Сейсмостанция

 

Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано для приема и регистрации сейсмических сигналов. Цель изобретения - повьппение достоверности регистрации сигналов и уменьшение объема регистрируемой информации за счет безынерционного изменения параметров канала в процессе регистрации и изменения частоты опроса в зависимос-Л от спектра сигналов . Изобретение реализует сейсмостанцию как гибкую усилительно-преоб-, разовательную систему, позволяющую мгновенно в широких пределах изменять параметры фильтрации и усиление каналов с соответствующим изменением частоты отсчетов. Эти свойства позволяют использовать единую сейсмостанцию для исследования различных по глубине зал егания горизонтов. Кроме того, сейсмостанция позволяет проводить адаптивную фильтрацию волн и обеспечивает более точную регистрацию параметров сейсмического поля при одновременном снижении в 2-3 раза количества регистрируемой в цифровом виде информации . Для этого каждый канал содержит два интегратора, два устройства аналоговой памяти и суммируюнщй усилитель, а между выходом аналого-цифрового преобразователя и входами систем регистрации включен формирователь спектра. Формирователь спектра содержит включенные с.оответствующим образом суммирующие ячейки, коммутаторы , регистры памяти, арифметические устройства, Параметры фильтрации и усиления задаются устройством управления, которое содержит соединенные соответствующим образом регистры , управляемые счетчики, формирователи , шифр а тор кода ВЧ,ил1фратор кода НЧ и шифратор кода усиления.С выхода устройства управления коды параметров фильтрации и усиления (код ВЧ,код НЧ,код усиления) управляют работой формирователя спектра и устройств регистрации . 2 з.п. ф-лы, 6 ил,, 2 табл. со (Л 4 00 § IS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 Ъ 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ..а т

1 . е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4201824/23-25 (22) 02. 03.87 (46) 15. 10.88. Бюп. N - 38 (71) Всесоюзное морское научно-производственное объединение "Союзморинжгеология" (72) Ю.Е.Пионтек и С.А.Майорова (53) 550.83(088.8) (56) Сейсморазведка, Справочник гео физика. — М.: Недра, 1981, с. 170-171,Авторское свидетельство СССР .

М - 781730р кл. G 01 V 1/24, 1978. (54) СЕЙСМОСТАНЦИЯ (57) Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано для приема и регистрации сейсмических сигналов. Цель изобретения — повышение достоверности регистрации сигналов и уменьшение объема регистрируемой информации за счет безынерционного изменения параметров канала в процессе регистрации и изменения частоты опроса в зависимости от спектра сигналов. Изобретение реализует сейсмостанцию как гибкую усилительно-преобразовательную систему, позволяющую мгновенно в широких пределах изменять параметры фильтрации и усиление каналов с соответствующим изменением частоты отсчетов. Эти свойства позволяют

„„SU„„I 430924 А 1 использовать единую сейсмостанцию для исследования различных по глубине зат легания горизонтов. Кроме того, сейсмостанция позволяет проводить адаптивную фильтрацию волн и обеспечивает более точную регистрацию параметров сейсмического поля при одновременном снижении в 2-3 раза количества регистрируемой в цифровом виде информации, Для этого каждый канал содержит два интегратора, два устройства аналоговой памяти и суммирующий усилитель, а между выходом аналогоцифрового преобразователя и входами систем регистрации включен формирователь спектра, Формирователь спект- ж ра содержит включенные соответствующим образом суммирующие ячейки, коммутаторы, регистры памати, арифметические устройства, Параметры фильтрации и усиления задаются устройством управления, которое содержит соединенные соответствующим образом реги— стры, управляемые счетчики, формиро- рф3ь ватели,шифратор кода ВЧ, шифратор кода ©

НЧ и шифратор кода усиления. С выхода ус- р тройства управления коды параметров цр фильтрации и усиления (код ВЧ, код НЧ, код р р усиления) управляют работой формирователя спектра и устройств регистрации. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

1430924

Изобретение относится к сейсморазведке и может быть использовано для приема и регистрации сейсмических сиг нал о в .

Цель изобретения — повышение достоверности регистрации сигналов и уменьшение объема регистрируемой информации за счет безынерционного изменения параметров канала в процес- 10 се регистрации и изменения частоты опроса в зависимости от спектра сигналов.

На фиг. 1 изображена сейсмостанция; на фиг. 2 — устройство управления; 5 на фиг. 3 — формирователь спектра; на фиг. 4 — сущность процесса фильтрации за счет производимых в сейсмостанции преобразований сигнала; на . фиг. 5 и 6 — сущность формирования спектра за счет проводимых в сейсмостанции преобразований сигнала.

Станция содержит сейсмоприемники

1.1-1.п каналов, канальные усилители 25

2.1-2.п, двухпозиционные переключатели 3.1-3.п; первые 4.1.1-4.п.1 и вторые 4.1.2-4.п.2 интеграторы каналов, ключи 5.1.1-5.п.2, устройства 6 ° 1.1—

6.п.2 аналоговой памяти, суммирующие 30 усилители 7.1-7.п коммутатор 8 каналов, усилитель МАРУ 9, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, формирователь 11 спектра, устройство 12 управления, вход 13 запуска, вход 14 отметки момента возбуждения, выходы

15-19 синхронизаторов, выход 20 кода параметров регистрации, выход 21 запуска, .вход 22 кода длительности подынтервала, вход 23 кода количества 40 подынтервалов, инвертор 24, устройство 25 цифровой регистрации устройство 26 аналоговой регистрации, формирователь 27 отметки момента„ регистр 28 кода длительности подынтер-45 вала, регистр 29 кода количества подынтервалов, формирователь 30 запуска, логическую схему 31 формирования синхросигналов, управляемые счетчики 32 и 33 фратор 34 кода Вч фратор 35 50 кода НЧ, шифратор 36 кода усиления, коммутатор 37, цепочку суммирующих ячеек 38.1-38.п спаренный коммутатор

39, ячейку 40, объединяющую отсчеты, вторую цепочку суммирующих ячеек 41.141.п, цепочку регистров 42.1-42.п памяти, арифметическое устройство 43, сумматор 44 и арифметическое устрой-. ство 45.

Сейсмостанция работает следующим образом.

На выходах 15-18 после включения постоянно вырабатываются синхросигналы. Интеграторы 4 в каждом канале работают попеременно: когда один подключен к выходу усилителя 2 и проводит интегрирование, другой отключен

I и происходит разряд его конденсатора, Перед окончанием интервала интегрирования замыкается ключ 5 и соответствующее устройство 6 аналоговой памяти заряжается до выходного сигнала интегратора 4. В момент окончания интервала интегрирования ключ 5 размыкается. При разомкнутых ключах 5 одно устройство 6.1.1 аналоговой памяти хранит результат интегрирования эа нечетный интервал, второе 6. 1. 2 — за

I четный; запоминаемые сигналы образуют с точностью до постоянного множителя, зависящего от коэффициента передачи, последовательность средних значений от входного сигнала за плотные интервалы времени.

Проводимое в сейсмостанции преобразование сигнала в последовательность. средних значений обеспечивает следующие характеристики квантования и фильтрации.

Если сигнал имеет, например, вид, показанный на фиг. 4а, и выбран интервал, определяющий масштаб времени, площадь каждой фигуры, образованной перпендикулярами из границ интервалов, осью t и отрезком f(t) на интервале, равна определенному интервалу от f(t) за интервал. Преобразуем каждую фигуру в прямоугольник той же площади, заменив отрезок f(t) на интервале отрезком прямой, параллельной оси t. Каждый отрезок прямой имеет хотя бы одну общую точку с заменен, ным отрезком f(t) внутри интервала.

Ордината общей точки равна среднему от f(t) эа интервал кт т

f = --- f(t)dt. к кС

При необходимости оценки f(t) одной выборкой за каждый интервал наибольшая верность оценки и минимум среднеквадратичной ошибки обеспечивается, если ордината выборки равна среднему f(t), учитывающему все эна(f (4) d4. чения, на интервале Г„=-=с к., з - 309

Для сос) авляю<(их 1*(С) 1< (С) спектр ра имеются соотношения:

К"б.

1*(<.) = — — sinytdt

1 а

sin(P/2 Р

= — -. — — s inst — я/г Л Х к=о

l*(t)=- — cosatdt

1 C

sinu "Ь— — — cosset

Я (/g

Кд

0 т- 1 — sinutdtxx

k--0 к „

Оь KLdt

Г (cosutdtex к-о к

10 (2) 20

f(t) = - — (da) ((х) сова(х-t) dx (3)

0 0 внутренний интеграл — это аналитическое выражение составляющей спектра.

Для составляющей спектра заменим разЗ5 ложение на бесконечном интервале суммой разложений на последовательных плотных интервалах. Применив теорему о среднем, справедливую для малых зна. чений M и (, проинтегрируем

ОО Оо Кьа-с

l(t)tt f т(х)сова(х-t)dt= ) J f(x)

-ОО оо к(, -(Кх-оо К ь

)dcosu(x t) dt= fÄ cosa(x t) dx

45 з спи "/2 с—

= — — „— - гГ cosQ(t -t)

О "./2„ к э (4) где (— интервал, определяющий масштаб времени; — порядковый номер интервала, кб.-. k= - оо,..., - 2, -1, О, 1 х 2 х ° ° ° ° сх), е„=„- °

kL

f (t) dt- среднее значение f (t) на ин55 тервале (kc, Ю +C) kc

Полученное выражение для состав— ляющей спектра подставим в интеграл

Фурье и исследуем предел где у — частота; (. — интервал, определяющий масштаб времени; — порядковый номер йнтервала, kcx0) 1, 2,..., od)

+ а/2 — координата середины интервала.

Каждый член суммы в формулах (1) и (2) можно рассматривать как точку на плоскости с координатами 1, „(t„

<.К К1

1<,,) 1>,„(t< 1 ) (д 1

1 хб(.

sinu МС 1 „= (cosutdtКГ числовые значения средних, определяющих соответствующие ординаты), С учетом координаты по t члены суммы в формулах (1) и (2) образуют последовательность мгновенных выборок сос-, тавляющей спектра в моменты середин интервалов. А последовательность мгновенных выборок с точностью до постоянного множителя при амплитуде

sinn /2 образует в сумме квантована /2 . ное представление составляющей спектра. Если сигнал может быть разложен на сумму любого количества составляющих вида sinqt и cosut; преобразова1 кребс

we f, = — - f(t)dt долхво дать к<. точку с координатами Е (t„, f„), где

Хббб

f = - — f(t)dt — числовое значек ние среднего). Так как преобразование каждой составляющей в среднее дает точку с абсциссой t = t среднее суммы, равное сумме средних, также ь д должно находиться на линии t перпендикуляре, восстановленном из. середины интервала. Независимо от того стационарен или не стационарен преобразуемый сигнал, его можно разложить на сумму двух сигналов: пер24 4 вый — это некоторый сигнал, имею .в .)(й преобразование Фурье, этот сигнал выражен последовательностью выборок в серединах интервалов, равных среднему значению преобразуемого сигнала на интервалах второй — дополнение первого, среднее значение второго сигнала за каждый интервал равно нулю. Дпя У -функции преоб;. азование в последовательность средних значений показано на фиг. 46. Линия, соединяющая последовательность средних значений на фиг. 46 (треугольный импульс) — это реакция идеального фильт. ра низких частот с линейной фазовой характеристикой на g -функцию, а ломаная линия, соединяющая последовательность средних значений на фиг.

4а, как сумма треугольных импульсов— идеально ограниченная по частоте форма f(t).

Высшая частота спектра последовательности средних значений может быть

)найдена следующим образом.

В интервале Фурье

1430924 6

И

sinu <-/2 — — сов()(<. -t) к д <,/2

М

<) („) ОО

S(t) =1im 5 (д.ъсо .—

К -<)dt (5) чДу

В формуле (5) с„= 1с(+ (/2 (координата середины интервала) входит под знак интеграла по и как константа, а t — как параметр. Положив получим квантованную форму f(t) в виде последовательности мгновенных значений в сечениях

Поскольку coslo(t„ -t)= соя0=1, имеем

Я

s in(a <,/2 .— — . 2 — — — <:1<<)=,7 Е l im к о /2

<) К- К) OO л

1„=1im 3

" ю-1 «=

sinO а 1"

<) (6) где (=ц <./2.

Предел интегрального синуса

Д (sinO

1im (— — -dA =, следовательно из

2 о формулы (6) имеем

sinQ (sinQ f sinQ — — -dA — -do+ -- — d Q а а ) Q о О Q <,ч

ОΠ— - + — — d .= /2.

« sinQ

2 ) 7?

Л.ъ! 9

Последнее равенство возможно, есsinQ ли "— -d$2 = О, следовательно, сглаа-: .<.ч женные внутри интервалов изменения с

Полученная формула приводит к тому же выводу, что и интегрирование синусоиды и косинусоиды формул (1) и (2). Для сигнала, который может быть представлен интегралом Фурье, преобразование в среднее дает точку с координатами и „(t „, К„) . Сумма в правой части формулы является последовательностью, члены которой в сумме образуют квантованное во времени представление сигнала. Кроме того, преобразование в среднее обладает еще од-. ним свойством. sinQ/Q — знакопеременная убывающая функция, а интегральный синус стремится к своему пределу <

Поэтому сигнала на фиг. 4а и заштрихованная часть площади на фиг. 4в — это сумма составляющих спектра <(. E. )=1,9;o ).

1"

Кейс

5 А среднее - — J f (t) dt ранна сумме ( к мгновенных значений составляющих спектра в сечении t = к для частот йЕ(О; = 1,9) . Среднее значение

10 Е(С)дт и определенный интеграл кс

S(t)at отличаются на постоянный

1 множитель - вЂ, который может быть учтен в коэффициенте усиления канала. Интеграторы 4 и устройства 6 аналоговой памяти выполняют две задачи— идеальную фильтрацию низких частот с линейной фазовой характеристикой и квантование. При этом обеспечивается минимум среднеквадратичной погрешности каждой выборки и более экономное представление информации, чем по тео25 реме отсчетов Котельникова ° Из Q.

=(a i/2 =«ч с = к --- = 1 9 имеем

Vg у

Чо и 1

= 1 6 (где Ч = — - — часЧ 1,9 о тота отсчетов; Vs — высшая частота

30 спектра). Идеальная фильтрация низких частот с линейной фазовой характеристикой позволяет оптимально с минимальными искажениями подавить высокочастотные помехи и зеркальные час3 тоты. Преобразование сигнала в последовательность частичных средних или частичных сумм .проводится суммирующими усилителями 7 и суммирующими ячейками 38 выравниванием распреде40 ления дисперсии и энергии сигнала по частотам. В сейсмостанции выходные сигналы устройств аналоговой памяти канала, например 6.1 и 6.2, поступают на вход суммирующего усилителя

7, выходы которого подключены к соответствующим входам коммутатора 8 каналов. Когда ключи 5 разомкнуты, сигнал на выходах суммируюпртх усилителей 7 постоянен и равен с точностью

50 до постоянного коэффициента среднему от результатов интегрирования за нечетный и четный интервал, т,е. частичному среднему по 2 ° За интервалы, когда ключи 5 разомкнуты, коммутатор 8 каналов подключает последовательно выходы суммирующих усилителей к входу усилителя 9 МАРУ и проводится аналого-цифровое преобразование. Пикл регистрации начинается после поступле-.! 430924 ния активн-его уровня сигнала на вход

13 запуска, Сигнал на выходе 21 устройства управления запускает источник возбуждения, устройства 25 и 26 цифровой и аналоговой регистрации, Сигнал от сейсмоприемника, помещенного вблизи источника возбуждения, поступает на вход 14 отметки момента возбуждения. Сформированный под его воздействием синхросигнал с выхода

19 запускает усилитель 9 МАРУ и АЦП

10. Отсчеты с выхода АЦП 10 поступают на вход формирователя 11 спектра. Первый отсчет на выходе формирователя 15

11 спектра определяет отметку момента возбуждения для устройств 25 и 26 цифровой и аналоговой регистрации, и таким образом учитывается задержка, связанная с обработкой сигнала форми- 2р рователем 11 спектра. Цепочка суммирующих ячеек 38.1-38.п повышает порядок последовательности частичных сумм таким образом, что на выходе первой ячейки 38.1 отсчет канала равен сумме нескольких отсчетов этого же канала со сдвигом на один отсчет, например,.первый — сумме первого, второго и третьего, второй сумме второго,, третьего и четвертого, третий - сум- 30 ме третьего, четвертого и пятого и т.д., на выходе второй суммирующей ячейки 38.2 отсчет канала равен сумме нескольких отсчетов того же канала, поступивших на вход, например, первого, второго, третьего и четвер- того; второго, третьего, четвертого и пятого и т.д. Сигнал с выхода одной иэ суммирующих ячеек через коммутатор

37 поступает на вход ячейки 40, объединяющей отсчеты, Преобразование сигнала в последовательность частичных. сред((их или частичных сумм изменяет его спектр

1() следующим образом.

Формула (4) позволяет получить вы ражение для составляющей спектра к= 1, (7) частичное среднее; частичное среднее второго порядка; — частич1*" " Ф

К ное сред-. нее более высокого

Мм(Ke+,»

K1„$ f (x) cosQ(x-t) dx с; — к " с;— к=-оо и кс-0О и (к+и) (K+h)L

Р f (х) cosQ(x-t) dx — „- - f

k и

1, Ю и кс-ОО (км) а, (k+h)C

1 1 ((I(x)dx+. + l Е(х (Ка (K+ h -

К и (k+h)", )dx J сова(х-t)dx

KK к -о (8) +fg +...+f

Kll К КМ kdh-1 где Е

4 Е„Е(и

55 частичное среднее. к=к +и(Положив в формуле (8) sinu (/2 =

= Р а пу /2 и, используя формулу (7), «6 . I t

sin n(й/2

cosu(t* )йх и Ф/2 к

%h

М

1 () =Д (x) cosM(x-t) <)х= 1

«Щ К=-оэ к»-сю k- =-оо

ka+a где 1„= LÄ f (х) соs (х-2) dx;

|k 1ICб! ° ° ° 1 К+h (1* — — --" — —. .--Т к п

+h Н %H

1*II ml k +1 ky(+ ° ° ° +1KI IQ I к ш порядка.

Из формулы (7) может быть получено выражение для составляющей спектра, справедливое для малых и и (.: (K+ ь)

+...+ > f(x)cosy(x-t)dx

jl(в-(1 при помощи тех же преобразований, что и при выводе формулы (8), можно получить еще одно выражение для низкочастотной составляющей спектра, справедливое для малых значений (.) 1430924

« - . ч (g! ) f(Ä$

t=e." -5 к

sining

К --dQ

Q —

sing

+1*и + +1T;

КФ kW m -!, н .1(t) =, о

«<+)

a- -3 к (12) sin ар", р соя(д(С

m (д /2 к к-:

Vo

И вЂ” = I<

2V„ где Q = u с /2

=-е, «(- (g!) f 6

10 «(+

1 «<-; к частичная — частичное сумма. среднее;

Функдии

F (9) q-l — ) з пЮО

sinÒ9 я п 9

i;с g

° Г «< —,ъ

J F(9) d9 = о

F(9) с19 о (9) «nÄmÄ ../с. - "ЕС"" - 1

Ь .n m, " .Эlg о

sing "/2 а i/2

; .,...,е, s sing /2

« д ь/2

",,...,е, Е Ос) -с " "- Ъ х о —, ...„е, 7:; оо g «о.rn...g, Ь.

" n ms ° ° ° в1 К

sinig /2

М -- ††--dg

s inn /2 ро f л —:>» in,m ь к к= о

0а

-с) =

-«о -«n

f1, +f „„+.. ° +f «n где f* =

t«ll nl

m k *" Б* t+" +m /2=а„+п /2+ к

+mР/2.

При помощи тех же преобразований можно получить выражение для составляющей спектра, справедливое для малых и и о

««н, ...,6, 7 t"" -. Ъ ахпаа//2 Р„

1(t) = — — -—

I) gQ о/2 и .,,...,е, х — — — -cosy(t+" "" 3 -t)

m 3 к

sing«/2 к sining

Л

»В

sinu

К=-со

%РАЙ - t1 к со за(ек -г.) Интегрируя по Q получим выражение для низкочастотной части спектра f(t) «и, „,8 — cosa(t „-<) dg (1p) в Ыьй/2, Положив в формуле (10)

aQl получим f(t) в квантованном во времени виде:

Если n,m, °...1,g — числа натурального ряда, формула (11) может быть преобразована в вид:

szn 9 г- з п о9

1 — — --d9

0 з п 0 П sini7 811, (— — — - d9

sin о9 о определяющие - спектральную плотность, частотный спектр и распределение энергии в полосе частот, в нормированном виде изображены на фиг. 5.

После преобразования сигнала в последовательность средних значений, каждое среднее равно сумме мгновенных значений в сечении t = t„ для частот

g E (0; = 0,61) (фиг. 5a). При образовании частичных средних по 2 отсчета суммирование мгновенных значений составляющих, принадлежащих сечениям

I — и t = t„+,, происходит с учетом знака. Поэтому в частичную сумму по 2 отсчета никакого вклада не вносят частоты 9 б $-0,6; = 0,4)

40 (фиг. 5б). В частичную сумму по 3 никакого вклада не вносят частоты

86(= 0,28, =0,4) (фиг. 5в) и т.д. (Фиг. 5г-и) . А частичное среднее по

2 является, в свою очередь суммой мгновенных значений составляющих спектра в течение t = t< для9Е (О;

«1 0,4) (фиг. 5б), частичное среднее второго порядка по 2 и по 3 является суммой мгновенных значений сос50 «l,Ъ тавляющих в сечении t = t к для

OE (О; = 0,28) (фиг. 5в) и т.д. (фиг. 5r-и). Как видно из фиг. 5, повышение порядка частичного среднего приводит к тому, что распределения

55 спектральнои плотности и энергии по частотам практически совпадают и близки к равномерным, а спектр и энергия сигнала располагаются во все

14 309? 4

1 2 более узкой полосе частот, Значения о и 1/6 = — — соответствующие выс 5 Я

Ь шим частотам для частичных средних по фиг. 5, сведенные в табл, 1, показывают, как растет отношение частоты отсчетов к высшей частоте спектра с, ростом порядка последовательности частичных средних (за счет уменьшения V ) .

Но отношение --- можно изменить эа о

Ч счет прореживания отсчетов, и в зависимости от решаемых задач обеспечить или более экономную упаковку информации, или более точное представление временного интервала. Анализ показывает, что минимум отношения измененной частоты отсчетов к высшей частоте спектра может быть получен, если последняя ступень образования часч..Фтного среднего по g отсчетов проводится со сдвигом начала каждого следующего отсчета на g. При таком алгоритме образования частичного среднего уменьшается частота отсчетов регистрируемого сигнала в g раз. Значения отношения измененной частоты отсчетов и высшей частоты спектра, полученные в результате формирования спектра согласно фиг. 5, приведены в табл . 2.

Изменение 8 -функции при преобразовании ее в последовательность частичных сумм показано на фиг. 6, Как видно из фиг. 6, результатом преобразования является переход E -функции в треугольный импульс и далее в сигнал, близкий к колоколообразному импульсу,с одновременным увеличением уровня. При достаточном порядке частичных сумм их последовательность экстраполирует исходный сигнал в виде последовательности квантованных

1 колоколообразных импульсов.

В сейсмостанции интервал регистрации разбит на подынтервалы. Код длительности подынтервала поступает на вход 22 от управляющего компьютера или набора переключателей и заносится в регистр 28. В регистр 29 через вход

23 заносят код количества подынтервалов. Объем счетчика 32 определяется числом в регистре 28, а объем счетчика 33 — числом в регистре 29.После воздействия на вход сигнала отметки момента возбуждения на вход управляемого счетчика 32 от логической схемы

31 поступает синхросигнал, а импульсы переполнения управляемого счетчика

32 поступают на вход управляемого счетчика 33, и его код определяет но— мер подынтернала. В соответствии с номером подынтер вала шифратор 34 задает код высшей частоты, который с выхода 20 кода параметров регистрации поступает на вход управления комму1п татора 37 и на вход управления ячейки 40, объединяющей отсчеты. Таким образом задается порядок частичного среднего и количество объединяемых отсчетов, т,е, высшая частота спект15 ра и частота отсчетов для каждого подынтервала. С выхода ячейки 40, объединяющей отсчеты, сигнал поступает на вход цепочки суммирующих ячеек

4 1 и на вход цепочки регистров 42 памяти. Цепочка суммирующих ячеек 4 1 повышает порядок частичного среднего, Цепочка регистров памяти хранит ряд последних отсчетов каждого канала.

Коммутатор 39 управляется таким об25 разом, что на входы сумматора 44 поступают одновременно отсчеты одного и того же канала, соответствующие одному и тому же моменту времени: на один вход — отсчет с выхода одного иэ

30 регистров памяти, являющийся частичной суммой порядок которой определя1 ется состоянием коммутатора 37, на второй вход сумматора через арифметическое устройство 43 — с соответствующей суммирующей ячейки 41 отсчет, являющийся частичной суммой более выI сокого порядка. Отсчет с выхода регистра памяти 42 равен сумме мгновенных значений составляющих спектра, при40 надлежащих интервалу частот (О, И Д

Отсчет с выхода суммирующей ячейки 41 равен сумме мгновенных значений составляющих спектра, принадлежащих интервалу частот (О, a, ), умноженной

45 на постоянный коэффициент. Причем

, ) . Арифметическое устройство

43 делит на постоянный коэффициент, а сумматор 44 вычитает поступившие на вход отсчеты. В результате, каждый

50 отсчет канала на выходе сумматора 44 равен сумме мгновенных значений составляющих спектра, принадлежащих интервалу частот (

5Р

l3 14309 рируемого сигнала. С выхода сумматора

44 сигнал поступает на вход арифметическогп устройства 45, которое делит сигнал на число, определяемое кодом усиления. Код усиления поступает на управляющий вход арифметического устройства 45 через выход 20 кода паоаметров регистрации с выхода шифратора 36 кода усиления и таким образом 10 для каждого подынтервала задается — îðîã чувствительности сейсмостанции.

Импульс переполнения управляемого счетчика 33 поступает в логическую схему 31 формирования синхросигналов 15 и формирователь запуска 30. Под его воздействием прекращается поступление синхросигналов на вход управляемого счетчика 31 и на выход 19. Снимается активный уровень сигнала на выхо- 2р де 21 запуска и цикл регистрации завершается.

Основное преимущество сейсмостанции — повышение достоверности исследований за счет следующих факторов. 25

Примененное квантование по времени, когда каждая выборка представляет среднее значение сигнала в середине интервала, обеспечивает максимальную верность оценки каждой выборки, а Зр следовательно, максимальную верность и всего регистрируемого в квантованной форме сигнала. В сейсмическом канале отсутствует переходной процесс, искажающий регистрируемый сигнал .

Устранение избыточности информации за счет формирования спектра обеспечивает независимость от условий возбуждения. Каким бы ни быпо распределение энергии возбуждаемого источни- 40 ком сиг нала в регистрируемой полос е частот, алгоритм обработки сигнала в сейсмостанции сводит результат регистрации к случаю, как если бы возбуждался сигнал с равномерным распреде- 45 лением энергии IIQ частотам, а среда взаимодействовала бы со всеми составляющими спектра регистрируемой полосы частот одинаково, как со средней частотой.

Сейсмостанция обеспечивает значительное снижение количества регистрируемой и обрабатываемой информации за счет более экономного цифрового представления информации и возможности изменения частоты отсчетов в процессе цикла регистрации в соот- ветствии с меняющимся спектром сигнала,, Кроме того, при обработке отпадает

24

14 необходимость в деконволюции и обратной фильтрации, Формула изобретения

1.Сейсмостанция,содержащая сейсмоприемники по числу каналов, канальные усилители, интеграторы каналов, последовательно соединенные коммутатор каналов, усилитель МАРУ, аналого-цифровой преобразователь, устройства цифровой и аналоговой регистрации, а также устройство управления1 включающее формирователи, логическую схему формирования синхросигналов и управляемые счетчики, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности регистрации сигналов и уменьшения объема регистрируемой информации при работе в широком диапазоне глубин за счет безынерционного изменения параметров канала в процессе регистрации и изменения частоты опроса в зависимости от спектра сигналов, каждый канал содержит два интегратора с разрядными ключами, два устройства аналоговой памяти и суммирующий усилитель, причем входы интеграторов через двухпозиционный переключатель соединены с выходом канального усилителя, а выход каждого интегратора через ключ соединен с входом соответствующего устройства аналоговой памяти, выходы устройств аналоговой памяти соединены с входами сум жрующего усилителя, выход которого соединен с соответствующим входом коммутатора каналов, а между выходом аналого-цифрового преобразователя и входами систем регистрации включен формирователь спектра, вход управления которого подключен к выходу кода па раметров регистрации устройства управления.

2, Сейсмостанция по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что формирователь спектра содержит цепочку по крайней мере двух последовательно включенных суммирующих ячеек, коммутатор и ячейку, объединяющую отсчеты, цепочку не менее двух последовательно включенных регистров памяти, вторую цепочку не менее двух последовательно включенных суммирующих ячеек, спаренный коммутатор, арифметическое устройство, сумматор и вто-рое арифметическое устройство, вход первой из последовательно включенных.

1430924

Таблица! (Т

1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8

1-g

6= —

V в о

0,4 0,28 0,22 0,18 0,15 0,13 0,12

0,61

1,63

1 Vo

Вв

248 353 44 541 638 737 844

Табпица2

1-3 1-4

Vn ъу в

1,17 1,1 1 08 1 06 1 05 1 05 суммирующи:c ячеек соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходы последних из цепочки суммирующих ячеек соединены с входами коммутатора, выход которого соединен с входом объединяющей отсчеты ячейки, вход управления которой соединен с входом управления коммутатора и выходом кода параметров регистрации устройства управления, а выход - с параллельно включенными входами цепочки регистров памяти и второй цепочки последовательно включенных суммирующих ячеек, выходы цепочки регистров памяти и выходы второй цепочки суммирующих ячеек соединены с соот" ветствующими входами спаренного коммутатора, один выход которого соединен с одним входом сумматора, а второй выход через арифметическое устройство — с вторым входом сумматора,, выход сумматора соединен с входом второго арифметического устройства, выход которого соединен с входами устройств регистрации, а вход управления спаренного коммутатора соединен с входом управления первого арифметического устройства и выходом кода параметров регистрации устройства управления, вход управления второго арифметического устройства также сое динен с выходом кода параметров регистрации устройства управления.

3. Сейсмостанция по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в устройстве управления применены регистр длительности подынтервалов, регистр количества подынтервалов, два управляемых счетчика, шифратор кода высокой частоты, шифратор кода низкой частоты и шифратор кода усиления, причем управляемые счетчики включены последовательно, вход первого подключен к логической схеме формирова15 HHH синхросигналов, выход BTopol o подключен к логической схеме формирования синхросигналов и формирователю запуска источника возбуждения и устройств регистрации, вход управле2р ния первого счетчика подключен к выходам разрядов регистра кода длительности подынтепвалов, вход управления второго счетчика подключен к выходам разрядов регистра кода количества под25 ынтервалов, выходы разрядов второго управляемого счетчика соединены с параллельно включенными входами соответствующих разрядов шифратора кода ВЧ, шифратора кода НЧ и шифратора кода

30 усиления, выходы разрядов которых соединены с выходом кода параметров регистрации устройства управления.

1-5 1-6 1-7 1-8 !

Запуск астиняа

ЮпзКуждЬ|ю

1430924

1430924

К усвродс п5аи регосврацци

l ч30924

1430924

fi(else

@ 040

В И+4

f (or

1430924

Составитель А.Володин

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар г

Заказ 5341/49 Тираж 522 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4