SU1188686A1 - Цифрова сейсмическа станци - Google Patents

Abstract

1. ЦИФРОВАЯ СЕЙСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, содержаща  последовательно соединенные сейсмоприемник, усилитель и преобразователь сигналов в последовательность импульсов, а также п входных сдвиговых регистров, компаратор с первым и вторым трехвходовыми элементами ИЛИ на выходе , реверсивный счетчик тактовых импульсов , синхронизатор, генератор тактовых импульсов, блок регистрации с последовательно соединенными выключателем и узлом перемещени  носител  информации и коммутатор с трем  формировател ми импульсов и первым переключателем, подключенный первым входом к выходу преобразовател  сигналов в последовательность импульсов и информационными выходами - к информационным входам входных сдвиговых регистров , выходы которых соединены с соответствующими входами компаратора, подсоединенного первым и вторым выходами соответственно к первому и второму входам синхронизатора , первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика тактовых импульсов, подсоединенного своим выходом к третьему входу синхронизатора, четвертый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, отличающа с  тем, что, с целью повыщени  точности представлени  выходной информации, в нее введен формирователь амплитуды, компаратор снабжен третьим, четверты.м и п тым выходами, соединенными с соответствующими входами второго трехвходового элемента ИЛИ, коммутатор снабжен вторым переключателем, вход которого  вл етс  первым входом коммутатора и его выходы - информационными выходами коммутатора, одни из входов формирователей импульсов коммутатора  вл ютс  вторым входом коммутатора и выходы - его управл ющи.ми выходами, причем первый второй и третий входы формировател  амплитуды соединены соответственно с третьим, четвертым и п тым выходами компаратора, четвертый и п тый входы формировател  амплитуды подключены соответственно к S третьему выходу синхронизатора и к выходу реверсивного счетчика тактовых импульсов, сл а выход формировател  амплитуды соединен с информационным входом блока регистрации , вход управлени  узлом пepeмeщe iи  носител  информации которого подключен к четвертому выходу синхронизатора, подсоединенного своим п тым выходом к второму входу коммутатора, управл ющие выходы которого подключены к сдвиговым входам соответствующих входных сдвиговых СХ) регистров. 00 2. Станци  по п, 1, отличающа с  тем, Oi что формирователь амплитуды содержит два триггера, преобразователь код-напр 00 О5 жение, элемент И и элемент ИЛИ, первые вторые и третьи входы которых  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим входами формировател  амплитуды, выходЫ элементов И и ИЛИ соединены с единичными входами соответственно первого и второго триггеров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам преобразовател  код- напр жение, управл ющий вход и выход которого  вл ютс  соответственно четвертым входом и выходом формировател  амплитуды, п ты.м входо.м которого  вл ютс  входы обнулени  обоих триггеров.

Description

Изобретение относитс  к сейсморазведке, а именно к геофизической аппаратуре при использовании слабых воздействий, многократно возбуждаемых невзрывными источниками .

Цель изобретени  - повышение точности представлени  выходной информации.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема цифровой сейсмической станции; на фиг. 2 - функциональна  схема формировател  амплитуды; на фиг. 3 - функциональна  схема компаратора; на фиг. 4 - функциональна  схема синхронизатора; на фиг. 5функциональна  схема коммутатора; на фиг. 6 - схема блока регистрации; на фиг. 7 - диаграммы, по сн ющие работу цифровой сейсмической станции.

Цифрова  сейсмическа  станци  содержит (фиг. 1) сейсмоприемник 1, усилитель 2, преобразователь 3 сигнала в последовательность импульсов, коммутатор 4, входные сдвиговые регистры 5, 6 и 7, компаратор 8, синхронизатор 9, реверсивный счетчик 10 тактовых импульсов, генератор 11 тактовых импульсов, формирователь амплитуды 12 и блок регистрации 13.,

Формирователь амплитуды 12 дл  случа , например, выделени  полезного сигнала из трех прин тых сигналов (т. е. дл  ) содержит (фиг. 2) триггеры 14 и 15, элемент И 16, элемент ИЛИ 17 и преобразователь код-напр жение 18.

Компаратор 8 содержит (фиг. 3) О-триггеры 19, 20 и 21, инверторы 22, 23 и 24, элементы И 25-36, триггеры 37, 38 и 39 и элементы ИЛИ 40-44. Первый выход компаратора  вл етс  выходом элемента ИЛИ 40, второй выход - выходом элемента ИЛИ 44, третий выход - выходом элемента И 34, четвертый выход - выходом элемента И 35, а п тый выход - выходом элемента И 36.

Синхронизатор 9 содержит (фиг. 4) триггер 45, инверторы 46, 47 и 48 и элементы И 49-52.

Коммутатор 4 содержит (фиг. 5) сдвоенный переключатель 5i3, элементы ИЛИ 54, 55 и 56, генератор 57 пачки импульсов сдвига , сдвоенную кнопку 58 пуска цифровой сейсмической станции и невзрывного источника (на фиг. 5 не показан).

Блок регистрации 13 содержит (фиг. 6) узел 59 перемещени  носител  информации, усилитель 60 и пишущий узел 61.

На фиг. 7 прин ты следующие обозначени  диаграмм: 62 - импульсы на выходе генератора 11 тактовых импульсов; 63 - импульсы на выходе входного сдвигового регистра 5; 64 - импульсы на выходе входного сдвигового регистра 6; 65 - импульсы на выходе входного сдвигового регистра 7; 66 - импульсы на сдвиговых входах входных сдвиговых регистров 5, 6 и 7; 67 - импульсы на входе; 68 - напр жение на управл ющем входе преобразовател  18 код-напр жение; 69 - импульсы на суммирующем входе реверсивного счетчика 10 тактовых имнульсов; 70 - импульсы на вычитающем входе реверсивного счетчика 10 тактовых импульсов; 71 - сигнал на третьем выходе компаратора 8; 72 - напр жение на четвертом выходе компаратора 8; 73 - напр жение на п том выходе компаратора 8; 74 - импульсы на выходе триггера 14; 75 - импульсы на выходе триггера 15; 76 - напр жение на выходе преобразовател  18 код- напр жение; 77 - информаци  о первом воздействии сейсмического пол  в виде сигнала на выходе преобразовател  3; 78 - информаци  о втором воздействии сейсмического пол  в виде сигнала на выходе преобразовател  3; 79 - информаци  о третьем воздействии сейсмического пол  в виде сигнала на выходе преобразовател  3; 80 - выходной сигнал цифровой сейсмической станции.

0 Выход сейсмоприемника 1 (фиг. 1) подключен через усилитель 2 к входу преобразовател  3 сигнала в последовательность импульсов , выход которого соединен с первым входом коммутатора 4. Первый, второй и третий выходы коммутатора 4 подключены

5 к информационным входам входных сдвиговых регистров 5, 6 и 7, а четвертый п тый и шестой выходы коммутатора 4 подключены к управл ющим входам входных сдвиговых регистров 5, 6 и 7, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами компаратора 8. Первый и второй выходы компаратора 8 подключены соответственно к первому и второму входам синхронизатора 9. Третий, четвертый и п тый выходы компаратора 8 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами формировател  амплитуды 12, выход которого подключен к первому входу блока регистрации 13.

Третий вход синхронизатора 9 соединен с выходом реверсивного счетчика 10 тактовых импульсов и с п тым входом формировател  амплитуды 12, четвертый вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора 9, подключенного первым и вторым выходами соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 10 тактовых импульсов, четвертым входом - к выходу генератора 11 тактовых импульсов, четвертым выходом - к второму входу управлени  блока регистрации 13 и п тым выходом - к второму входу коммутатора 4.

Первый, второй и третий входы элемента И 16 (фиг. 2),  вл ющиес  соответственно первым, вторым и третьим входами формировател  амплитуды 12, соединены с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ 17. 5 Выходы элемента И 16 и элемента ИЛИ 17 соединены с единичными входами триггеров 14 и 15, обнул ющие входы которых  вл ютс  п тым входом формировател 

амплитуды 12. Выходы триггеров 14 и 15 подключены к соответствующим входам преобразовател  18 код-напр жение, управл ющий вход и выход которого  вл ютс  соответственно четвертым входом и выходом формировател  амплитуды 12.

Входы D-триггеров 19, 20 и 21,  вл ющиес  (фиг. 3) соответственно первым, вторым и третьим входами компаратора 8, подключены: вход )-триггера 19 - к входам инвертора 22 и элемента И 25, вход D-триггера 20 - к входам инвертора 23 и элемента И 26, вход D-триггера 21 - к входам инвертора 24 и элемента И 27. D-триггер 19 подключен нулевым выходом к другому входу элемента И 25 и единичным выходом к одному входу элемента И 28, другой вход которого соединен с выходом инвертора 22. 1)-триггер 20 подключен нулевым выходом к другому входу элемента И 26 и единичным выходом к одному входу элемента И 29, другой вход которого соединен с выходом инвертора 23. D-триггер 21 подключен нулевым выходом к другому входу элемента И 27 и единичным выходом к одному входу элемента И 30, другой вход которого соединен с выходом инвертора 24.

Выход элемента И 25 подключен к одним входам элементов И 31 и 33, выход элемента И 28 - к одним входам элементов ИЛИ 41 и 43 и элементов И 34 и 36; выход элемента И 26 - к другому входу элемента И 31 и к одному входу элемента И 32; выход элемента И 29 - к другому входу элемента ИЛИ 41, к одному входу элемента ИЛИ 42, к другому входу элемента И 34 и к одному входу элемента И 35; выход элемента И 27 - к другому входу элемента И 32 и к одному входу элемента И 33; выход элемента И 30 - к другим входам элементов ИЛИ 42 и 43 и к другим входам элементов И 35 и 36. Выходы элементов И 31 и ИЛИ 41 подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггера 37, выходы элементов И 32 и ИЛИ 42 - к входам триггера 38, выходы элементов И 33 и ИЛИ 43 - к входам триггера 39. Единичный выход триггера 37 подключен к первым входам элемента ИЛИ 40 и элемента И 34. Единичный выход триггера 38 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 40 и третьим входом элемента И 35. Единичный выход триггера 39 соединен с третьим входом элемента И 36 и третьим входом элемента ИЛИ 40, выход которого  вл етс  первым выходом коммутатора 8. Выходы элементов И 34, 35 и 36,  вл ющиес  соответственно третьим, четвертым и п тым выходами компаратора 8, соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 44, выход которого  вл етс  вторым выходом компаратора 8.

Вход инвертора 46,  вл ющийс  первым входом синхронизатора 9, подключен ( фиг. 4) к одному входу элемента И 49, выход которого  вл етс  первым выходом синхронизатора 9. Вход инвертора 47,  вл ющийс  вторым входом синхронизатора 9, соединен с обнул ющим входом триггера 45, единичный вход и выход которого  вл ютс  соответственно третьим входом и третьим выходом синхронизатора 9. Выход инвертора 46 соединен с первыми входами элементов И 50 и 51, а выход инвертора 47 соединен с вторым входом элемента И 50, выход которого,  вл ющийс  вторым выходом синхронизатора 9, подключен через инвертор 48 к одному входу элемента И 52, другой вход которого  вл ющийс  четвертым входом синхронизатора 9, соединен с другими входами элементов И 49 и 51 и с третьим входом элемента И 50. Выходы элементов И 51 и 52

 вл ютс  соответственно четвертым и п тым выходами синхронизатора 9.

Сдвоенный переключатель 53, один вход которого  вл етс  первым входом коммутатора 4, подключен своим вторым входом

0 к выходу генератора пачки импульсов сдвига, подсоединенного своим входом к выходу сдвоенной кнопки 58 пуска цифровой сейсмической станции и невзрывного источника. Первые т„ выходов сдвоенного переключател  53  вл ютс  информационными выхода.ми коммутатора 4, а вторые гпт выходов сдвоенного переключател  53 соединены соответственно с одними в.ходами элементов ИЛИ 54, 55 и 56, другие входы которых  вл ютс  вторым входом коммутатора 4 и выходы - управл ющими выходами коммутатора 4.

Вход усилител  60 (фиг. 6)  вл етс  первым информационным входом блока регистрации 13, а выход усилител  60 подключен к входу пишущего узла 61. Вход узла 59

5 перемещени  накопител  информации  вл етс  вторым входом управлени  блока регистрации 13.

Цифрова  сейсмическа  станци  работает следующим образом.

В режиме «Запись возбужденный неО взрывным источником сигнал принимаетс  сейсмоприемником 1, усиливаетс  усилителем 2 и преобразователем 3 сигнала в последовательность импульсов преобразуетс  в последовательность пр моугольных импульсов , соответствующих переходам сигнала через нуль (если входной сигнал О, то на его выходе устанавливаетс  «1, если же входной сигнал О, то - «О. В положении mi сдвоенного переключател  53 (фиг. 5) выход преобразовател  3 сигнала в последовательность импульсов подключен к информационному входу входного сдвигового регистра 5, а к сдвиговому входу его через элемент ИЛИ 54 подключен генератор 57 пачки импульсов сдвига. При замыкании контакта сдвоенной кнопки 58 пуска цифровой сейсмической станции подаетс  ко.манда на срабатывание невзрывного источника, при этом запускаетс  генератор 57 пачки импульсов сдвига. Информаци  о первом воздействии (см. диаграмму на фиг. 7) с выхода преобразовател  3 сигнала в последовательность импульсов записываетс  во входной сдвиговый регистр 5. Затем производ т переключение сдвоенного переключател  53 в положение т2, после чег9 осуществл ют второе сейсмическое воздействие невзрывным источником, информаци  о котором (см. диаграмму 78 на фиг. 7) записываетс  во входной сдвиговый регистр 6 и т. д.; сигнал от Шп-го сейсмического воздействи  записываетс  в п-й входной сдвиговый регистр 7. Работу станции в режиме «Обработка и регистраци  рассмотрим на примере, когда . С выходов входных сдвиговых регистров 5, 6 и 7 сигналы синхронно поступают соответственно на первый, второй и третий входы компаратора 8 (фиг. 3). Импульс на выходе элемента И 25 соответствует переднему фронту сигнала, поступающего с выхода входного сдвигового регистра 5, а импульс на выходе элемента И 28 соответствует заднему фронту этого сигнала. Аналогично передние фронты сигналов, прин тых от второго и третьего сейсмических воздействий, вы вл ютс  на выходах элементов И 26 и 27, а задние фронты - на выходах элементов И 29 и 30 соответственно. Триггер 37 через элемент И 31 устанавливаетс  в состо ние «1 при совпадении передних фронтов сигналов от первого и второго сейсмических воздействий, триггер 38 через элемент И 32 - от второго и третьего, а триггер 39 через элемент И 33 - от третьего и первого сейсмических воздействий. Срабатывание любого из триггеров 37, 38 и 39 через элемент ИЛИ 40 и элемент И 49 приводит к по влению импульсов на суммирующем входе (пр мой счет) реверсивного счетчика 10 тактовых импульсов. Одновременно с помощью инвертора 46 и элемента И 51 приостанавливаетс  поступление импульсов на вход управлени  блока регистрации 13, св занного с узлом 59 перемещени  носител  информации (см. фиг. 6). При этом через элемент И 52 и элементы ИЛИ 54, 55 и 56 (фиг. 4) продолжают поступать импульсы на сдвиговые входы входных сдвиговых регистров 5, 6 и 7 (см. диаграммы 69, 67 и 66 на фиг. 7). При совпадении задних фронтов тех же двух (или трех) сигналов, у которых совпали передние фронты, на выходах соответствующих элементов И 34, 35 и 36 по вл етс  «1. Например, при совпадении сигналов (по передним и по задним фронтам) от первого и второго сейсмического воздействи  сигнал по вл етс  на выходе элемента И 34 и не св занном с ним третьем выходе компаратора 8, при этом через элемент ИЛИ 17 срабатывает триггер 15 (см. фиг. 2 и диаграммы 71 и 75 на фиг. 7). При совпадении сигналов от всех трех сейсмических воздействий (см. интервал ta на диаграммах 77, 78 и 79 фиг. 7) «1 по вл ютс  на выходах элементов И 34, 35 и 36 и соответственно на третьем, четвертом и п том выходах компаратора 8, от этих сигналов через элемент ИЛИ 17 срабатывает триггер 15, а через элемент И 16 - триггер 14. Таким образом, при совпадении двух (любых) сигналов на цифровые входы преобразовател  код- напр жение 18 поступает параллельный двоичный код «10, а при совпадении трех сигналов - код «11. Одновременно через элемент ИЛИ 39 срабатывает триггер 40 и подаетс  сигнал «1 на управл ющий вход преобразовател  код-напр жение 18, на выходе которого по вл етс  напр жение, по величине соответствующее входному параллельному коду (см. диаграммы 68 и 76 на фиг. 7). По вление задних фронтов импульсов на выходах элементов ИЛИ 41, 42 и 43 вызывает установку соответствующих триггеров 37, 38 и 39 в состо ние «О. При этом с помощью инвертора 46 и элементов И 49 и 50 происходит переключение реверсивного счетчика 10 тактовых импульсов в режим обратного счета, во врем  которого через элемент И 51 поступают импульсы от генератора 1 1 тактовых импульсов на вход узла 59 перемещени  носител  информации блока регистрации 13, а на информационный вход блока регистрации 13, св занного через усилитель 60 с пищущим узлом 61, поступает напр жение с выхода преобразовател  код- напр жение 18. Когда реверсивный счетчик 10 досчитывает до нулевого состо ни , на его выходе по вл етс  «1, котора  приводит в состо ние «О триггеры 14 и 15, а также через инвертор 47 и элемент И 50 блокирует поступление импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика 10 тактовых импульсов . В результате на вход узла 59 перемещени  носител  информации поступает такое количество импульсов, которое равно значению , подсчитанному реверсивным счетчиком 10 тактовых импульсов в режиме пр мого счета, и соответствует длительности совпавщих сигналов, при этом на пишущий узел 61 через усилитель 60 поступает напр жение , пропорциональное количеству совпавщих сигналов. По вление только одного заднего фронта любого из сигналов, вызвавших срабатывание триггеров 37, 38 и 39, приводит к сбросу соответствующего триггера через элементы ИЛИ 41, 42 и 43 соответственно. При этом, если все триггеры 37, 38 и 39 оказались в состо нии «О, то на блоке регистрации 13 записываетс  нулевой сигнал длительностью, соответствующей состо нию реверсивного счетчика 10 тактовых импульсов, полученному в режиме пр мого счета. В случае, когда на выходах входных сдвиговых регистров 5, 6 и 7 нет совпадений передних фронтов сигналов, реверсивный

счетчик 10 тактовых импульсов находитс  в режиме останова с внутренним состо нием «О, при этом на информационный вход блока регистрации 13 подаетс  нулевое напр жение , а на вход управлени  блока регистрации 13 поступают сигналы синхронно с импульсами, подаваемыми на сдвиговые входы входных сдвиговых регистров 5, 6 и 7.

л

На выходе цифровой сейсмической станции получаем выходной сигнал, который имеет не только временные и фазовые, но и амплитудные параметры (см. диаграмму 80 на фиг. 7); при этом запись сигналов имеет вид обычной (аналоговой) сейсмограммы (с учетом инерционных и фильтрующих свойств блока регистрации).

Наличие в сейсмостанции формировател  амплитуды, осуществл ющей выделение сигнала по совпадению больщинства (у-) из п прин тых сигналов, позвол ет получить достаточное дл  количественного анализа число Z уровней (значений) амплитуд регистрируемых сигналов, так при , , при , , при и т. д.

Изобретение позвол ет повысить точность представлени  выходной информации при количестве сейсмических воздействий в 2 раза и при в 4 раза, что обеспечивает увеличение глубинности исследований. Кроме того, использование изобретени  позвол ет повысить помехозащищенность и производительность цифровой сейсмической станции .

qjus.Z

25

31

75

2S

У

г2

41

2S

32

20

23

f2

27

33

21

30

43

2f

yiUi.J

ILJ

w

-9

M

jj

t4lt

if ii j

Фиг. 5

059

SI

(риг.6

Claims (2)

1. ЦИФРОВАЯ СЕЙСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, содержащая последовательно соединенные сейсмоприемник, усилитель и преобразователь сигналов в последовательность импульсов, а также п входных сдвиговых регистров, компаратор с первым и вторым трехвходовыми элементами ИЛИ на выходе, реверсивный счетчик тактовых импульсов, синхронизатор, генератор тактовых импульсов, блок регистрации с последовательно соединенными выключателем и узлом перемещения носителя информации и коммутатор с тремя формирователями импульсов и первым переключателем, подключенный первым входом к выходу преобразователя сигналов в последовательность импульсов и информационными выходами — к информационным входам входных сдвиговых регистров, выходы которых соединены с соответствующими входами компаратора, подсоединенного первым и вторым выходами соответственно к первому и второму входам синхронизатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика тактовых импульсов, подсоединенного своим выходом к третьему входу синхронизатора, четвертый вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности представления выходной информации, в нее введен формирователь амплитуды, компаратор снабжен третьим, четвертым и пятым выходами, соединенными с соответствующими входами второго трехвходового элемента ИЛИ, коммутатор снабжен вторым переключателем, вход которого является первым входом коммутатора и его выходы — информационными выходами коммутатора, одни из входов формирователей импульсов коммутатора являются вторым входом коммутатора и выходы — его управляющими выходами, причем первый второй и третий входы формирователя амплитуды соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым выходами компаратора, четвертый и пятый входы формирователя амплитуды подключены соответственно к третьему выходу синхронизатора и к выходу © реверсивного счетчика тактовых импульсов, а выход формирователя амплитуды соединен с информационным входом блока регистрации, вход управления узлом перемещения носителя информации которого подключен к четвертому выходу синхронизатора, подсоединенного своим пятым выходом к второму входу коммутатора, управляющие выходы которого подключены к сдвиговым входам соответствующих входных сдвиговых регистров.

2. Станция по π. 1, отличающаяся тем, что формирователь амплитуды содержит два триггера, преобразователь код—напряжение, элемент И и элемент ИЛИ, первые вторые и третьи входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами формирователя амплитуды, выходЧ элементов И и ИЛИ соединены с единичными входами соответственно первого и второго триггеров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму информационным входам преобразователя код— напряжение, управляющий вход и выход которого являются соответственно четвертым входом и выходом формирователя амплитуды, пятым входом которого являются входы обнуления обоих триггеров.

SU „„ 1188686