SU1040445A1

SU1040445A1 - Telemetric seismo-prospecting station having digital output

Info

Publication number: SU1040445A1
Application number: SU772519091A
Authority: SU
Inventors: Вадим Викторович Меер; Борис Георгиевич Лапшин; Владимир Иванович Нестеров
Original assignee: Особое Конструкторское Бюро Вычислительной Техники Рязанского Радиотехнического Института
Priority date: 1977-08-16
Filing date: 1977-08-16
Publication date: 1983-09-07

Abstract

1. ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СЕЙСМО-РАЗВЕДОЧНАЯ СТАНЦИЯ С ЦИФРОВЫМ ВЫХОДОМ , содержаща последовательно соединенные входной блок, контур мгновенной автоматической регулировки усилени (МАРУ) на основе усилител , однонаправленного коммутатора и компаратора/ фиксатор уровн , преобразо ватель аналог-код преимущественно с поразр дным уравновешиванием, содержащий нуль-орган, обратный преобразо ватель , эталонный источник и отсчетный регистр, снабженна также дешифратором , одноразр дном счетчиком, клапаном его входа, генератором пульсов управлени , установочный выход которого соединен с соотвётст-/-4 : вующиют входами счетчика и отсчетного регистра, регистратором преимущественно дистанционного типа, вход которого соединен через приемное устройство с выходами отсчетного регистра , счетчика и контура МАРУ, о тличающа с тем, что, с целью расширени динамического диапазона при низковольтном питании, в нее введен контур ступенчатой мгновенной калибровки (СМАК) преобразовател аналог-код, цепь управлени кгшибровочным разр дом преобразовател , а компаратор снабисен регистром хранени его текущего и упрежденного состо ний , при этом выходы его первой чейки соединены с управл ющими входами ig коммутатора и входами второй чейки, а записывакнцие входы чеек .соединены с соответствующими выходами генератора , св зь контура ПАРУ с контуром СМАК выполнена через дешифратор, подключенный входами к выходам регистра хранени и генератора,певым выходом к блокировочному входу фиксатора, а взаимно дополнительными вторым и третьим выходами соответственно к точке объединени второго входа клапана с цепью управлени калибровочным разр дом преобразовател и к единичному установочному входу счетчика1. telemetry seismic exploration STATION WITH DIGITAL OUTPUT comprising serially coupled an input unit circuit instantaneous automatic gain control (IAUP) based amplifier unidirectional switch and comparator / latch layer, converts analog Vatel code predominantly porazr dnym trim comprising zero - organ, reverse converter, reference source and reference register, also equipped with a decoder, a one-bit counter, its input valve, pulse generator controls events, the installation output of which is connected to the corresponding - / - 4: input by the counter and reference register, the registrar is mostly remote type, the input of which is connected through the receiving device with the outputs of the reference register, counter and the circuit of the MARA, expansion of the dynamic range at low-voltage power supply, a step-like instant calibration circuit (SMAC) of the analog-code converter is introduced into it, a control circuit for controlling the converter's error, and the comparator is equipped with a register The storage line of its current and foreground conditions, while the outputs of its first cell are connected to the control inputs ig of the switch and the inputs of the second cell, and recording the inputs of the cells are connected to the corresponding outputs of the generator, the connection of the Vapor circuit with the SMAC circuit is performed via a decoder connected inputs to the outputs of the storage register and the generator, the first output to the blocking input of the latch, and the mutually additional second and third outputs respectively to the combining point of the second valve inlet with a circuit the calibration of the converter and to the unit installation input of the counter

Description

2. Стсшци по П.1, о тли ч аю щ а с тем, что усилитель контура МАРУ выполнен одноступенчатым и непосредственно соединен с компаратором .2. Scales according to Clause 1, which is based on the fact that the amplifier of the MAR circuit is made single-stage and is directly connected to the comparator.

3. Станци по п.1, отличающа с тем, что усиление контура МАРУ выбирае,тс равным основанию системы кодировани в четной степени , а отношение пределов калибровкиравным произведению усилени контура3. Station according to claim 1, characterized in that the gain of the MAR circuit is chosen, ts equal to the base of the coding system to an even degree, and the ratio of the calibration limits to the equal product of the loop gain

на удельный вес калибровочного разр да ..on the specific weight of the calibration bit ..

4. Станци по п.1, о т л и ч аю щ а с тем, что эталонный источник выполнен, например, в виде стабилизатора тока, цепь его модул ции - в виде коммутирующего резистивного шунта, а цепь включени фиксатора подключена к установочному выходу генератора управл ющих импульсов .4. The station according to claim 1, so that the reference source is made, for example, in the form of a current stabilizer, its modulation circuit is in the form of a switching resistive shunt, and the lock-on circuit is connected to the installation output control pulse generator.

Изобретение относитс к устройствам дл сейсмической разведки и предназначено дл использовани в акустическом канале преимущественно телеметрических систем сейсморазведки и сейсмоакустики, а также в сейсмрразведочной аппаратуре широкого применени .The invention relates to devices for seismic exploration and is intended for use in the acoustic channel mainly of telemetry seismic and seismic acoustic systems, as well as in seismic survey equipment of wide application.

Известны сейсмические станции с цифровым накоплением, содержащие пос ледовательноё соединение входного блока, основного усилител , квантовател , преобразователи аналог-код и накопител и снабженные дл расширени динамического диапазона системой бинарной регулировки усилени 1Seismic stations with digital accumulation are known, containing sequentially the connection of the input unit, the main amplifier, the quantizer, analog-to-code converters and the accumulator and equipped with a binary gain control system 1 for expanding the dynamic range.

Известна также сейсморазведочна станци с цифровой записью, содержаща последовательное соединение входного блока, контура мгновенной азатоматической регулировки усилени (MAPyj , фиксатора, преобразовател аналог-код преимущественно с поразр дным уравновешиванием, приемного устройства, регистратора, снабженна генератором управл ющих импульсов, Отличительной особенностью прототипа вл етс структурное построение контура МАРУ, содержащего многоступенчатый усилитель, однонаправленный коммутатор его выходов и регулирующую цепь между выходом и управл ющими входами кслшутатора, выполненную в виде последовательного соединени компаратора,-счетчика с клапаном на его входе, дешифратора в виде набора схем совйадени . Выходы чеек счетчика совместно с кодовьпл выходом преобразовател соединены с входами приемного устройства и изображают с крутизной 6ДБ/.6ИТ кодированный сейсмосигнал с динамическим диапазоно мA seismic survey station with a digital recording is also known. It contains a serial connection of the input block, an instantaneous azathomatic gain control loop (MAPyj, clamp, analog-code converter mainly with bit balancing, receiver, recorder, equipped with a control pulse generator. A distinctive feature of the prototype is structural construction of the MAR circuit containing a multi-stage amplifier, a unidirectional switch of its outputs and a control circuit between the output and control inputs of the splicing device, made in the form of a serial connection of a comparator, a counter with a valve at its entrance, a decoder as a set of matching circuits. The outputs of the counter cells together with the coder output of the converter are connected to the inputs of the receiving device and are represented with a 6dB slope /. 6IT encoded seismic signal with dynamic range

о 2оё м-КмАр,Кabout 2nd m-KmAr, K

где М - разр дной сеткиwhere M is the discharge grid

мантиссы) преобразовател ;mantissa) converter;

КTO

- коэффициент усилени осMlkPy новного контура.- gain coefficient of the MLNPy contour.

причем разрешающа способность станции измен етс обратно пропорционально подобранному регулируквдей цепью усилению этого контура 2 .moreover, the resolution of the station varies inversely proportional to the gain of the contour 2 selected by the regulator circuits.

Расширение динамического диапазона особенно необходимо дл телеметрических сейсморазведочных станций, пространственно удаленных от регистрирующего центра и оператора и исключающих участие последнего в подстройке станции по параметрам сейсмосигнала . Однако требование энергетичёской экономичности телеметрических Ьейсмостанций при дистанционном (про водном) или автономном (батарейном, аккумул торном питании заставл ет использовать низковольтные источники и схемы, что приводит дл известных сейсмостанций к ограничению U по 6дБ на каждое двукратное уменьшение питающего напр жени . Это вление обусловлено пр мо пропорциональной зависимостью определ ющих величинExpansion of the dynamic range is especially necessary for telemetric seismic stations, spatially distant from the recording center and the operator and excluding the latter’s participation in tuning the station according to the parameters of the seismic signal. However, the requirement of energy efficiency of telemetric power stations at remote (pro-water) or autonomous (battery-powered, battery power makes it necessary to use low-voltage sources and circuits, which leads for well-known seismic stations to limit U by 6 dB for every twofold decrease in supply voltage. This phenomenon is due to my proportional dependence of determining values

W UHlbU,MfcPV Uj.KBx от выходного напр жени насыи ни Д/ электронных узлов, на 0,7-1,5 В мень шего, чем напр жение питани , и обратно пропорциональной зависимостьюW UHlbU, MfcPV Uj.KBx from the output voltage of the supply D / electronic nodes, by 0.7-1.5 V less than the supply voltage, and inversely proportional to

; от прин тых посто нных; шага квантовани йО преобразовател по входному сигналу, приведенного к входу станции шумового напр жени Uу и уси .лени входного блока К.; from accepted constants; the quantization step of the yo converter by the input signal, reduced to the input of the noise voltage station Uy and the amplification of the input block K.

Цель изобретени - раоиирение дина№1ческого диапазона при низковольтном питании.The purpose of the invention is to radiate the dyno number 1 at low-voltage power.

. Поставленна цель достигаетс тем что в известное устройство в пополнение к основному контуру МАРУ, где усилитель выполнен преимущественно одноступенчатым и непосредственно соединен с компаратором, снабженным регистром хранени его текущещй и упрежденного -состо ний, выходы пер|вой чейки когод ого соединены суправл ющими входами коммутаторам входами втоj )Oft,a записывающие входы чеек - с соот ветствующими входами генератора, введен контур ступенчатой мгновенной автоматической калибровки (СМАК) преобразовател ангшог-код, замыкающий выход его нуль-органа через клапан и счетчик с цепью модул ции эталонного источника св зь основного и дополнительного, контуров выполнена через дешифратор, подключенный своим входами к выходам регистра хранени и генератора, первым выходом к блоки ровочному входу фиксатора, а взаимно дополнительными вторым и третьим выходами соответственно.к точке объединени второго входа клапана с цепью управлени разр дом преобразовател , выбранного в качестве калибровочного , и к единичному установочному входу счетчика. Усилитель контура МАРУ выполнен одноступенчатым и непосредственно соединен с ксмпаратором. При этом усиление основного контура выбираетс равным основанию кодировани в четной степени, а отношение пределов калибровки - равным произведению усилени основного контура на удельный вес калибровочного i разр да. Эталонный источник выполнен в виде стабилизатора тока , цепь ercJ модул ции - в виде коммутирующего резистивного шунта, а цепь включени фиксатора подключена к установочному выходу генератора управл югцих импуль сов . На чертеже изображена структурна схема сейсморазведочной станции. Станци содержит входной блок 1, обычно включающий в себ сейсмоприемники , фильтры, предусилители имуль типлексор, основной контур МАРУ 2, фиксатор 3 напр жени , преобразователь 4 аналог-код преимущественно с поразр дным уравновешиванием, приемное устройство 5,в качестве которого может быть использовано буферное , запоминающее,устройство, канал св зи или узел уплотнени , регистра тор 6 преимущественно дистанционнЬго типа и генератор 7 управл юсдих импульсов. Дл более полного сравнительного сопоставлени с прототипом на чертеже рассматриваетс структурное построение станции на четыре поддиапазона. В зтом случаеKOHTyii: МАРУ 2 содержит одноступенчатый усилитель 8, однонаправленный коммута тор 9, сигнальные входы ключей 9-2 -которого соответственно подключе ны к выходам усилител 8 с единичным и полным усилением, выбираемым обычно равным основанию системы кодиро вани в четной степени, например 2/ где tn О - целое число, а также компаратор 10. В дополнение к основному контуру 2 введен контур СМАК, регулирующа цепь которого выполнена на одноразр дном счетчике 11 с клапаном 12 на входе. Эта цепь управл етс через дертфратор 13 от регулирующей цепи контура МАРУ, подключенной между выходом усилител 8 и управл ющими входами ключей 9-1, 9-2 и выполненной на последовательном соединении компаратора 10 и регистра 14 хранени его текущего и упрежденного состо ний , выходы первой чейки 14-1 которого соединены с управл ющими входами ключей 9-1 и 9-2 коммутатора и входами второй чейки 14-2 а записывающие входы 15-1 и 15-2 чеек - с соответствующими выхоДс1МН генератора 7. Дешифратор 13 использует потенциальные выходы устройства 14 и импульсные выходы генератора (запускающий 16 и калибровочный 17) и имеет три импульсных выхода 18-20, из которых 19 и 20 вл ютс логически взаимно допоЛ нительными (импульсы на них либо полностью отсутствуют в течение цикла преобразовани , либо при по влении импульса на одном выходе отсутствуют на другом), а выход 18 подключен к блокировочному входу 21 фиксатора 3. Структура преобразовател 4 включает в себ нуль-орган 22, обратный преобразователь 23, эталонный источник 24 и отсчетный регистр 25. Первый вход клапана 12 подключен к выходу нуль-органа 22, второй вход - к выходу 19 дешифратора, выход счетчика 11 - к дополнительной цепи 26 модул ции эталонного источника 24, который выполнен, например, по схеме стабилизатора тока, а-цепь 26 - как коммутирун ций резистивНый шунт. Выход 20 подай на единичный установочный вход счетчика 11, а выход 19 дополнительно соединен, например, через дизъюнктор 27 с цепью.управлени разр да в преобразователе 4, выбранном в качестве калибровочного. Установочный выход 28 генератора 7 подан ра записывающий диод 15-1 первой чейки регистра 14, на нулевой установочный вход счетчика 11, установочный вход регистра 25 и цепь 29 включени фиксатора. Цепи учета знака сейсмосигнёша, как инвариантные к предлагаемой структуре станции, не показаны. Станци работает следующим образом . Генератор 7 формирует в течение рабочего цикла три импульса: первым следует установочный 28, за ним калибровочный 17, затем запускающий 16, Установочный импульс фиксирует в чейку 14-1 текущее состо ние компаратора 10 и тем самым устанавливает одно из двух возможных состо ний усилени МАРУ (1 или 2) . Одноврег.. The goal is achieved by the fact that in a known device to replenish the main circuit of the MAR, where the amplifier is predominantly single-stage and directly connected to a comparator equipped with its current and pre-state storage register, the outputs of the first cell of the year are connected by control inputs to the switches vtoj) Oft, a recording inputs of cells - with the corresponding generator inputs, a step-by-step instantaneous automatic calibration (SMAC) circuit was added to an angular-code converter, closing The output of its zero-organ through the valve and the counter with the modulation circuit of the reference source is connected through the main and additional circuits via a decoder connected by its inputs to the outputs of the storage register and generator, the first output to the locking input of the clamp, and the mutually additional second and the third outputs, respectively. at the point of combining the second valve inlet with the discharge control circuit of the converter selected as a calibration, and to the unit installation input of the counter. The amplifier of the MAP circuit is made single-stage and directly connected to the x-paramter. In this case, the amplification of the main contour is chosen equal to the base of the coding to an even degree, and the ratio of the calibration limits is equal to the product of the amplification of the main contour by the specific weight of the calibration i bit. The reference source is made in the form of a current stabilizer, the ercJ modulation circuit is in the form of a switching resistive shunt, and the latch enable circuit is connected to the installation output of the control pulse generator. The drawing shows a structural diagram of a seismic survey station. The station contains an input unit 1, usually including seismic receivers, filters, preamps and a multiplexer, the main circuit of the MAR 2, the clamp 3 voltage, the converter 4 analog-code mainly with parallel equilibration, receiving device 5, which can be used as a buffer , a memory, a device, a communication channel or a compaction node, a register 6, of a predominantly remote type, and a generator 7 of controllable impulses. For a more complete comparison with the prototype, structural drawing of a station into four subbands is considered in the drawing. In this case, KOKHTyii: MARA 2 contains a single-stage amplifier 8, a unidirectional switch 9, the signal inputs of keys 9-2 - which are respectively connected to the outputs of amplifier 8 with a single and a full gain, chosen to be equal even to the base, for example 2 where tn O is an integer and also a comparator 10. In addition to the main circuit 2, a CMAK circuit is introduced, the regulating circuit of which is made on a one-bit counter 11 with valve 12 at the inlet. This circuit is controlled through a dertfrator 13 from the regulating circuit of the MAR circuit connected between the output of the amplifier 8 and the control inputs of the keys 9-1, 9-2 and made on the serial connection of the comparator 10 and the register 14 for storing its current and forerun state, the outputs of the first cells 14-1 of which are connected to the control inputs of switches 9-1 and 9-2 of the switch and inputs of the second cell 14-2 and the recording inputs 15-1 and 15-2 of the cells are connected to the corresponding outputs of the generator 7. The decoder 13 uses the potential outputs of the device 14 and pulse generator outputs (trigger 16 and calibration 17) and has three pulse outputs 18-20, of which 19 and 20 are logically mutually complementary (pulses on them are either completely absent during the conversion cycle or when a pulse appears on one output on the other), and the output 18 is connected to the blocking input 21 of the latch 3. The structure of the converter 4 includes a zero-body 22, an inverse converter 23, a reference source 24 and a reading register 25. The first input of the valve 12 is connected to the output of the zero-body 22, second entrance - to the output of the decoder 19, the output of counter 11 - 26 modulation reference source tion to the additional circuit 24, which is made, for example, a current stabilizer circuit, and the chain 26 - both kommutirun tions of the resistive shunt. The output 20 is fed to the unit installation input of the counter 11, and the output 19 is additionally connected, for example, via a disjunctor 27 to the discharge control circuit in the converter 4 selected as the calibration one. The setup output 28 of the generator 7 is fed to the recording diode 15-1 of the first register cell 14, to the zero installation input of the counter 11, the installation input of the register 25 and the latching circuit 29. The chains of seismic sign registration, as invariant to the proposed station structure, are not shown. The station operates as follows. The generator 7 generates three pulses during the working cycle: the first is followed by the setting 28, followed by the calibration 17, then the starting 16, the setting pulse fixes the current state of the comparator 10 into cell 14-1 and thereby establishes one of two possible states of MAP amplification ( 1 or 2) . One-reg.

Claims

1. TELEMETRIC SEISMIC EXPLORATION STATION WITH DIGITAL OUTPUT, containing sequentially connected linear input block, instantaneous automatic gain control circuit (MARU) based on an amplifier, unidirectional switch and comparator, level lock, analog-to-code converter mainly containing bit-wise balancing body, inverse transducer, reference source and reference register, also equipped with a decoder, a one-bit counter, its input valve, a pulse generator a line, the installation output of which is connected to the corresponding inputs of the counter and the counting register, by a registrar of predominantly remote type, the input of which is connected through the receiving device to the outputs of the counting register, counter and the MARU circuit, characterized in that, in order to expand the dynamic range at low voltage supply, a step-by-step instantaneous calibration loop (SMAK) of the analog-code converter is introduced into it, a potassium control circuit is equipped with a level discharge of the converter, and the comparator is equipped with a register the state of the current and anticipated states, while the outputs of its first cell are connected to the control inputs <g of the switch and the inputs of the second cell, and the recording inputs of the cells are connected to the corresponding outputs of the generator, the MARU circuit is connected to the SMAC circuit through a decoder connected to the outputs storage register and generator, first output to the locking input of the latch, and mutually additional second and third outputs, respectively, to the point of combining the second valve input with the gauge control circuit full-time discharge of the converter and to a single installation input of the counter

SU, 1040445 "

I '

2. The station according to claim 1, with respect to the fact that the MARU loop amplifier is single-stage and is directly connected to the comparator.

3. The station according to claim 1, characterized in that the gain of the MARU loop is chosen equal to the base of the coding system to an even degree, and the ratio of the calibration limits is equal to the product of the loop gain ^m by the specific gravity of the calibration discharge.

4. The station according to claim 1, with respect to the fact that the reference source is made, for example, in the form of a current stabilizer, its modulation circuit is in the form of a switching resistive shunt, and the latch switching circuit is connected to the generator installation output control pulses.