SU1539706A1

SU1539706A1 - Цифрова сейсмическа станци

Info

Publication number: SU1539706A1
Application number: SU884319832A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Клевакичев; Виктор Георгиевич Михеев; Николай Павлович Дерюгин; Вячеслав Иванович Шокин
Original assignee: Наро-Фоминский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки
Priority date: 1988-10-22
Filing date: 1988-10-22
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к области сейсморазведки, в частности, к цифровым сейсмическим регистрирующим системам с большим динамическим диапазоном записи сейсмических сигналов. Цель изобретени - повышение точности измерени сигналов при записи с одновременным уменьшением числа каскадно включенных усилителей. В цифровую сейсмическую станцию введены устройство коррекции смещени нул , цепи, состо щие из последовательно включенных устройств выборки-хранени и ключа, сумматор и сравнивающие устройства. В сейсмическом сигнале перед оцифровкой корректируетс величина смещени нул , а затем в сравнивающем устройстве подбираетс оптимальный коэффициент усилени путем сравнени с опорным напр жением. Цифрова сейсмостанци обладает высокими точностными характеристиками, и при этом не предъ вл ет жестких требований к усилител м по величине смещени нул за счет введени схемы коррекции, кроме того, полностью используетс разрешающа способность аналого-цифрового преобразовател . 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к сейсморазведке , в частности к цифровым сейсмическим регистрирующим системам с большим динамическим диапазоном записи сейсмических сигналов.

Цель изобретени - повышение точности измерени сигналов при записи с одновременным уменьшением числа каскадно-включенных усилителей.

На фиг. 1 приведена блок-схема цифровой сейсмической станции; на фиг. 2 - схема устройства коррекции смещени нул .

Цифрова сейсмическа станци (фиг. 1) содержит сейсмоприемники

, канальные усилители 2, коммутатор 3 каналов, устройство k коррекции смещени нул , многоступенчатый усилитель 5, состо щий из каскадно-вклю- ченных усилителей 6, устройства 7.1 - 7..N + 1 выборки-хранени , первую группу ключей 8.1 - 8.N + 1, вторую группу ключей 9.1 - + 1, сумматор 10, усилитель 11 с коэффициентом усилени два, первое 12 и второе 13 сравнивающие устройства, переключатель 1, аналого-цифровой преобразователь 15, генератор 16 управл ющих импульсов, регистр 17 последовательного приближени , дешифратор 18, регистр 19 кода

СП

со со

о

0

коэффициента усилени , регистрирующе устройство 20.

Устройство I коррекции смещени нул (фиг. 2) содержит сумматор 21, ключи 22 и 23 (причем 22 - второй ключ, а 23 - первый ключ), интегрирующую цепь 2k, повторитель 25 и конденсатор 26. Причем выход каждого сейсмоприемника 1 соединен с входом соответствующего канального усилите- л 2, выход которого соединен с соответствующим входом коммутатора 3 каналов . Выход коммутатора 3 каналов соединен с вторым входом устройства k коррекции смещени нул , первый вход.которого соединен с выходом многоступенчатого усилител 5, а выход устройства k коррекции смещени нул соединен с входом первого из аскадно-включенных усилителей 6, вход щих в состав многоступенчатого усилител 5. Выходы каждого из N каскадно-включенных усилителей 6 и вход первого из них через группу из N + 1 ключа 9 и через группу из N + 1 цепи, состо щей из последовательно включенных устройства .7 выборки-хранени и ключа 8, подсоединены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам сумма тора 10, выход которого подключен к входу усилител 11 с коэффициентом усилени два, к входу первого сравнивающего устройства 12 и к второму входу переключател 1, первый вход которого объединен с выходом усилител 11 с коэффициентом усилени два и входом второго сравнивающего устройства 13, выход которого соединен с управл ющим входом переключател И, а выход последнего подключен к аналоговому входу аналого-цифрового преобразовател 15, управл ющий вход которого соединен с четвертым выходо генератора 16 управл ющих импульсов, первый вход которого подключен к управл ющим входам всех устройств 7 выборки-хранени и управл ющему входу устройства k коррекции смещени нул второй выход генератора 16 управл ю- щих импульсов подключен к первому входу регистра 17 последовательного приближени , второй вход которого объединен с выходом первого сравнивающего устройства 12, а выход регистра 17 последовательного приближени подключен к входу дешифратора 18, выходы последнего подключены к управл ющим входам ключей 8 и 9,

15

20

25

5 30 45 50

539706л

третий выход генератора 16 управл ющих импульсов подключен к управл ющему входу регистра 19 кода коэффициента усилени , первый информационный вход которого объединен с выходом регистра 17 последовательного приближени , а второй информационный вход подключен к выходу второго сравнивающего устройства 13, а выход регистра 19 кода коэффициента усилени подключен к первому входу регистрирующего устройства 20, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател 15. Кроме того., выход сумматора 21 вл етс выходом устройства коррекции смешени нул , а неинвертирующий вход сумматора 21 подключен к выходу второго ключа 22, первый вход которого соединен с нулевой шиной, а второй вход вл етс вторым входом устройства k коррекции смещени нул , первый вход которого вл етс входом первого ключа 23, выход последнего через последовательно соединенные интегрирующую цепь 2k и повторитель 25 подключен к инвертирующему входу сумматора 21, .причем управл ющие входы ключей 22 и 23 объединены и вл ютс управл ющим входом устройства k коррекции смещени нул .

Цифрова сейсмическа станци работает следующим образом.

В исходном состо нии в устройстве k коррекции смещени нул ключ 23 замкнут, а ключ 22 подключает неинвертирующий вход сумматора 21 на общую шину. Конденсатор 26 разр жен, таким образом на входах и выходе сумматора 21, а также на входе многоступенчатого усилител 5 напр жение равно нулю. При этом на выходе многоступенчатого усилител 5 устанавливаетс напр жение смещени нул , которое через ключ 23 поступает на интегрирующую цепь 2k, где измен ет ,напр жение на конденсаторе 26, которое через повторитель 25 поступает на инвертирующий вход сумматора 21 и на его выходе по вл етс напр жение коррекции, компенсирующее напр жение смещени нул многоступенчатого усилител 5. В результате процесса автоматического регулировани на выходе многоступенчатого усилител 5 устанавливаетс напр жение смещени , близкое к нулю.

Сигналы с сейсмоприемника 1 первого канала через канальный усилитель

35

40

55

S1

2 и коммутатор 3 каналов поступают на первый вход устройства 4 коррекции смещени нул . После запуска стации генератор 16 управл ющих импульсов вырабатывает импульс выборки, который размыкает ключ 23, отключа первый вход устройства 4 коррекции

смещени нул от выхода многоступенчатого усилител 5, но сигнал коррекции , хран щийс на конденсаторе 26, продолжает компенсировать смещение нул о Ключ 22 подключает выход коммутатора 3 каналов к неинвертирующему входу сумматора 21 и сигналы первого канала через сумматор 21 поступают на вход многоступенчатого усилител 5. Одновременно устройства 7 выборки хранени переход т в режим выборки.

Выбранный таким образом сигнал с градацией усилени через 12 дБ поступает на второй вход переключател 14 и через усилитель 11 с коэффициентом усилени два (6 дБ) - на первый вход переключател 14 и на второе сравнивающее устройство 13, которое в случае, если значение сигнала на выходе сумматора 10 меньше значени шкалы аналого-цифрового преобразовател , подключает через переключатель 14 добавочное усиление 6 дБ. Усиленный таким образом сигнал с градацией усилени через 6 дБ поступает на обработку аналого- цифровым преобразователем 15. Код регистра 17 последовательного приближени и результат сравнени сравниПосле окончани импульса выборки уст- 2о вающего устройства 13 в виде младшего

разр да поступают в регистр 19 кода коэффициента усилени .

Выходной код аналого-цифрового преобразовател 15 (мантисса выход- 25 ного сигнала) и код коэффициента усилени (пор док) поступают на входы регистрирующего устройства 20, выполненного в виде многоразр дного регистра, и запоминаютс там и в поезд ледующем считывании оттуда по мере

необходимости.

i

Цифрова сейсмическа станци имеет высокие точностные характеристики,

ройство 4 коррекции смещени нул возвращаетс в исходное состо ние, а устройства 7 выборки-хранени переход т в режим хранени и на них запоминаютс сигналы первого канала, усиленные каскадно-включенными усилител ми 6 в 1,4, 4, ..., 4N раз (О дБ, 12 дБ, 2k дБ 12 N дБ).

Далее генератор 16 управл ющих импульсов вырабатывает такты, в течение которых регистр 17 последовательного приближени через дешифратор 18 управл ет ключами 8 и 9, подключающими выходы устройств 7 выборки-хранени , на которых хран тс усиленные сигналы, и выходы соответствующих каскадно-включенных усилителей 6, на которых в это врем присутствует напр жение смещени , близкое к нулю, к входам сумматора 10, где происходит вычитание из сигнала напр жени смещени нул . С сумматора 10 откорректированный сигнал поступает на первое сравнивающее устройство 12, где сигнал сравниваетс с опорным напр жением , после чего на регистре 17 последовательного приближени поступает результат сравнени дл выбора коэффициента усилени . Дл определенности следует рассмотреть конкретный случай , например, дл N 7. В этом случае дл выбора коэффициента усилени достаточно трех тактов. В первом такте выбираетс коэффициент усилени 0 дБ или 48 дБ, во втором такте к выбранному коэффициенту добавл етс 0 дБ или 2k дБ, в третьем добавл етс 0 дБ или 12 дБ.

35

40

45

50

55

не предъ вл ют к усилител м жестких требований по величине смещени нул за счет введени схемы коррекции, осуществл ющей общую коррекцию многоступенчатого усилител , и за счет введени устройств выборки-хранени и сумматора, которые обеспечивают коррекцию смещени нул дл каждого значени выбранного коэффициента усилени . Предлагаемое устройство полностью использует разрешающую способность аналого-цифрового преобразовател и имеет малое число каскадно- включенных усилителей.

Claims

1. Цифрова сейсмическа станци , содержаща последовательно соединенные сейсмоприемники, канальные усилители , коммутатор, многоступенчатый усилитель, состо щий из N каскадно- включенных усилителей, к входам которых подсоединена перва группа из N + 1 ключей, а также первое сравнивающее устройство, генератор управл 0

5

Выбранный таким образом сигнал с градацией усилени через 12 дБ поступает на второй вход переключател 14 и через усилитель 11 с коэффициентом усилени два (6 дБ) - на первый вход переключател 14 и на второе сравнивающее устройство 13, которое в случае, если значение сигнала на выходе сумматора 10 меньше значени шкалы аналого-цифрового преобразовател , подключает через переключатель 14 добавочное усиление 6 дБ. Усиленный таким образом сигнал с градацией усилени через 6 дБ поступает на обработку аналого- цифровым преобразователем 15. Код регистра 17 последовательного приближени и результат сравнени сравнио вающего устройства 13 в виде младшего

Формула изобретени

1. Цифрова сейсмическа станци , содержаща последовательно соединенные сейсмоприемники, канальные усилители , коммутатор, многоступенчатый усилитель, состо щий из N каскадно- включенных усилителей, к входам которых подсоединена перва группа из N + 1 ключей, а также первое сравнивающее устройство, генератор управл ющих импульсов, аналого-цифровой преобразователь, регистр кода коэффициента усилени , соединенный с первым входом регистрирующего устройства , второй вход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, отличающа с тем, что, с целью повышени точности измерени сигналов при записи с одновременным уменьшением числа каскадно-вклю- ченных усилителей, в него введены устройство коррекции смещени нул , N + 1 цепь, состо ща из последовательно включенных устройства выбор- ки-хранени и ключа, сумматор, усилитель с коэффициентом усилени два, переключатель, второе сравнивающее устройство, регистр последовательного приближени и дешифратор, причем вы- ход многоступенчатого усилител соединен с первым входом устройства - коррекции смещени нул , второй вход которого соединен с выходом коммутатора , а выход устройства коррекции смещени нул соединен с входом первого из N каскадно-включенных усилителей , выходы которых и вход первого из них через первую группу из N + 1 ключа и через N + 1 цепь, состо щую из последовательно включенных устройства выборки-хранени и ключа, подсоединены соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам сумматора , выход которого подключен к входу усилител с коэффициентом усилени два, к входу первого сравнивающего устройства и второму входу переключател , первый вход которого объединен с выходом усилител с коэффици- ентом усилени два и входом второго сравнивающего устройства, выход которого соединен с управл ющим входом переключател , а выход последнего родключен к аналоговому входу знало-

с 5 0 Q $

5

го-цифрового преобразовател , управл ющий вход которого соединен с четвертым выходом генератора управл ющих импульсов, первый выход которого подключен к управл ющим входам всех устройств выборки-хранени и управл ющему входу устройства коррекции смещени нул , второй выход генератора управл ющих импульсов подключен к первому входу регистра последовательного приближени , второй вход которого объединен с выходом первого сравнивающего устройства, а выход регистра последовательного приближени подключен к входу дешифратора, выходы ч последнего подключены к управл ющим входам ключей, третий выход генератора управл ющих импульсов подключен к управл ющему входу регистра кода коэффициента усилени , первый информационный вход которого объединен с выходом регистра последовательного приближени , а второй информационный вход подключен к выходу второго сравнивающего устройства.

2, Станци по п. 1, о т л и ч а ю- щ а с тем, что устройство коррекции смещени нул выполнено в виде сумматора, выход которого вл етс выходом устройства коррекции смещени нул ,а неинвертирующий вход подключен к выходу второго ключа, первый вход которого соединен с нулевой шиной, а второй вход вл етс вторым входом устройства коррекции смещени нул , первый вход которого . вл етс входом первого ключа, выход последнего через последовательно соединенные интегрирующую цепь и по- ,вторитель подключен к инвертирующему входу сумматора, причем управл ющие входы ключей объединены и вл ютс управл ющим входом устройства коррекции смещени нул .