Способ цифровой записи сейсмических колебаний

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОЙИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i (51)М. Кл.

01 Ч 1/24 (á1) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13.10.78 (21) 2б74049/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 2312.80. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 251280

Государственный комитет

СССР по делам иэобретеннй и открытий (53) УДК 550 ° 834 (088. 8) (72) Явтор изобретения

Ю. В . Тимоши н

Киевское геофизическое отделение Украинского научноисследовательского геологоразведочного института (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЦИФРОВОЙ ЗАПИСИ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к записи колебаний при сейсмической раэведке.

Известен способ воспроизводимой записи сейсмических сигналов, способ интенсивности и переменной ширины на магнитной ленте и фотоносителях к аналоговой форме, заключающийся в том, что аналоговые электрические сигналы преобразуют в дискретные световые импульсы и регистрируют на не- 1Q подвижном фотоносителе. Дискретные или экстремальные значения напряжений с выхода ЭВМ или других обрабатывающих устройств подают на светоизлучающие приборы (например, светодиоды), объединенные в один общий блок и установленные на светочувствительной поверхности неподвижного фотоносителя вдоль трассы записи по оси t f11 ..

Недостатками этого .способа являются невозможность непосредственного считывания записанных сигналов в цифровой форме без применения промежуточных преобразований, а также искажение. сигналов при запири и воспроизведении, увеличение урУ<эня помех по сравнению с цифровой записью,,получившей в настоящее время широкое распространение. 30

Н аи более бли э ким по технической сущности к предлагаемому является способ цифровой записи и ввода сейсмической информации в ЭВМ, в котором кодируют сигналы и используют полученные параллельные, последовательные или смешанные коды для модуляции световых штрихов по принципу включено-выключено и записывают эти штрихи на носитель, например на буферный накопитель информации (магнитную. ленту).

На буферный накопитель записывается большое количество сейсмограмм, причем запись производится независимо от ЭВМ. После этого считывают информацию о временах вступлений и фаз сейсмических волн с накопителя в запоминающее устройством ЭВМ 12

Недостатками данного способа являются невозможность непосредственного считывания сигналов, записанных на носителе, одновременно в цифровой и аналоговой форме с неподвижного носителя, что важно для использование оптических методов обработки сейсмической информации, а также одинаковая вероятность больших и малых искажений сигналов при записи и воспроизведении в случае пропадания отдельных совершенно одинаковых разряд789962 иых или знаковых импульсов, записываемых на носителе.

Таким образом, применяемяй в сейсморазведке способ цифровой записи на магнитных и фотоносителях позволяет осуществдять непосредственный ввод данных в цифровые вычислительные машины дпя обработки, но не обеспечивает непосредственный ввод данных с тех ,же носителей в аналоговые оптические процессоры. С другой стороны способы аналоговой записи позволяют непосредст венно вводить данные наблюдений в оптические процессоры, но не обеспечивают обмена информацией с цифровыми машинами. Последний недостаток .особенно существенен .при необходимости обработки все более широко применяемых цифровых записей на аналоговых оптических процессорах, так как требует дополнительной перезаписи цифровых сейсмограмм в аналоговой форме. Это Щ сопряжено с увеличением уровня помех и дополнительными материальными затратами.

Цель изобретения — обеспечение считывания записанных сигналов как в циф+р ровой, так и в аналоговой форме и повышение надежности записи.

Поставленная цель достигается тем, что преобразуют получаемые при регистрации прямые коды сигналов одной иэ полярностей в обратные и управляют с их помощью световыми потоками, записывая последние на фотоносителе (в дальнейшем мы рассматриваем новый спо- соб записи применительно к фотоносителям, хотя в принципе он реализуется З5 и на магнитном носителе), образуя штрихи, площади (длина, ширина) которых пропорциональны весам соответствующих разрядов цифрового кода, для передачи знака сигнала образуют допол- 4() нительный штрих, площадь которого пропорциональна сумме весов всех разрядов мантиссы. Для защиты от паразитных засветок при считывании в аналоГОВОЙ фОрме пО краям записи сигналов 45 наносится черная кайма, охватывающая вместе с синхроимпульсами, отделяющими каждый следующий код от предыдущего, запись каждого кода со всех сторон.

На фиг. 1 показана запись парал лельным кодом; на фиг. 2 †.последовательным; на фиг. 3 — два варианта смешанной (параллельно-последовательной) записи предлагаемым способом.

Устройство для осуществления пред- лагаемого способа содержит разрядные штрихи 1-4, синхроимпульсы 5, штрихи знакового разряда 6, защитная (зачерненная) кайма 7.

Предлагаемый способ цифровой за- щ писи сейсмических сигналов осущест-вляется следующим образом.

Регистрируемые сигналы, как и обычно, представляются в виде и-разрядных кодов (один разряд знаковый, а остальные и-1 разрядов — мантисса).

Затем оточет преобразуется в обратный код, которым модулируют световые потоки (включено-выключено), падающие на носитель в областях различных разрядов. Модуляционно по любому требуемому закону (фиг. 1 и 3).легко реализовать, например с помощью специальной разрядной маски (диафрагмы), отверстия в которой расположены в соответствии со схемой записи кода, а площади отверстий, соответствующих различным штрихам, пропорциональны весам разрядов (площадь отверстия знакового разряда равна сумме площадей всех отверстий разрядов мантиссы). Освещая каждое отверстие импульсным источником света.(светодиоды, газораэрядные лампы и т.п.), управляемым обратным кодом отсчета, получаем записи (фиг.1 и 3) на которых единицам в обратном коде соответствуют зачерненные полоски, а нулямпрозрачные. Аналогичным образом знаковый разряд эачеу чяется у отрицательных чисел и прозрачен у положительных.

Если теперь осветить. носитель, то проходящий через него световой поток, задерживается эачерненными элементами и. пропускается прозрачными, на которые свет при записи не попадает и которые, очевидно, соответствуют единицам прямого кода мантиссы и знаку плюс отсчета сигнала. Прошедший через носитель при воспроизведении световой поток с учетом пропорциональнос- ти площадей разрядных элементов веса разрядов кода равен . й-1 П-1 к э +Э Е„-к р э к б +эС:ак а () где: К = 0 или 1; плошадь элемента для мпадшего разряда, R — веса разрядов (для двоичного

1 кода р =1,2,4,8... ), 1

n — - число разрядов кода (с учетом знакового разряда);

l световой поток для мпадшего разряда.

Рассмотрим отрицательный отсчет (почернение знакового элемента) с мантиссой 1001 (обратный код 0110).

Тогда Ко= 1, К вЂ” К4- 1, К 1 у Ою т.е. элементы, соответствующие первому и четвертому разрядам эачернены, а второму и третьему — прозрачны. Тогда световой поток, прошедший через носитель, равен 1=0 (1+2+4+8)

S lo (О 1+1. 2+1. 4+0.8) =б S lo (2)

Аналогично при отрицательном эна" ке такого же сигнала имеем 11(1+2+

+4+8)S о (0 1+1 ° 2+1 ° 4+0 ° 8)5I0 (15+6 о =21 5 l q (3) .

Уровень нуля соответствует. световому потоку l=15S1î . При отсутствии знакового разряда в формате записи необходимо применять электрическое

789962 смещение отрицательных сигналов в положительную область перед преобразованием их н цифровой код.

Как видно, световой поток, проходящий через фотоноситель.н области, где записан код одного отсчета, пропорционален этому коду с учетом знаisa. Следует отметить, что для считывания сигналов, записанных предлагаемым способом в цифровой форме иа фотоносителе, н аналоговой форме необходим лишь параллельный пучок .световых лучей. Следовательно, сигналы на записи легко читаются визуально (на просвет),а также с неподвижного носителя сразу по всей его длине.или в любом необходимом интервале. 15

Очевидно также, что рассматриваемая запись легко считывается и в цифровой форме, например с помощью такой же маски как при записи и матрицы фотоэлементов, установленных про- 2й тив отверстия каждого раздела. Положительным свойством предлагаемого способа записи является то, что размеры элементов (отверстий),соответствующих различным разрядам унеличиваются с весом (номером) разряда.

Вследствие этого надежность считывания (и записи) старших разрядов выше, чем у младших разрядон. Соответственно, ниже и уровень помех, так как вероятность потери и искажения старшего разряда всегда меньше, чем для младшего разряда.

Зачерненная, вокруг каждого элемента кайма записи (кода), состоящая иэ двух полосок, идущих вдоль ЗЗ записи, и синхроимпульсов 5 обеспечивает исключение погрешностей н ам.плитудах при считывании сигналов в аналоговой форме., Записи параллельным и последова- 40 тельным кодами не исчерпывают все возможные варианты размещения раз- . рядов кода при цифровой записи предлагаеьым способом. В смешанных (параллельно-последовательных) схемах размещения разрядов кода элемент знакового или старшего разряда (в схемах без знакового разряда) располо жен перпендикулярно элементам остальных разрядов. B схемах без знакового разряда осуществляется электрическое смещение сигналов на величину сигнала нулевого уровня.

При записи ряда сигналов предлагаемым способом одновременно на параллельных дорожках носителя реализуется многоканальная запись. Наряду с этим, сигналы различных каналов за писываются в режиме разделения вре мени и на одной дорожке. формула изобретения

1.Способ цифровой записи сейсмических колебаний, в котором кодируют сигналы и используют полученные параллельные, последовательные или смешанные коды для модуляции снетовых штрихов по принципу включено-выключено и записывают эти штрихи на носитель, о т л и ч а ю ш и и с я те 4, что, с целью обеспечения считывания записанных сигналов как в цифровой, так и в аналоговой форме и повышения надежности записи, преобразуют полученные при регистрации прямые коды сигналов одной иэ полярностей в обратные коды, модулируют нсеми полученными кодами разрядные световые по" токи и формируют из них световые штрихи, площади сечения которых задают пропорционально весам соответствующих разрядов цифроного кода мантиссы записываемого числа, а для знакового разряда — пропорционально сумме весов всех разрядов мантиссы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при чтении цифровой записи в аналоговой форме и при многоканальной записи наносят на запись по обеим сторонам каждой информационной дорожки эачерненные линии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 409170, кл. G 01 Ч 1/24, 1972 °

2 ° Авторское свидетельство СССР Ф 221954, кл. G 01 Ч 1/28, 1966 (прототип).

789962

/ ® np юо -о а

Составитель Т. Райкова

Редактор Л. Кеви Техред Н.Граб Корректор Г. Решетник

Заказ 9037/48 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Цквд +iааi -/Oop +1аоi

Нр.лЫ о-ат f-of o

РJ4 rz г 1 КФ х z/

Риг. Л

Ф OAF /ЮО

Р è Р ее

f г

5 ф

Л