(54) ЦИФРОВАЯ ГЕОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ косу с приемниками упругих колебаний, аналого-цифровой преобразователь; устройство управлени , устройство обработки, включающее в себ коммутатор, запоминающие устройства и цифровой сумматор, устройства регистрации, представленные накопител ми на магнитной ленте, преобразователем коднапр жение , регистратором и осциллографом З, Электрический сигнал с выходов приемников упругих колебаний через усилители передаетс по косе к аппаратуре, расположенной на борту судна. Интервал дискретизации принимаемого аналогового сигнала посто нный, который пбычно выбираетс из услови Pt тр где it интервал дискретизации; р - гранична частота принимаемого сигнала. Однако при геоакустической разведке гранична частота принимаемого сигнала уменьшаетс в св зи с поглощением высоких частот излученного сигнала при распространении вглубь земли. Чем больше длительность принимаемого сигнала (реализации ), тем более заметно уменьщение гра ничной частоты. Дискретизаци таких сигна лов с ПОСТОЯННЫМинтервалом создает избь . точность информации, что ведет к увеличе-. нию расхода магнитной ленты и времени обработки полученных данных. Цель изобретени - уменьщение объема регистрируемых сигналов без потери информативности . Достигаетс это за счет того, что в цифровую геоакустическую станцию, содержащую источники упругих колебаний, косу с приемниками упругих колебаний} аналогоцифровой преобразователь, устройство об- работки, устройства регистрации и устройство управле1ш , введены генератор перестраиваемой частоты следовани импульсов блок вы влени закона изменени частоты принимаемых сигналов, выполненный, напри мер, на основе цифрового частотного детектора , и блок задани закона изменени чаототы , представл ющий собой коммутируемы многофункциональный генератор, причем входы синхронизации аналого-цифрового пре образовател и устройства обработки подкл чены к выходу генератора перестраимемой частоты, выход аналого-цифрового преобразовател подключен к устройству обработки и к входу блока вы влени закона, выход последнего и выход блока задани закона подключены к генератору перестраиваемой частоты, выход устройства управлени соединен с входами генератора, блока вы влени закола н блока задани закона. На чертеже представлена блок-схема uHcjvf ровой геоакустической станции. Цифрова геоакустическа станци содерит источники 1 упругих колебаний, косу с приемниками 2 упругих колебаний, аналогоцифровой преобразователь 3, устройство управлени 4, устройство обработки 5, генеч ратор перестраиваемой частоты 6, блок задани закона 7, блок вы влени закона 8, устройства регистрации 9, представленные накопител ми 10 на магнитной ленте, преобразователем код-напр жение 11, регисрратором 12 и осциллографом 13, блок контрол 14 и блок ввода служебной информации 15. Один из сигнальных входов аналого-цифрового преобразовател 3 соединен с выходом приемников 2, другой - с выходом преобразовател код-напр жение 11 и сигналь ными входами осциллографа 13 и регистратора 12, управл ющий вход последнего подключен к одному из выходов устройства управлени 4. Выход аналого-цифрового преобразовател 3 подключен к входу блока вы влени закона 8 и сигнальному входу устройства обработки 5, управл ющий вход которого соединен с одним из выходов уст ройства управлени 4, соответствующие выходы последнего подключены к входам источников 1 упругих колебаний и аналогоцифровой преобразователь 3, сигнальные выходы устройства обработки 5 подключены соответственно к входам преобразовател код-напр сжение 11 и накопителей 10, второй вход последних через устройство управлени 4 подключен к выходу блока ввода служебной информации. 15. Выход накопителей 10 соединен с одним из входов блока контрол 14, второй вход которого подклн чен к устройству управлени 4, выходы бло« ка контрол 14 подключены соответственно к преобразователю код-напр жение 11 и устройству управлени 4, соответствующие выходы последнего подключены к выходу блока вы влени закона 8, входу блока за Дани закона 7, входу регистратора 12 и входу генератора 6, другие входы последнего соединены соответственно с выходом блока вы влени закона 8 и выходом блока задани закона 7, выход генератора 6 подключен параллельно к входам устройства обработки 5 и аналого-цифрового преобразовател 3, управл ющий вход , последнего подключен к соответствующему выходу устройства управлени 4. Цифрова геоакустическа станци работает следующим образом. Устройство упра&лени 4 формирует сигналы управлени , которые поступают на источники 1 управлени колебаний, возбуждающие импульсы давлени звукового диапазона частот. Источники 1 упругих колебаний могут быть, например, электрогидравлического, электрохимического и пневматического типов. Отраженные волны, поступа на приемники 2 упругих колебаний, преобразуютс в непрерывные электрические сигналы, которые через усилители подаютс на аналого-цифровой преобразователь 3. Синхрониза ци работы аналого-цифрового преобразовател 3 производитс импульсами генератора 6. Цифровые коды с аналого-цифрового преобразовател 3 поступают на устройство об работки 5. Обработка заключаетс в том, что прин тые сигналы, представл ющие смес многократно повтор ющихс полезных сипналов и щума, преобразованные в цифровую форму, запоминают в течение отрезка времени наблюдени одной реализации меньшего времени между двум излучени ми. Затем полученные значени первой реализации суммируют по соответствующим дискретам времени со значени ми последующих (; ализаций и все полученные значени усредн ют по числу просуммированных реализаций. В результате таких действий достигаетс статистический эффект, т.е. увеличение соотношени сигнал-шум на выходе устройства обработки. Обработанный сигнал по командам с устройства управлени 4 подаетс через преобразователь код-напр жение 11 на осциллограф 13 и регистратор 12 дл визуальной регистрации и выводитс с воэ ,. можным сжатием (расширением) во времени ,. и на накопители 10 на магнитной ленте дл дальнейшей обработки на ЭВМ. Генератор 6 перестраиваемой частоты следовани импульсов работает в одном из двух режимов. В первом режиме частота следовани импульсов генератора 6 .изме- н5Гетс в соответствии с сигналами, подаваемыми с блока задани закона 7 изменени частоты. Выбор закона изменени частоты по командам с устройства управлени 4 производитс исход из условий поглощени высоких частот излученного сигнала при распространении вглубь земли. Во втором режиме частота следовани импульсов генератора 6 измен етс в соответствии с сигналами, приход щими с блока выделени закона 8 изменени частоты принимаемого сигнала, .на вход которого передаютс цифровые коды с аналого-цифрового преобразо вател 3. Переключение режимов генератора 6 производитс по командам с устройст ва управлени 4. Таким образом, как в пер вом, так и во втором режимах подают пере менный интервал дискретизации принимаемого сигнала, что позвол ет существенно меньшить регистрируемую информацию без отери ее информативности. Пусть гранича частота принимаемого сигнала ( 4 кГц, а длительность регистрируемой (наблюдаемой) реализации равна Т 1 с. нтервал дискретизации ut - 5- sT+nio выбран из услови , что принимаемый сигал имеет ограниченную длительность во ремени. При этих услови х в устройстве рототипе необходимо регистрировать слеующее количество N , к-разр дных слов: Т 1 Определим, при тех же услови х, какое коичество к-разр дных слов Nj, необходимо регистрировать в предлагаемой цифровой еоакустической станции. Выберем, например, линейный закон изенени частоты дискретизации из предпоожени , что частота принимаемого сигнаа мен етс также линейно от f гр.в, 4 кГц (в начале наблюдени ) до f гр.н. 100 Гц (в конце наблюдени ). Тогда i1А « 5f p/5-iOO частота дискретизации будет РЭ 00 слов i,0-IOСреднее количество слов, регистрируемых врем наблюдени одной реализации в „«... предлагаемой цифровой гидроакустической станции равно N JOOOcAOB At pijO-IO Таким образом, объем регистрируемой информации по сравнению с устройство прототипом уменьшаетс в m ° |;{ - -20руь. Така ликвидаци избыточности информации повышает эффективность обработки, а также последующей обработки полученных данных на ЭВМ. Значение величины щ может достигнуть большей величины, например, при изменении дискретизации по экспоненциальному закону. В цифровой геоакустической станции предусмотрен автоматический контроль работоспособности устройств, вход щих в станцию. Осуществл етс контроль следующим образом . По команде из устройства управлени 4 блок контрол 14 подает на преобразователь код-напр жение 11 последовательность контрольных цифровых кодов, соответствующих эталонному сигналу. Эталонный аналоговый сигнал с выхода преобразовател коднапр жение 11 поступает на вход аналогецифрового преобразовател 3, управл емо го сигналом с устройства управлени 4. Устройство управлени 4 в режиме контрол отключает выход приемников 2 упругих колебаний от аналого-цифрового преобразо-. ва тел 3 и подключает выход преобразовател код-напр жение 11. Остальные устройства работают так же, как и в рабочем режиме . При записи последовательности цифровых кодов из устройства обработки 5 на накопители 10. происходит одновременное считьь вание г;х на блок контрол 14, в котором проиэво ДИТС& сравнение поступающих кодов с последова тельностью контрольных кодов, соответствующих эталонному сигналу. В случае несовпадени указанных кодов с заданной точностью блок контрол 14 выдает сигнал неисправности в устройство управпениз 4. С блока ввода служебной информации 15 через устройство управлени 4 на накопители 10 можно, например, записать координаты места работы, глубину, астрономическое врем и прочие необходимые данные. Задание и вы вление закона изменени частоты принимаемых сигналов и изменение(54) DIGITAL GEOACOUSTIC STATION braid with receivers of elastic waves, analog-to-digital converter; control device, processing device that includes a switch, memory devices and a digital adder, recording devices represented by tape drives, a code converter, a recorder and an oscilloscope 3, The electrical signal from the outputs of elastic wave receivers is transmitted through the amplifiers to the equipment through the amplifiers located on board the ship. The sampling interval of the received analog signal is constant, which is usually chosen from the condition Pt tr where it is the sampling interval; p is the cutoff frequency of the received signal. However, in geoacoustic reconnaissance, the cutoff frequency of the received signal is reduced due to the absorption of high frequencies of the emitted signal when propagating deep into the earth. The longer the duration of the received signal (realization), the more markedly the decrease in the cutoff frequency. Discretization of such signals with a Permanent Interval creates beats. accuracy of information, which leads to increase-. reduction of magnetic tape consumption and processing time of the received data. The purpose of the invention is to reduce the volume of recorded signals without loss of information. This is achieved due to the fact that a tunable pulse frequency block is installed in the digital geoacoustic station containing sources of elastic oscillations, spit with receivers of elastic oscillations} an analog-digital converter, a processing device, a recording device and a control device signals, made, for example, on the basis of a digital frequency detector, and a block for setting the law of change in the frequency, which is a switched multi-function An oscillator, the synchronization inputs of the analog-digital converter and the processing device are connected to the output of the variable frequency generator, the output of the analog-digital converter is connected to the processing device and to the input of the law detection unit, the output of the last and the output of the law setting unit are connected to the generator tunable frequency, the output of the control device is connected to the inputs of the generator, the block for detecting the k step and the block for setting the law. The drawing shows a block diagram of the uHcjvf of the geoacoustic station. Digital geoacoustic station contains sources of 1 elastic oscillations, streamer with receivers 2 elastic oscillations, analog-digital converter 3, control device 4, processing device 5, tunable frequency generator 6, law setting unit 7, detection unit for law 8, recording devices 9, presented 10 tape drives, a code-voltage converter 11, a recorder 12 and an oscilloscope 13, a control unit 14 and a service information input unit 15. One of the signal inputs of the analog-digital converter 3 connected to the output of receivers 2, the other to the output of code-voltage converter 11 and the signal inputs of the oscilloscope 13 and recorder 12, the control input of the latter connected to one of the outputs of control device 4. The output of the analog-digital converter 3 is connected to the input of the block you law 8 and the signal input of the processing device 5, the control input of which is connected to one of the outputs of the control device 4, the corresponding outputs of the latter are connected to the inputs of the sources 1 of elastic waves and the analog-digital device the distributor 3, the signal outputs of the processing device 5 are connected respectively to the inputs of the code-voltage converter 11 and the accumulators 10, the second input of the latter through the control device 4 is connected to the output of the service information input unit. 15. The output of the accumulators 10 is connected to one of the inputs of the control unit 14, the second input of which is connected to the control device 4, the outputs of the control unit 14 are connected respectively to the code-voltage converter 11 and the control device 4, the corresponding outputs of the latter are connected to the output of the detection unit of law 8, the input of the block for Dani’s law 7, the input of the recorder 12 and the input of the generator 6, the other inputs of the latter are connected respectively to the output of the detection unit of the law 8 and the output of the block setting the law 7, the output of the generator 6 is connected allel to the inputs of the processing device 5, and an analog-digital converter 3, a control input, the latter is connected to a corresponding output of the control device 4. The digital GEOACOUSTIC station operates as follows. Control & 4 generates control signals that are fed to oscillation control sources 1 that excite pressure pulses of the audio frequency range. Sources 1 elastic waves can be, for example, electro-hydraulic, electrochemical and pneumatic types. Reflected waves arriving at the elastic wave receivers 2 are converted into continuous electrical signals, which are fed through amplifiers to analog-to-digital converter 3. Synchronization of the operation of analog-digital converter 3 is produced by pulses from generator 6. Digital codes from analog-digital converter 3 are fed to device processing 5. Processing consists in the fact that the received signals representing a mixture of multiple repetitive useful sipnal and sound, converted into digital form, remember during the time interval of observation smaller one implementation, the time between the two radiations. Then, the obtained values of the first implementation are summed over the corresponding time samples with the values of the subsequent (;; alizations and all the obtained values are averaged by the number of summarized implementations. As a result of these actions, a statistical effect is achieved, i.e. an increase in the signal-to-noise ratio at the output of the processing device. The processed signal is commanded from control device 4 through a converter, code-voltage 11, to the oscilloscope 13 and the recorder 12 for visual registration, and output with voe. m (expansion) in time, and on the tape drives 10 for further processing on a computer. The tunable pulse frequency generator 6 operates in one of two modes. In the first mode, the pulse frequency of the generator 6 is modified 5Gs in accordance with the signals , supplied from the frequency setting law setting unit 7. The choice of the frequency change law according to commands from control unit 4 is made on the basis of the absorption conditions of the high frequencies of the emitted signal when propagating deep into the earth. In the second mode, the pulse frequency of the generator 6 is changed in accordance with the signals coming from the law 8 block of the change in the frequency of the received signal, the input of which transmits the digital codes from the analog-to-digital converter 3. The switching of the modes of the generator 6 is performed by commands control devices 4. Thus, both in the first and in the second modes, a variable sampling interval of the received signal is supplied, which makes it possible to significantly reduce the recorded information without wiping it ormativnosti. Let the boundary frequency of the received signal (4 kHz, and the duration of the recorded (observed) implementation be T 1 s. The sampling interval ut - 5-sT + nio is selected from the condition that the received signal has a limited duration in time. Under these conditions in the rototype device It is necessary to register the following number of N-bit words: T 1 We define, under the same conditions, the number of K-bit words Nj, we need to register in the proposed digital acoustic acoustic station. We choose, for example, the linear change in the frequency of sparking from the assumption that the frequency of the received signal also varies linearly from f gr.v, 4 kHz (at the beginning of the observation) to f gr.n. 100 Hz (at the end of the observation). Then i1А "5f p / 5-iOO sampling frequency will be RE 00 words i, 0-IO The average number of words recorded by the observation time of one implementation in „“ ... the proposed digital sonar station is N JOOOcAOB At pijO-IO Thus, the amount of information recorded compared to the prototype device decreases by m ° | ; {- -20ruj. Such elimination of redundancy of information increases the efficiency of processing, as well as the subsequent processing of the received data on a computer. The value of the value of u can reach a larger value, for example, when changing the discretization by the exponential law. The digital geoacoustic station provides automatic monitoring of the operability of devices entering the station. The control is carried out as follows. Upon a command from control unit 4, control unit 14 supplies the converter with voltage code 11 to a sequence of control digital codes corresponding to the reference signal. The reference analog signal from the output of the converter, voltage 11, is fed to the input of an analog-specific converter 3, controlled by a signal from control device 4. Control device 4 in the monitoring mode turns off the output of elastic wave receivers 2 from analog-digital conversion. Va 3 and connects the output of the code-voltage converter 11. The remaining devices operate in the same way as in the operating mode. When writing a sequence of digital codes from the processing device 5 to the drives 10., a simultaneous coupling of r; x to the control unit 14 occurs, in which the serial DITS & comparison of incoming codes with a sequence of control codes corresponding to the reference signal. If the specified codes do not match with a given accuracy, the control unit 14 generates a fault signal to the control unit 4. From the service information input unit 15 through the control unit 4 to the accumulators 10, you can, for example, record the work location coordinates, depth, astronomical time and other necessary data. The task and determination of the law of changing the frequency of received signals and changing
е соответствии с этим законом интервала дискретизации в дес тки раз уменьшает объем регистрируемых сигналов, что ведет к экономии магнитной ленты и времени обработки информации.According to this law, the sampling interval reduces the volume of recorded signals by a factor of ten, which leads to saving of a magnetic tape and processing time.