränderung des Dynamikkompressionsfaktors ohne Verzögerung durchgeführt würde, dann wäre die sich ergebende Dynamik gleich dem Verhältnis der Maximal- und Minimalwerte, wobei sich nennenswerte Verzerrungen des Eingangssignals ergeben würden. Bei Veränderung derartiger Zeitintervalle beiIf a change in the dynamic range compression factor were made without delay, then the resulting dynamics would be equal to the ratio of the maximum and minimum values, whereby noteworthy Distortion of the input signal. When changing such time intervals at
Ansteigen wie auch Abfallen der Dynamikkompression ergibt sich zwar eine größere Dynamik, jedoch treten dabei, wie dies im folgenden noch beschrieben sein soll, relativ geringe Verzerrungen der Amplitude in Abhängigkeit der Zeit ein, während die auf Zeit bezogenen Informationen besser erhalten sind.An increase as well as a decrease in dynamic range compression results in greater dynamics, but occurs in this case, as will be described in the following, relatively small distortions of the amplitude as a function while the time-related information is better preserved.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Dynamikkompressionsspeicher MFC analog den Stufen TGC und DGC ausgebildet ist. welche die Kennziffer des Verstärkungsfaktors beeinflussen. Dieser Speicher MFC enthältIt should be pointed out that the dynamic compression memory MFC is designed analogously to the stages TGC and DGC . which influence the gain factor. This memory contains MFC
eigentlich keine richtige Beeinflussung des Dynamikkompressionsfaktors, sondern vielmehr eine codierte digitale Representation des Dynamikkompressionsfaktors, wobei diese codierte digitale Representation identisch derjenigen für die Umwandlung der Kennzif-actually no real influencing of the dynamic compression factor, but rather an encoded digital representation of the dynamic compression factor, where this coded digital representation is identical to the one for converting the code
fer in dem Verstärkungsfaktor ist. F.s sei darauf hingewiesen, daß alle bisher beschriebenen durchgeführten Funktionsabläufe unabhängig von dem Vorzeichen der digitalen Signale sind. Es ergibt sich somit, daß in den verschiedenen Einstellkreisen die eingestelltenfer in the gain factor. It should be noted that all of the previously described Functional processes are independent of the sign of the digital signals. It thus follows that the set in the various setting circles
Werte sowohl für positive wie auch für negative Signale Gültigkeit besitzen.Values for both positive and negative signals Have validity.
Fig.l zeigt ebenfalls Auslösekreise für die Dynamikkompression, welche in Verbindung mit seismischen Messungen verwendbar sind. Wenn eine seismischeFig.l also shows trigger circuits for dynamic compression, which can be used in connection with seismic measurements. If a seismic
Erdbebenwelle zu einem Zeitpunkt TB ausgelöst wird, dann beginnen in einem gewissen Zeitintervall nach diesem Zeitpunkt seismische Signale mit maximaler Amplitude aufzutreten. Demzufolge erscheint es vorteilhaft, die Funktionsweise des Dynamikkompressions- Earthquake wave is triggered at a point in time TB, then seismic signals with maximum amplitude begin to occur in a certain time interval after this point in time. As a result, it seems advantageous to check the functionality of the dynamic compression
kreises zu blockieren, solange Signale starker Amplitude nicht eingetroffen sind, damit Rauschsignale nicht in fngewünscht starkem Maße verstärkt werden. Um dies zu erreichen, ist in Fig.l ein Kreis TBgezeigt, welcher über eine Leitung LTB einen Blockierkreis CB as long as signals of strong amplitude have not arrived, so that noise signals are not amplified to the desired extent. To achieve this, a circuit TB is shown in Fig.l, which a blocking circuit CB via a line LTB
beeinflußt, sobald der Auslösezeitpunkt eingetreten ist. Ein Einstellkreis AS ist dazu da, um den Schwellwert festzulegen, bei welchem die eintreffenden Signale keine Dynamikkompression durchführen. Dieser Einstellkreis AS ist über eine Leitung LAS mit eineminfluenced as soon as the trigger time has occurred. A setting circuit AS is there to set the threshold value at which the incoming signals do not perform dynamic compression. This setting circuit AS is via a line LAS with a
Komparator CS verbunden, der ebenfalls über eine Leitung TRS das innerhalb des Schieberegisters RCi enthaltene digitale Signal mit fixierter Kommastelle empfängt. Sobald der Inhalt des Schieberegisters RCi Connected to the comparator CS , which also receives the digital signal with a fixed decimal point contained within the shift register RCi via a line TRS. As soon as the content of the shift register RCi
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unterhalb des eingestellten Wertes bleibt, ist der Blockierkreis CB blockiert. Dies bedeutet, daß eine Rückstellung auf Null des Schieberegisters RCl stattfindet, ohne daß der Kompressionsfaktor auf die Leitung LFC einen Einfluß hat. Sobald der Inhalt des Schieberegisters RCi oberhalb des eingestellten Schwellwertes ansteigt, gibt der Komparator CS auf seine Ausgangsleitung LAS einen Befehl an den Blockierkreis CB, so daß letzterer nunmehr eine Dynamikkompression innerhalb des Schieberegisters RCl durchführen läßt. Der Komparator CD ist zu diesem Zweck über eine Leitung LCD mit dem Rückstelleingang des Schieberegisters RC2 verbunden.If the value remains below the set value, the blocking circuit CB is blocked. This means that the shift register RCl is reset to zero without the compression factor having an influence on the line LFC. As soon as the content of the shift register RCi rises above the set threshold value, the comparator CS sends a command to the blocking circuit CB on its output line LAS , so that the latter can now perform dynamic compression within the shift register RCl. For this purpose, the comparator CD is connected to the reset input of the shift register RC2 via a line LCD .
In dem Folgenden soll ein Beispiel mit numerischen Werten für das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben werden. Die Dynamik der seismischen Signale liegt in der Größenordnung von 120 dB. Diese seismischen Signale werden vorzugsweise mit Hilfe einer Mantisse dargestellt, welche aus vierzehn signifikanten binären Zahlenwerten besteht. Ferner ist eine Kennziffer vorgesehen, welche mit Werten von 0 bis 7 Verschiebungen jeweils um zwei Stellenwerte durchführen kann.The following is an example with numerical values for the one shown in FIG. 1 illustrated embodiment of the invention are given. The dynamics of the seismic signals are in the order of magnitude of 120 dB. These seismic signals are preferred represented with the help of a mantissa, which consists of fourteen significant binary numerical values. Furthermore is an index number is provided, which with values from 0 to 7 shifts by two places can perform.
Die Kennziffer besteht somit aus drei binären Zahlen mit den binären Zahlenwerten 000 bis 111. Demzufolge ist die Decodierstufe DGC ein Register, welches drei binäre Positionen aufweist. Das Schieberegister RCi dagegen, welches das digitale Signal mit fixierter Kommastelle bildet, besteht aus 14 + 7 ■ 2 — d. h. 28 — Binärpositionen. Die Mantisse wird in die vierzehn höheren Zahlenwerte des Schieberegisters eingeführt. Anschließend wird eine Anzahl von Verschiebungen durchgeführt, welche durch die in der Decodierstufe DGCdecodierten Kennziffern möglich ist. Alle binären Positionen des Schieberegisters RCi werden dem Schieberegister RC2 zugeführt, welches demzufolge ebenfalls 28 binäre Positionen bzw. Bits aufweist.The code number thus consists of three binary numbers with the binary numerical values 000 to 111. Accordingly, the decoding stage DGC is a register which has three binary positions. The shift register RCi, on the other hand, which forms the digital signal with a fixed decimal point, consists of 14 + 7 ■ 2 - ie 28 - binary positions. The mantissa is introduced into the fourteen higher numerical values of the shift register. A number of shifts is then carried out, which is possible due to the code digits decoded in the decoding stage DGC. All binary positions of the shift register RCi are fed to the shift register RC2 , which accordingly also has 28 binary positions or bits.
Die Einstellung des Anfangswertes des Dynamikkompressionsfaktors in dem Einstellkreis FCI hängt von der Größenordnung der Eingangssignale ab. Die Kapazität des Speichers MFC leitet daraus die Anzahl der binären Positionen ab.The setting of the initial value of the dynamic compression factor in the setting circuit FCI depends on the magnitude of the input signals. The capacity of the memory MFC derives the number of binary positions from this.
Die bereits erwähnten Maximal- und Minimalwerte werden einerseits auf die Hälfte und andererseits ai^f'/« bzw. Vie des vollen Maßstabs des Schieberegisters RCl eingestellt. Die Leitung LMX entsprechend dem Maximalwert ist demzufolge mit jener Binärposition verbunden, welche dem oberen Grenzwert entspricht. Der Testkreis TNX spricht an, wenn die entsprechende Binärposiiion einen logischen Zustand »1« aufweist; je nachdem, ob der Minimalwert Ve oder '/i6 beträgt, ist die Leitung LMN mit drei oder vier Binärpositionen verbunden. Ein Zustand »0« in der einen Binärposition des Schieberegisters RCl zeigt somit an, daß die eingespeicherte Binärzahi niedriger als die Hälfte des vollen Maßstabes ist. Drei oder vier Zustände »0«, in den drei oder vier Binärpositionen zeigen dagegen an, daß der Inhalt des Schieberegisters RC2 niedriger als Ve oder Vib des vollen Maßstabes ist Der Einstellkreis AMN wirkt auf den Testkreis TMN, um den ^ Minimalwert wahlweise auf Ve oder '/ι6 einzustellen.The maximum and minimum values already mentioned are set on the one hand to half and on the other hand ai ^ f '/ «or vie of the full scale of the shift register RCl . The line LMX corresponding to the maximum value is therefore connected to that binary position which corresponds to the upper limit value. The test circuit TNX responds when the corresponding binary position has a logic state "1"; depending on whether the minimum value is Ve or '/ i6, the line LMN is connected to three or four binary positions. A state "0" in one of the binary positions of the shift register RCl thus indicates that the stored binary number is lower than half of the full scale. Three or four states "0" in the three or four binary positions other hand, indicate that the contents of the shift register RC2 lower than Ve or Vib full scale The setting circuit AMN acts on the test circuit TMN to the ^ minimum value either on Ve or '/ ι6 to set.
Es ist einleuchtend, daß der Komparator CS, welcher eine Information über das in dem Schieberegister Rd enthaltene Signal erhält, nur mit einigen Stellenwerten des Schieberegisters KCI verbunden ist, wobei diese 6_ Stellenwerte gemäß den durch den Einstellkreis eingestellten Schwellwerten gewählt sind.It is evident that the comparator CS, which receives information about the signal contained in the shift register Rd , is only connected to a few place values of the shift register KCI, these 6 place values being selected according to the threshold values set by the setting circuit.
Es ereibt sich somit, daß die in F i g. 1 dargestellte Anordnung zwei Schieberegister großer Kapazität mit beispielsweise 28 Bits aufweist, welche in entgegengesetzter Richtung arbeiten.It thus happens that the in F i g. 1 shown Arrangement has two large capacity shift registers with, for example, 28 bits, which in opposite Work direction.
Es besteht jedoch die Möglichkeit einer Verwendung einer Anordnung gemäß Fig.1, bei welcher ein einziges Schieberegister geringerer Kapazität verwendet wird, wobei der Multiplikationsfaktor in Form einer Kennziffer und der Dynamikkompressionsfaktor zuerst einer algebraischen Addition ausgesetzt werden, bevor sie dem Schieberegister zugeführt werden. Es sei dabei erinnert, daß die Kennziffern lagarithmische Ausdrücke sind und daß ihre algebraische Addition einer Muliiplikation oder Division der dazugehörigen Faktoren entspricht. Diese vorteilhafte Variante ist in der F i g. 2 dargestellt.However, there is the possibility of using an arrangement according to FIG single shift register of smaller capacity is used, the multiplication factor in the form of a The index number and the dynamic compression factor are first subjected to an algebraic addition before they are fed to the shift register. It should be remembered that the indices are lagarithmic expressions and that their algebraic addition is a multiplication or division of the associated factors is equivalent to. This advantageous variant is shown in FIG. 2 shown.
Die gegenüber der Ausführungsform von Fig.1 identischen Elemente von F i g. 2 sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Er. sind somit Eingangsleitungen SNE vorgesehen, welche mit den Stufen MS und GCverbunden sind. Diese empfangen die Mantisse und die Kennziffer. Die Stufe GC ist über eine Leitung LG mit einer Decodierstufe DGC verbunden. Die Mantisse wird von der Stufe MS über eine Mehrzahl von Leitungen LM einem einzigen Schieberegister RCU zugeführt.The elements of FIG. 1 which are identical to the embodiment of FIG. 2 are provided with the same reference numerals. He. input lines SNE are thus provided, which are connected to the stages MS and GC . These receive the mantissa and the code number. The stage GC is connected to a decoding stage DGC via a line LG . The mantissa is fed from the stage MS via a plurality of lines LM to a single shift register RCU.
Man weiß, daß die maximale Dynamik einer Analogaufzeichnung 40 bis 50 dB beträgt. Es ergibt sich, daß ein Signal mit fixierter Kommastelle für eine derartige Aufzeichnung notgedrungenermaßen sieben oder acht Binärpositionen benötigt. Da die beiden Verschiebungen bezüglich des Multiplikationsfaktors — d. h. der Kennziffer und des Dynamikkompressionsfaktors — in entgegengesetzter Richtung verlaufen, sind die vierzehn Signifikaten Bits der Mantisse vollkommen ausreichend, so daß das Schieberegister RCU vorzugsweise auf eine Kapazität von vierzehn Bits bzw. Binärpositionen beschränkt werden kann. Dieses einzige Schieberegister RCU ist über eine Ausgangsleitung LS mit einem Ausgangsregister RS verbunden, das selber über eine Leitung LU Ausgangssignale der Dynamikkompressionseinrichtung abgibt.It is known that the maximum dynamic range of an analog recording is 40 to 50 dB. The result is that a signal with a fixed decimal point necessarily requires seven or eight binary positions for such a recording. Since the two shifts with regard to the multiplication factor - i.e. the code number and the dynamic compression factor - run in opposite directions, the fourteen significant bits of the mantissa are completely sufficient so that the shift register RCU can preferably be limited to a capacity of fourteen bits or binary positions. This single shift register RCU is connected via an output line LS to an output register RS , which itself emits output signals of the dynamics compression device via a line LU.
Gemäß Fig.2 sind zusätzlich Leitungen LMX und LMN vorgesehen, welche den logischen Zustand einer bestimmten Anzahl der oberen Binärpositionen des Schieberegisters RCU übertragen, so wie dies ebenfalls bei der Ausführungsform gemäß Fig.1 der Fall ist. Die Leitungen LMX und LMN sind mit entsprechenden Tesikreisen TMX und TMN verbunden, welche entsprechende Paare von Ausgangsleitungen LKO, LXN. LNO und LNN aufweisen. Der Testkreis TNN empfängt den Minimalwert des Einstellkreises AMN. According to FIG. 2, lines LMX and LMN are additionally provided which transmit the logic state of a certain number of the upper binary positions of the shift register RCU , as is also the case in the embodiment according to FIG. The lines LMX and LMN are connected to corresponding Tesa circuits TMX and TMN , which correspond to pairs of output lines LKO, LXN. Have LNO and LNN . The test circuit TNN receives the minimum value of the setting circuit AMN.
Zusätzlich ist der Einstellkreis AD über eine Leitung mit einem Komparator CD verbunden, während der Einstellkreis AC über eine Leitung LAC mit einem Komparator CC verbunden isL Die entsprechenden Ausgangsleitungen LD und LC der Komparatoren CD und CC bewirken bei ihrer Aktivierung eine Verringerung bzw. eine Erhöhung des Inhalts des Dynamikkompressionsfaktorspeichers MFC Dieser Speicher MFC erhält von dem Anzeigtkreis FC/über eine Leitung LFl einen Anfangswert des Dynamikkompressionsfaktors. Der Speicher MFC ist über eine Mehrzahl vco Leitungen LFC mit einem algebraischen Addierer At verbunden, welcher über eine Leitung LDC ebenfalls den Inhalt der Decodierstufe DGC — d.h. die Kennziffer — erhält. Der Ausgang dieses algebraischen Addierers AF ist über eine leitung LFC mit dem Schieberegister RCM verbunden, welches eine entspre-In addition, the setting circuit AD is connected via a line to a comparator CD, during the set up AC isL connected via a line LAC with a comparator CC The corresponding output lines LD and LC of the comparators CD and CC cause, when activated, a reduction or an increase of Contents of the dynamic compression factor memory MFC This memory MFC receives an initial value of the dynamic compression factor from the display circuit FC / via a line LF1. The memory MFC is connected via a plurality of vco lines LFC to an algebraic adder At , which also receives the content of the decoding stage DGC - ie the code number - via a line LDC. The output of this algebraic adder AF is connected to the shift register RCM via a line LFC, which has a corresponding
:hende Verschiebung gemäß deir Resultat der algebraischen Addition durchführt: moving shift according to the result of the algebraic Performs addition
Aus dem Vorangegangenen ergibt sich, daß der Speicher zur Erhöhung und der Speicher zur Erniedrigung der Dynamikkompression niemals gleichzeitig arbeiten. Die in Fig.2 dargestellte Anordnung ist demzufolge mit einem Speicher MDCDfOr ansteigende und abfallende Zeitintervalle verbunden, dessen Inhalt entweder Ober die Leitung LXO oder die Leitung LNO jeweils um eine Einheit erhöht werden kann. Der Inhalt dieses Speichers MDCB wird über zwei Ausgangsleitungen LCD und LCCabgegeben, welche mit entsprechenden Komparatoren CD und CC verbunden sind. Der Speicher MDCD kann über Leitungen LXN und LNN auf »0« zurückgestellt werden, und zwar nur dann, wenn diese beiden Leitungen gleichzeitig oder wenn eine der zu diesem Zweck mit dem Speicher MDCD verbundenen Leitungen LD oder LCaktiviert sind.It follows from the foregoing that the memory for increasing and the memory for decreasing the dynamic range compression never work at the same time. The arrangement shown in FIG. 2 is consequently connected to a memory MDCDfOr increasing and decreasing time intervals, the content of which can be increased by one unit either via the line LXO or the line LNO. The content of this memory MDCB is output via two output lines LCD and LCC , which are connected to corresponding comparators CD and CC . The MDCD memory can be reset to "0" via lines LXN and LNN , and only if these two lines are activated at the same time or if one of the lines LD or LC connected to the MDCD memory for this purpose is activated.
Bei Aktivierung von einer der Leitungen LXO und LNO wird der Zustand eines Richtungsänderungsspeichers MS Vbeeinfluß. Dieser Speicher MSVisl an seinen beiden Ausgängen mit den Leitungen LVD und LVC verbunden. Je nach der Richtung der auftretenden Veränderungen wird der Inhalt des Speichers MDCD — gleichzeitig mit den Signalen auf den Leitungen LCD und LCC- den Komparatoren CDund CCzugeführtWhen one of the lines LXO and LNO is activated, the state of a direction change memory MS V is influenced. This memory MSVisl is connected to the lines LVD and LVC at its two outputs. Depending on the direction of the changes occurring, the content of the memory MDCD is fed to the comparators CD and CC simultaneously with the signals on the lines LCD and LCC
Es ergibt sich somit dieselbe Funktionsweise wie bei der Anordnung in Fig.l. Die Anordnung gemäß F i g. 2 ist jedoch einfacher und bewirkt eine raschere Dynamikkompression, was durch die verringerte Anzahl der vorhandenen Verschiebungen bedingt ist.This results in the same functionality as in the arrangement in Fig.l. The arrangement according to F i g. 2, however, is simpler and causes a faster dynamic range compression, which is due to the reduced Number of existing shifts is conditional.
Die in F i g. 3 dargestellte Anordnung weist gegenüber der Anordnung von Fig.2 zusätzlich einen Auslösekreis für die Dynamikkompression auf, welcher mit Ausnahme von zwei geringfügigen Unterschieden gegenüber der von Fig.l identisch ist Das digitale Eingangssignal ist nämlich nicht mit fixierter Kommastelle verfügbar. Demzufolge wird der Inhalt der Stufe GC über eine Leitung LGAS geleitet welche den Einstellkreis AS gemäß dem Multiplikationsfaktor der Mantisse verändert Diese Mantisse wird von der Stufe MS über eine Leitung LMS dem Komparator CS zugeführt. Der Komparator CS bewirkt somit einen Vergleich der Mantisse mit einem Schwellwert welcher mit dem innerhalb der Stufe GC vorhandenen Multiplikationsfaktor multipliziert ist Die Wirkungsweise des Blockierkreises CB entspricht einer Rückstellung auf »0«, welche über eine Leitung LCB direkt an einem Ausgangsregister RSdurchgeführt wird.The in F i g. The arrangement shown in FIG. 3 has, compared to the arrangement of FIG. Accordingly, the content of the stage GC is conducted via a line LGAS which changes the setting circuit AS in accordance with the multiplication factor of the mantissa. This mantissa is fed from the stage MS to the comparator CS via a line LMS. The comparator CS thus effects a comparison of the mantissa with a threshold value which is multiplied by the multiplication factor present within the GC stage. The mode of operation of the blocking circuit CB corresponds to a reset to "0", which is carried out via a line LCB directly to an output register RS .
Bei einer ersten Art von Ausführungsform mit einer Schwellwertauslösung ist die Anfangseinstellung der Dynamikkompression so lange blockiert, bis das Eingangssignal des Dynamikkompressionskreises einen bestimmten Schwellwert übersteigt Bei Beginn der Dynamikkompression wird somit ein Anfangskompressionsfaktor verwendet. Eine derartige Anordnung vermeidet eine ungewünschte Verstärkung des Rauschens, welches bereits vor dem Eintreffen von Meßsignalen anwesend ist. Ein kurzzeitiges Rauschen mit hoher Amplitude kann jedoch vorzeitig eine ^0 Auslösung eines Dynamikkompressionskreises bewirken. Dies hat zur Folge, daß ein sehr schwacher Dynamikkompressionsfaktor und damit ein sehr großer Verstärkungsfaktor vorhanden ist sobald das Rauschen wieder auf seinen Normalwert zurückkehrt. Der Anfang ^, der Meßsignale, welche somit einer zu starken Verstärkung ausgesetzt sind, werden somit unbrauchbar. Eine zu starke Verstärkung führt nämlich zu einer Sättigung wobei eine Zurückführung nur nach einem gewissen Zeitintervall durchgeführt wird.In a first type of embodiment with a threshold value triggering, the initial setting of the dynamic range compression is blocked until the input signal of the dynamic range compression circuit exceeds a certain threshold value. Thus, an initial compression factor is used at the start of dynamic range compression. Such an arrangement avoids an undesired amplification of the noise, which is already present before the arrival of measurement signals. However, a short time noise with a high amplitude can leave a ^ 0 triggering cause a dynamic compression circuit. As a result, there is a very weak dynamic range compression factor and thus a very large gain factor as soon as the noise returns to its normal value. The beginning ^ of the measurement signals, which are thus exposed to excessive amplification, are thus unusable. Too strong a gain leads to saturation, with feedback only being carried out after a certain time interval.
Im Fall einer Multiplexeinnchtung mit einer Mehrzahl von getrennten Meßleitungen, welche mit entsprechenden Geophonen verbunden sind, erscheint es notwendig, eine ebenso große Anzahl von Block.ereinrichtungen vorzusehen, wie einzelne Meßle.tungen vorhanden sind. Alle Leitungen werden jedoch demselben Dvnamikkompressionskreis zugeführt. Die Verzöeerungsspeicher für die Kompressionsfaktoren sind zahlenmäßig gleich der Anzahl von Meßleitungen und zweckmäßigerweise auf synchrone We.se m.t der Multiplexeinrichtung verbunden . β . „In the case of a multiplex device with a plurality of separate measuring lines which are connected to corresponding geophones, it appears necessary to provide as large a number of block devices as there are individual measuring lines. However, all lines are fed to the same dynamic compression circuit. The delay memories for the compression factors are numerically equal to the number of measuring lines and are expediently connected to the multiplex device in a synchronous manner. β . "
Bei einer zweiten Ausführungsform der Schwtllwertauslösung werden die Anfangsbedingungen bis zu einem vorgegebenen Zeitpunkt von einem Sperrkreis der beiden Testkreise geliefert, wodurch der Dynamikkompressionsfaktor bis zu diesem Zeitpunkt auf einem konstanten Wert gehalten istIn a second embodiment of the threshold value release are the initial conditions up to a predetermined point in time by a lock-out circuit of the supplied to both test circuits, whereby the dynamic range compression factor up to this point in time on one is kept constant
Bei einer derartigen Ausführungsform fur multiplexe Signale mit einer Mehrzahl von Meßleitungen insbesondere für seismische Signale - wird ein bestimmter Zeitpunkt für den Beginn der Dynamikkompression für ,ede Meßleitung festgelegt, wöbe, diese Zeitpunkte von dem Auslösezeitpunkt TB fur die seismischen Wellen gerechnet ist. Nach einem bestimmten Zeitintervall werden die anderen Kanäle entsprechend einer arithmetischen Reihe in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeschaltet.In such an embodiment for multiplex signals with a plurality of measuring lines, in particular for seismic signals, a specific point in time for the start of dynamic compression is established for each measuring line, if these points in time are calculated from the triggering point TB for the seismic waves. After a certain time interval, the other channels are switched through according to an arithmetic series at predetermined time intervals.
pig 4 zeigt in ihrem unteren Bereich die Testkreise TMXund ΤΛίΛ/fürden Maximal- und den Minimalwert. Diese beiden Testkreise können den Speicher MDCD auf »0« zurückstellen, sobald die Leitungen LXN und / NN gleichzeitig aktiviert werden. Im entgegengesetz-Ώΐ bewirkfeiner der Kreise TNX oder 7NNfOr jedes multiplexe Digitalsigr.al eine Zunahme des Inhalts des Speichers MDCDum einen Einheitswert.pig 4 shows the test circles TMX and ΤΛίΛ / for the maximum and minimum value in its lower area. These two test circuits can reset the memory MDCD to "0" as soon as the lines LXN and / NN are activated simultaneously. In the opposite direction of the circles TNX or 7NNfOr each multiplex digital signal causes an increase in the content of the memory MDCD by a unit value.
Der Inhalt dieses Speichers wird über die Leitungen LCC und LCD den Komparatoren CC und CD zueeführt Die Komparatoren CCund CD erhalten über Leitungen LACund LAD vorgewählte Vergleichsweise. Diese Komparatoren bewirken dann über die Leitungen LC und LD eine Zunahme bzw. Abnahme des Faktors der Dynamikkompression.The content of this memory is fed to the comparators CC and CD via the lines LCC and LCD. The comparators CC and CD receive preselected comparisons via lines LAC and LAD. These comparators then bring about an increase or decrease in the dynamic compression factor via the lines LC and LD.
Die Testkreise TMX und TMN weisen einen Sperreingang auf, welcher derart arbeitet daß ein an diesen Eingängen vorhandenes Sperrsignal eine Aktivierung auf den Ausgangsleitungen LXO, LXN, LNO und L/VNverhindert Demzufolge kann in dem Speicher MDCD keine Verzögerung gespeichert werden. Der Dynamikkompressionsfaktor bleibt somit auf einem konstanten Wert, welcher bei der in F. g 2 dargestellten Anordnung einem Wert entspricht, der zur Einstellung des Anfangswertes des Kompressionsfak torsvondemEinstellkreis FC!abgegeben.st.The test circuits TMX and TMN have a blocking input which operates in such a way that a blocking signal present at these inputs prevents activation on the output lines LXO, LXN, LNO and L / VN. As a result, no delay can be stored in the memory MDCD. The dynamic compression factor thus remains at a constant value which, in the case of the arrangement shown in F. g 2, corresponds to a value which is output by the setting circuit FC! For setting the initial value of the compression factor.
Das Sperrsignal für die Testkreise TMK und ΓΜΛ wird über eine Leitung LCI von einem in Fig.< dargestellten Steuersperrkreis CCI abgegeben unc zwar in Abhängigkeit von Signalen, d.e gemäß de. folgenden Beschreibung im wesentlichen bei se.smi sehen Anwendungen auftretenThe blocking signal for the test circuits TMK and ΓΜΛ is emitted via a line LCI from a control blocking circuit CCI shown in FIG. The following description essentially occurs in se.smi applications
Ganz allgemein werden die Meßwandler bzw Geophone, welche eine Mehrzahl von elektrische. Signalen seismischen Ursprungs empfangen, in gleiche Abständen angeordnet, und zwar in einem gewisse Abstand von dem Punkt, bei welchem die seismische Schwingungen ausgelöst werden. Diese se.sm.sche Signale werden in multiplexer Form digital aufgezeicrIn general, the transducers or Geophones, which are a plurality of electrical. Signals of seismic origin received, in same At a certain distance from the point at which the seismic Vibrations are triggered. These se.sm.sche signals are digitally recorded in multiplex form
net, wobei das Hauptziel der Dynamikkompression der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Kontrolle bzw. ein Playback der multiplexer! digitalen Signale nach Aufzeichnung in Form von Analogsignalen durchführen zu können.net, the main objective of the dynamic range compression of the present invention being to provide control or a playback of the multiplexer! digital signals after recording in the form of analog signals to be able to perform.
Bei einer zweiten Ausführungsform des Sperrkreises beginnt die Dynamikkompression mit einer Verzögerung in bezug auf den Zeitpunkt TB, und zwar im Hinblick auf eine oder zwei Kanäle der Multiplexeinrichtung. Im Hinblick auf die anderen Kanäle beginnt die Dynamikkompression mit zunehmenden Verzögerungen entsprechend einer arithmetischen Reihe, wobei eine bestimmte Entsprechung gegenüber der Anordnung der Geophone in dem Erdboden vorhanden ist.In a second embodiment of the trap circuit, the dynamic compression begins with a delay with respect to the time TB, specifically with respect to one or two channels of the multiplex device. With regard to the other channels, dynamic compression begins with increasing delays in accordance with an arithmetic series, with a certain correspondence with the arrangement of the geophones in the ground.
Gemäß den verwendeten Anordnungen der Geophone bestehen zwei Möglichkeiten, je nachdem, ob das erste Geophon am nächsten oder am weitesten von der Auslösestelle angeordnet ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, zwei Geophone in der Mitte der Linie von Geophonen im wesentlichen in gleichem Abstand von dem Auslösepunkt anzuordnen, während die anderen Geophone auf beiden Seiten zu den zuerst genannten mittleren Geophonen angeordnet sind.According to the arrangement of the geophones used, there are two options, depending on whether the first geophone is located closest or farthest from the trigger point. However, there is also the Possibility of placing two geophones in the middle of the line of geophones essentially equidistant from each other the trip point, while the other geophones on either side of the former middle geophones are arranged.
In F i g. 4 ist ein Kreis TB dargestellt, welcher die Ankuft des Impulses TB (Timebreak) entsprechend dem Zeitpunkt, zu welchem die Explosion durchgeführt wird, ipeichert. Ein Einstellkreis ANV für die Nummern der Kanäle, welcher zuvor von Hand eingestellt wird, wird über die Leitung LTB durch Speicherung des Impulses TB wirksam gemacht, wodurch in einer Mehrzahl von Speichern MNV, deren Anzahl gleich der Anzahl von Kanälen ist, die Nummern der entsprechenden Kanäle über die Leitungen LAN Veingespeichert werden.In Fig. 4 shows a circle TB which ensures the arrival of the pulse TB (time break) corresponding to the point in time at which the explosion is carried out. A setting circuit ANV for the numbers of the channels, which is previously set manually, is made effective via the line LTB by storing the pulse TB , whereby the numbers of the corresponding in a plurality of memories MNV, the number of which is equal to the number of channels Channels can be saved via the LAN V lines.
Die in F i g. 4 dargestellte Anordnung weist ebenfalls einen Generatorkreis für die Reihenfolge auf. Dieser Generatorkreis weist einen Zeitgenerator BTC auf, welcher in sich wiederholenden Zeitabständen Signale sbgibt, wobei das Zeitintervall gleich zwei Millisekunden gewählt werden kann. Dieser Zeitgeneralor dient zur Erzielung eines Zeitmaßstabes bezüglich des Zeitpunktes TB, welcher Zeitmeßstab für die Auslösung der Dynamikkompression auf den verschiedenen Kanälen verwendet wird. Der Ausgang des Zeitgenerators BTC ist über eine Leitung LBTC mit einem Verzögerungszähler DD verbunden, welcher zu Beginn der Dynamikkompression die verschiedenen Kanäle beeinflußt. Der Zähler DD weist zwei Eingänge auf, von welchen der eine über eine Leitung LTOC mit einem zuvor eingestellten Verzögerungskreis 7OC verbunden ist. Dieser Verzögerungskreis TOC wird von einer Bedienungsperson zuvor eingestellt und ein einziges Mal beim Auftreten eines Signals auf der Leitung LTB aktiviert, sobald das Signal TB auftritt. Der andere Eingang, welcher auf die gleiche Weise wie der Eingang für die Stufen des Zählers DD arbeitet, ist über eine Leitung LPC mit einem zuvor eingestellten Kreis PC verbunden. Der Kreis PC wird dabei aktiviert, um den Zähler bei jeder Aktivation des Ausgangs des Zählers DD auf einen Wert P zu bringen, wodurch angezeigt ist, daß letzterer einen Wert »0« aufweist.The in F i g. 4 also has a generator circuit for the sequence. This generator circuit has a time generator BTC which emits signals sb at repeating time intervals, the time interval being able to be selected to be equal to two milliseconds. This time general is used to achieve a time scale with regard to the point in time TB, which time scale is used for triggering the dynamic range compression on the various channels. The output of the time generator BTC is connected via a line LBTC to a delay counter DD , which influences the various channels at the beginning of the dynamic range compression. The counter DD has two inputs, one of which is connected to a previously set delay circuit 7OC via a line LTOC. This delay circuit TOC is previously set by an operator and activated once when a signal occurs on the line LTB , as soon as the signal TB occurs. The other input, which works in the same way as the input for the stages of the counter DD , is connected to a previously set circuit PC via a line LPC . The circuit PC is activated in order to bring the counter to a value P each time the output of the counter DD is activated, which indicates that the latter has a value "0".
Der Ausgang des Zählers DD wird über eine Leitung LDD einem Zähler CNO zugeführt, dessen Zählwerk um eine Einheit zunimmt, jedesmal wenn der Ausgang des Zählers DD angibt, daß letzterer einen Wert »0« aufweist.The output of the counter DD is fed via a line LDD to a counter CNO whose counter increases by one unit each time the output of the counter DD indicates that the latter has a value "0".
Ein Komperator CNV ist über Leitungen LCNO mit den Ausgängen des Zählers CNO verbunden, während Leitungen LMNV für die Multiplexanordnung mit denjenigen der Speicher für die Nummern der Kanäle MNV verbunden sind, welche dem gerade behandelten Kanal entsprechen. Der Komparator CNV liefert ein Ausgangssignal auf die Leitung LNV, sobald die Zählung des Zählers CNO gleich dem des Speichers MN Vdes gerade behandelten Kanals ist. In diesem Fall wird der Sperrkreis, weicher im Zeitpunkt des Einlaufens des Impulses TB über die Leitung LTB aktiviert worden ist, positionsmäßig gesperrt, so daß die Dynamikkompression für den gerade behandelnden Kana! beginnt.A comparator CNV is connected to the outputs of the counter CNO via lines LCNO , while lines LMNV for the multiplex arrangement are connected to those of the memories for the numbers of the channels MNV which correspond to the channel being dealt with. The comparator CNV supplies an output signal on the line LNV as soon as the count of the counter CNO is equal to that of the memory MN V of the channel just processed. In this case, the blocking circuit, which was activated at the time of the arrival of the pulse TB via the line LTB , is blocked in terms of position, so that the dynamic compression for the Kana! begins.
Der Faktor der Dynamikkompression bleibt demzufolge konstant und gleich dem durch den Einstellkreis FCl der F i g. 2 gegebenen Wert, bis die Dynamikkompression beginnt. Ein nicht dargestellter Bitspeicher für jeden Kanal speichert die Information, daß die Dynamikkompression ausgelöst worden ist und daß dieselbe in dem Folgenden fortgeführt werden soll.The dynamic compression factor therefore remains constant and the same as that provided by the setting circuit FC1 in FIG . 2 until dynamic range compression starts. A bit memory (not shown) for each channel stores the information that the dynamic range compression has been triggered and that the same is to be continued in the following.
Auf diese Weise wird der Kanal mit der Nummer »1« einer ersten Dynamikkompression nach einem Zeitintervall TO ausgesetzt, wobei dieses Zeitintervall ein Vielfaches der Periode des Zeitgenerators BTC ist. Die Dynamikkompression beginnt daraufhin für die anderen Kanäle in der Ordnung der Nummern der Kanäle, wobei die Verzögerungen gemäß einer arithmetischen Progression ansteigen und wobei die auftretenden Zeitintervalle ein Vielfaches der Periode des Zeitgenerators BTCsind. Es ist einleuchtend, daß die Kanäle dieselben Nummern aufweisen können, insbesondere dann, wenn die Erdbebenwelle im Mittelpunkt der Geophonreihe ausgelöst wird.In this way, the channel with the number "1" is subjected to a first dynamic range compression after a time interval TO , this time interval being a multiple of the period of the time generator BTC . The dynamic range compression then begins for the other channels in the order of the channel numbers, the delays increasing in accordance with an arithmetic progression and the time intervals occurring being a multiple of the period of the time generator BTC . It is evident that the channels can have the same numbers, especially if the earthquake wave is triggered in the center of the geophone row.
Die Werte von TO und P sind vorzugsweise derart gewählt, daß die Dynamikkompression kurz nach Einlaufen der ersten seismischen Signale auf jedem Kanal stattfindet. Der anfängliche Kompressionsfaktor ist ferner derart eingestellt, daß vor dem Beginn der Dynamikkompression ein Rauschen nicht auftritt, während die seismischen Signale korrekt am Ausgang des Dynamikkompressionskreises — d. h. des Ausgangsregisters RS von F i g. 2 — auftreten.The values of TO and P are preferably selected such that the dynamic range compression takes place shortly after the arrival of the first seismic signals on each channel. The initial compression factor is also set in such a way that noise does not occur before the dynamic compression begins, while the seismic signals are correct at the output of the dynamic compression circuit - ie the output register RS of FIG. 2 - occur.
Die in F i g. 4 dargestellten Kreise weisen den Vorteil auf, daß die Dynamikkompression nicht vorzeitig durch ein starkes Rauschen ausgelöst werden kann. Zusätzlich sind die vor dem Beginn der Dynamikkompression auftretenden Signale an Stelle eines willkürlich gewählten Wertes von »0« mit einem anfänglichen eingestellten Kompressionsfaktor vorhanden.The in F i g. The circles shown in FIG. 4 have the advantage to ensure that the dynamic range compression cannot be prematurely triggered by excessive noise. Additionally are the signals occurring before the start of dynamic range compression instead of an arbitrarily selected one Value of »0« with an initial set compression factor.
F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung von F i g. 4, bei welcher der Speicher MDCD jedes Multiplexkanals zur Speicherung der durch den Kreis ANV festgelegten Nummer dieses Kanals verwendet wird. Der Ausgang jedes Speichers MDCD ist demzufolge über einen nicht dargestellten Multiplexkommutator mit einem Komparator CNV verbunden. Da die Speicher MDCD vor dem Beginn der Dynamikkompression keine eingespeicherten Verzögerungswerte aufweisen, können dieselben als Speicher der Nummern der Kanäle verwendet werden. Da die Tatsache, daß die Dynamikkompression auf einem Kanal begonnen worden ist, gespeichert wird, besteht kein Nachteil darin, daß die nummernmäßig festgelegte Reihenfolge der Kanäle zu Beginn der Dynamikkompression durch die Testkreise gelöscht wird. Es kann jedoch festgestellt werden, daß der anfängliche Kompressionsfaktor von der Bedienungsperson derart gewählt werden muß, daß jeder Speicher MDCD auch zu Beginn der Dynamikkompression auf »0« zurückgestellt wird. Demzufolge erscheint es vorteilhaft, jedenF i g. 5 shows a modified embodiment of the arrangement of FIG. 4, in which the MDCD memory of each multiplex channel is used to store the number of this channel determined by the ANV circuit. The output of each memory MDCD is consequently connected to a comparator CNV via a multiplex commutator ( not shown). Since the MDCD memories do not have any stored delay values before the dynamic compression starts, they can be used as memories of the channel numbers. Since the fact that the dynamic range compression has been started on a channel is stored, there is no disadvantage that the numerical order of the channels is deleted at the start of dynamic range compression by the test circuits. However, it can be stated that the initial compression factor must be selected by the operator in such a way that each memory MDCD is reset to "0" even at the beginning of dynamic range compression. Hence it seems beneficial to everyone
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Speicher MDCD systematisch zu Beginn der Dynamikkompression des entsprechenden Kanals auf »0« zurückzustellen. Systematically reset the MDCD memory to "0" at the beginning of the dynamic compression of the corresponding channel.
Da die Nummer der innerhalb der Speicher MDCD enthaltenen Kanäle größer als die durch die Verzöge- s rungen für die Erhöhung oder Erniedrigung des Kompressionsfaktors sein können und da der Inhalt des Vorzeichenveränderungsspeichers MSV sowohl eine Erhöhung als auch eine Erniedrigung anzeigen kann, ist es notwendig, daß das Ausga^gsssignal des Kreises CCl ebenfalls den Komparator CC und CD zugeführt wird, um eine Aktivierung der Leitungen LC und LD zu verhindern, solange die Testkreise gesperrt sind.Since the number of the channels contained within the MDCD memory can be greater than that caused by the delays for increasing or decreasing the compression factor and since the content of the sign change memory MSV can indicate both an increase and a decrease, it is necessary that the output signal of the circuit CCl is also fed to the comparator CC and CD in order to prevent activation of the lines LC and LD as long as the test circuits are blocked.
Mit Ausnahme der obigen Ausführungen sind die einzelnen Kreise von Fig.5 denen von Fig.4 identisch.With the exception of the above, the individual circles of Figure 5 are those of Figure 4 identical.
Bei Anwendungen mit seismischen digitalen Signalen mit fluktuierender Kommastelle sind sehr zufriedenstellende Resultate erzielt worden, wobei die Zeitverzögerung für die Veränderung des Kompressionsfaklors zwischen 1- und lOmal der Pseudoperiode der Oszillationen betrugt, welche die Erdbebensignale bilden. Die Zeitverzögerung wird demzufolge in der Größenordnung der Periode der Grundfrequenz der seismischen Signale gewählt. Der einstellbare Anfangswert des Kompressionsfaktors sowie der minimale Testwert werden in Abhängigkeit der örtlichen Experimentierbedingungen gewählt. So wie dies bereits erwähnt worden ist, erhält man im Rahmen der vorliegenden Erfindung seismische Signale verringerter Dynamik, bei welchen eine geringe Amplitudenverzerrung auftritt, während die seitlichen Informationen sehr leicht direkt an der Außenstelle auswertbar sind.Applications with seismic digital signals with fluctuating decimal places are very satisfactory Results have been obtained using the time lag for the change in the compression factor between 1 and 10 times the pseudo-period of the Oscillations that form the earthquake signals. The time delay is therefore in the Selected order of magnitude of the period of the fundamental frequency of the seismic signals. The adjustable starting value the compression factor and the minimum test value are dependent on the local Experimental conditions selected. As has already been mentioned, in the context of the present invention seismic signals of reduced dynamics, in which a low amplitude distortion occurs, while the information on the side can be easily evaluated directly at the branch office.
Diese Signale werden in Analogsignale umgewandelt und auf einem Aufzeichnungsgerät festgehalten. Diese Signale sind demzufolge direkt an dem Ort der Aufzeichnung verwendbar. Die Dynamikkompression wird dabei vorzugsweise aii eingespeicherten Digitalsignalen durchgeführt, was eine Kontrolle bzw. ein Playback der Aufzeichnung ermöglicht.These signals are converted into analog signals and recorded on a recording device. This Signals can therefore be used directly at the location of the recording. The dynamic compression is preferably aii stored digital signals carried out, which enables a control or a playback of the recording.
Die beschriebene Anordnung kann zur Behandlung von digitalen Signalen verwendet werden, welche bei Abtastprobenbildung von Analogsignalen auftreten. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch ebenfalls für digitale Signale verwendet werden, bei welchen eine M:iltiplexierung vorgenommen worden ist. In dem oben beschriebenen Fall werden die aul Veränderungen der digitalen Signale ansprechenden Kreise für jeden Kanal vorgesehen, wobei eine Umschaltung entsprechend dem Rhythmus der Multiplexierung erfolgt. Diese Kreise sind die Verzögerungsspeicher, Speicher für den Kompressionsfaktor gemäß der Anordnung von F i g. 2 sowie des Speichers für die Richtungsänderung.The arrangement described can be used for the treatment of digital signals which occur when analog signals are sampled. The method according to the present invention can, however, also be used for digital signals in which M: iltiplexing has been carried out. In the case described above, the circuits responding to changes in the digital signals are provided for each channel, with switching taking place according to the rhythm of the multiplexing. These circles are the delay memories, memories for the compression factor according to the arrangement of FIG. 2 as well as the memory for the change of direction.
Obwohl die vorliegende Erfindung in bezug auf sich fortpflanzende Signale, insbesondere auf numerische Signale in Verbindung mit seismischen Untersuchungen beschrieben worden ist, so ist es für den Fachmann einleuchtend, daß eine Dynamikkompression von numerischen Signalen für beliebig zeitlich bestimmte Informationsträger möglich ist, wobei die Ausgangswerte in geeigneter Weise eingestellt werden.Although the present invention relates to propagating signals, particularly numeric Signals in connection with seismic surveys have been described, so will those of skill in the art It is obvious that a dynamic compression of numerical signals for any given time Information carrier is possible, the output values being set in a suitable manner.
Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7040038A FR2112726A5 (en) | 1970-11-06 | 1970-11-06 | |
FR7040038 | 1970-11-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2155135A1 DE2155135A1 (en) | 1972-08-10 |
DE2155135B2 DE2155135B2 (en) | 1975-07-31 |
DE2155135C3 true DE2155135C3 (en) | 1976-03-11 |
Family
ID=
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