SU1368838A1 - Цифрова сейсморазведочна станци - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сейсморазведке , в частности к цифровым сей- сморазведочным станци м с большим динамическим диапазоном регистрируемых сигналов. Цель изобретени  - повышение точности регистрации сейсмической информации и надежности за счет введени  цифровой коррекции ухода нул . Введение двоичного счетчика, управл ющего работой логической схемы , и цифровых запоминающего и вычитающего устройств повышает точность н надежность в работе станции. 2 ил., 1 табл. S

Description

00 9д СХ) 00 00 00

1

Изобретение относитс  к сейсморазведке , в частности к цифровым сейсморазведочным станци м с большим динамическим диапазоном регистрируемых сигналов.

Цель изобретени  - повышение точности регистрации сейсмической информации и надежности работы за счет введени  цифровой коррекции ухода нул .

На фиг. 1 представлена функцио-. нальна  схема цифровой сейсморазве- дочной станции; на фиг. 2 - временна  диаграмма сигналов, формируемых устройством управлени  предлагаемой станции.

Цифрова  сейсморазведочна  станци  содержит предварительные усилители 1, коммутатор 2 каналов, общий дл  всех каналов усилитель 3 с мгновенной автоматической регулировкой усилени  (усилитель МАРУ), состо щий из N последовательно соединенных усилительных ступеней 4, N компараторов 5, (N+1) выходных ключей 6 и логической схемы 7 выбора усилени , аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, двоичный счетчик 9, вычитающее устройство 10, запоминающее устройство (ЗУ) 11, магнитный регистратор 12 и устройство 13 управлени .

Выходы предварительных усилителей I соединены с входами коммутатора 2 каналов. Первый выход устройства 13 управлени  подключен к первому управл ющему входу коммутатора 2 каналов и счетному входу двоичного счетчика 9, а второй выход соединен с вторым управл ющим входом коммутатора 2 каналов, с установочным входом двоичного счетчика 9, с управл ющим входом логической схемы 7 выбора услени , с управл ющими входами запоминающего устройства 11 и магнитног регистратора 12.

Выход коммутатора 2 каналов соединен с входом первой усилительной ступени А,  вл ющимс  входом усилител  3, к выходу каждой усилительной ступени 4 подключен вход соответствующего компаратора 5, выход каждого компаратора соединен с соответствующим информационным входом логической схемы 7, управл ющие выходы которой соединены с управл ющими входами соответствующих выходных ключей 6.

5

Информационный вход первого выходного ключа 6д соединен с входом усилител  3, информационные входы остальных выходных ключей сое5

0

динены с выходами соответствующих : усилительных ступеней ,, а выходы ключей бд-б подключены к выходу усилител  3, соединенному с входом АЦП 8, выход которого подключен к первому входу вычитающего устройства 10 и информационному входу ЗУ 11, выход которого подключен к второму входу вычитающего устройства 10, выход которого соединен с первым информационным входом магнитного регистратора 12, второй информационный вход которого подключен к информационному выходу логической схемы 7, 0 дополнительный управл ющий вход которой соединен с выходом двоичного счетчика 9. При этом запоминающее устройство выполнено на базе оперативного запоминающего устройства.

На временной диаграмме (фиг. 2) сигнал 14 - импульсы служебного интервала и сигнал 15 - импульсы частоты выборок.

Цифрова  сейсморазведочна  станци  работает следующим образом.

Входные сейсмические сигналы усиливаютс  предварительными усилите- л ми 1 и поступают на входы коммутатора 2 каналов, который под воздействием управл ющих импульсов, формируемых устройством 13 управлени , производит поочередное циклическое подключение выходов предварительных усилителей 1 к входу общего дл  всех каналов усилител  3. В зависимости от амплитуды каждой выборки, поступающей на вход усилител  3, осуществл етс  автоматический выбор максимально допустимого дл  нее коэффициента усилени , при котором не возни- мают нелинейные искажени  усиливаемого сейсмического сигнала. Значение выбранного коэффициента усилени  логическа  схема 7 кодирует цифровым двоичным кодом, который поступает на второй информационный вход магнитного регистратора 12 дл  записи на магнитную ленту. Усиленна  выборка сигнала с выхода усилител  3 gg подаетс  на вход АЦП В, в котором производитс  измерение ее амплитуды и представление результата измерени  в виде цифрового двоичного кода. Выходной код каждой выборки подвергает5

0

5

0

с  цифровой коррекции с целью устранени  погрешности регистрации, обусловленной наличием напр жени  смещени  нул  на выходах усилительных ступеней 4 усилител  3. Коррекци  выходного кода производитс  с помощью ЗУ 1I и вычитающего устройства 10, Откорректированный код выборки поступает на первый информационный вход магнитного регистратора 12 дл  записи на магнитную ленту совместно с кодом усилени  данной выборки.

Каждый период квантовани  входн сигналов предлагаемой станции раздел етс  на два интервала. В течени служебного интервала осуществл етс  кодирование напр жений смещени  нул  на входе усилител  3 и на выхода его усилительных ступеней 4 и запоминание полученных кодов в запоминающем устройстве 11, выборки сигналов на вход усилител  3 не подаютс  В течение рабочего интервала производитс  поочередной опрос выходов всех предварительных усилителей 1, усиление выборок сигналов, поступающих на вход усилител  3 с выхода коммутатора 2 каналов, преобразование выходных выборок усилител  3 в цифровой двоичный код в АЦП 8, коррекци  его выходного кода в вычитающем устройстве 10 и запись скорректированного кода усиленной выборки и кода ее усилени  на магнитную ленту в магнитном регистраторе 12.

Длительность служебного интервала определ етс  стробирующим импульсом 14, формируемым на втором - выходе устройства 13 управлени  и поступающим на установочный вход двоичного счетчика 9, второй управл ющий вход коммутатора 2 каналов, управл ющий вход логической схемы 7 выбора усилени , а также на управл ющие входы ЗУ 11 и магнитного регистратора 12. Под воздействием зтого импульса вход усилител  3 заземл етс  через коммутатор 2 каналов, логическа  схема 7 переключаетс  на анализ состо ни  выхода двоичного счетчика 9, ЗУ II устанавливаетс  в режим записи информации, поступающей с выхода АЦП 8, а магнитный регистратор 12 прекращает запись информации на магнитную ленту.

Импульс 14 по длительности выбираетс  равным (N+1) периоду следова0

5

0

ни  импульсов 15,, где N - число усилительных ступеней 4 усилител  3. До прихода импульса 14 двоичный счетчик 9 находитс  в нулевом состо нии. Импульс 14 разрешает работу счетчика 9 в режиме счета входных импульсов 15, поступающих на его счетный вход с первого выхода устройства 13 управлени . I

В первом периоде следовани  импульсов 15 (первый служебный такт) счетчик 9 остаетс  в нулевом состо нии . Цод воздействием выходного сигнала счетчика логическа  схема 7 формирует импульс управлени , замыкающий выходной ключ 6д, при этом на информационном выходе логической схемы 7 формируетс  двоичный код усилени  усилител  3, определ емый номером замкнутого ключа 6 (код 0... ...0). Напр жение смещени  нул , действующее на входе уошител  3, че- g рез замкнутый ключ 6 поступает на вход АЦП 8 и преобразуетс  в нем в двоичный цифровой код, который запо- нaeтc  в ЗУ 11. Адресом  чейки ЗУ I1, в которую записываетс  код напр жени  смещени  нул  на входе усилител  3,  вл етс  код усилени  (0...0), поступающий с информационного выхода логической схемы 7 на адресный вход ЗУ 11.

5 Во втором служебном такте счетчик 9 переходит в состо ние 0...01, логическа  схема 7 формирует управл ющий импульс, замыкающий выходной ключ 6 . Напр жение смещени  на выходе первой усилительной ступени 4 кодируетс  АЦП 8 и значение кода записываетс  в ЗУ II по адресу 0...01. Далее процесс работы предлагаемой станции повтор етс  во всех последующих служебных тактах. В последнем () служебном такте счетчик переходит в состо ние , соответствующее номеру последней усилительной ступени 4, и логическа  схема 7 формирует управл ющий импульс, который замыкает выходной ключ 6ц. Напр жение смещени  нул  на выходе последней усилительной ступени Ajj кодируетс  АЦП 8 и значение кода записываетс  в ЗУ I1 по соответствующему адресу. По окончании импульса 14 счетчик 9 устанавливаетс  в нулевое состо ние. Все возможные в течение служебного интервала

0

0

5

0

5

ра замьжаемых при этом выходных ключей 6 и соответствующие им коды усилени  усилител  3 (адреса  чеек ЗУ II) дл  случа  семиступенчатого усилител  МАРУ представлены в таблице . Таким образом, к моменту окончани  импульса 14 в  чейках ЗУ 11 записываютс  цифровые коды напр жений смещени  нул  на входе усилител  3 и выходах его усилительных ступе- . ней 4.

рой не превышает пороговьй уровень компараторов 5, и формирует на одном из своих управл ющих выходов управл ющий импульс, замыкающий выходной ключ 6 этой ступени. Логическа  схема 7 выбора усилени  представл ет собой дешифратор, который каждой комбинации сигналов на ее информационном входе ставит в соответствии определенное значение ее выходных сигналов, используемых дл  управлени  выходными ключами 6 усилител  3. Од-

По окончании служебного интервала 15 повременно на информационном выходе начинаетс  рабочий интервал периода логической схемы 7 формируетс  код

усилени  усилител  3, соответствующий номеру замкнутого ключа 6. Номе замыкаемых выходных ключей и соответствующие им коды усилени  в зави симости от состо ни  выходов компар торов 5 в рабочем интервале периода

квантовани . С началом рабочего интервала вход усилител  3 отключаетс  от земли, логическа  схема 7 выбора усилени  переключаетс  на анализ со- сто ни  выходов компараторов 5, ЗУ 11 устанавливаетс  в релсим считывани  и в магнитном регистраторе 12 разрешаетс  запись на магнитную ленту информации , поступающей на его информа- ционные входы с информационного выхода логической схемы 7 и выхода вычитающего устройства 10.

Под воздействием очередного импульса 15 коммутатор 2 каналов подключает к входу усилител  3 выход предварительного усилител  1 первого сейсмического канала. Поскольку входна  выборка усилител  3 последовательно усиливаетс  его усилительными ступен ми 4i-4|,(, ее амплитуда на

Выходной сигнал усилител  3, содержащий усиленную входную выборку и напр жение смещени  нул  на выходе выбранной усилительной ступени 4, через замкнутый выходной ключ 6 поступает на вход АЦП 8, где преобразуетс  в цифровой двоичный код. Этот код имеет погрешность, обусловленную наличием напр жени  смещени  нул  на выходе выбранной усилительной ступени 4 усилител  3. Устранение этой погрешности достигаетс  коррекцией выходного кода АЦП 8 путем вычитани  из него кода напр жени  смещени  нул . Дл  этого выходной код АЦП 8 подаетс  на первый вход вычитающего устройства 10, а код напр жени  смещени  нул , вызьтаемый из ЗУ 11 по соответствующему данной усилительной ступени адресу, подаетс  на его втовыходе каждой ступени тем больше, чем дальше отстоит эта ступень от входа усилител  3. На выходе неко- 40 торой и всех последующих ступеней амплитуда выборки достигает значени , превышающего пороговый уровень компараторов 5, подключенных к их выходам, и устанавливает соответству- 45 ° образом, на выходе ющIie компараторы в состо ние логичес- вычитающего устройства 10 формируетс 

скорректированный код выборки, не содержащий погрешности, обусловленной наличием напр жени  смещени  нул  на выходе выбранной дл  данной выборки усилительной ступени 4. Выходной скорректированный код выборки с выхода вычитающего устройства 10 поступает на первьш информационный вход магнитного регистратора I2 и записываетс  на магнитную ленту совместно с кодом усилени  данной выборки, поступающим на второй информационный вход магнитного регистратора 12 с

кой 1, тогда как компараторы всех предыдущих ступеней остаютс  в состо нии логического О. Все возможные состо ни  компараторов 5 дл  случа  семиступенчатого усилител  с МАРУ представлены в таблице дл  рабочего интервала периода квантовани .

В{ пходные сигналы компараторов 5 подаютс  на информационные входы логической схемы 7 выбора усилени , котора  определ ет наиболее удаленную от входа усилител  3 усилитель50

55

повременно на информационном выходе огической схемы 7 формируетс  код

усилени  усилител  3, соответствующий номеру замкнутого ключа 6. Номера замыкаемых выходных ключей и соответствующие им коды усилени  в зависимости от состо ни  выходов компараторов 5 в рабочем интервале периода

квантовани  представлены в таблице.

I

Выходной сигнал усилител  3, содержащий усиленную входную выборку и напр жение смещени  нул  на выходе выбранной усилительной ступени 4, через замкнутый выходной ключ 6 поступает на вход АЦП 8, где преобразуетс  в цифровой двоичный код. Этот код имеет погрешность, обусловленную наличием напр жени  смещени  нул  на выходе выбранной усилительной ступени 4 усилител  3. Устранение этой погрешности достигаетс  коррекцией выходного кода АЦП 8 путем вычитани  из него кода напр жени  смещени  нул . Дл  этого выходной код АЦП 8 подаетс  на первый вход вычитающего устройства 10, а код напр жени  смещени  нул , вызьтаемый из ЗУ 11 по соответствующему данной усилительной ступени адресу, подаетс  на его вто ° образом, на выходе вычитающего устройства 10 формируетс 

информационного выхода логической схемы 7 выбора усилени  усилител  3

Claims (1)

1. Аналогичным операци м подвергаютс  выборки сигналов остальных сейсмических каналов, поочередно поступающие на вход усилител  3 с выхода коммутатора 2 каналов под воздействием последующих импульсов 15, формируемых устройством 13 управлени  в течение рабочего интервала данного периода квантовани . В последующих периодах квантовани  цикл работы предлагаемой станции повтор етс . Формула изобретени 

   Цифрова  сейсмораэведочна  станци , содержаща  предварительные усилители , коммутатор каналов, общий дл всех каналов усилитель с мгновенной автоматической регулировкой усилени  состо щий из N последовательно соединенных усилительных ступеней, N компараторов , (N-I-1) выходных ключей и логической схемы выбора усилени , аналого-цифровой преобразователь, магнитный регистратор, запоминающее устройство, вычитающее устройство и устройство управлени , при этом выходы предварительных усилителей соединены с входами коммутаторов каналов , первый выход устройства управлени  подключен к первому управл ющему входу коммутатора каналов, второй выход соединен с вторым управл ющим входом коммутатора каналов, с первым входом логической схемы выбора усилени  и управл ющим входом магнитного регистратора, выход коммутатора каналов соединен с входом первой усилительной ступени,  вл -:- ющимс  входом усилител  с мгновенной автоматической регулировкой усилени , к выходу каждой усилительной ступени подключен вход соответствующего компаратора, вькод каждого ком0

   5

   5

   0

   5

   0

   5

   паратора соединен с соответствующим входом логической схемы выбора усилени , () выходы которой соединены с управл ющими входами соответствующих выходных ключей, выходы которых подключены к выходу усилител  с мгновенной автоматической регулировкой усилени , соединенному с входом аналого-цифрового преобразовател , последний выход логической схемы выбора усилени  соединен с вторым информационным входом магнитного регистратора , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности регистрации сейсмической информации и надежности работы сейсморазведоч- ной станции, в нее введен двоичный счетчик, а запоминающее и вычитающее устройства выполнены в цифровом виде, причем информационный вход первого выходного ключа подключен к входу усилител  с мгновенной авто- ма- ической регулировкой усилени , информационные входы остальных выходных ключей соединены с выходами соответствующих усилительных ступеней, счетный и установочный входы двоичного счетчика подключены соответственно к первому и второму выходам устройства управлени , а выход счетчика соединен с последним входом логической схемы выбора усилени , выход аналого-цифрового преобразовател  подключен к перв-ому входу вычитающего устройства и к информационному входу запоминающего устройства, адресный вход которого соединен с последним выходом логической схемы выбора усилени  , а управл ющий вход подключен к второму выходу устройства управлени , выход запоминающего устройства соединен с вторым входом вычитающего устройства, выход которого подключен к первому информационному входу магнитного оегистратора.

   Примечание. Х- безразличное состо ние компаратора.

   Г

   °s

   6oJ6i ff2

   й-й;

   15

   2

   Фиъ.1

   Фиг,. 2