Многоканальная система для морских сейсмических исследований

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву Ю 5582)6 (22) Заявлено 28. 01. 81 (21) 3262963/18-25 (511hh. КП. с присоединением заявки Ио—

G 01 Ч 1/24

I 0ñóäàðñòâåííûé комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 070Ц82. Бюллетень М29- (53) УДК 550 83 (088. 8) Дата опубликования описания 070882

В. В. Меер, С. И. Сидельников, Н.A. Кажаки н П. В. Карманов, A. Н. Ветютнев, A.Â.Òàðàêàíoâ, Г.В.Шишака» Л.Р.Мерклин, В.М.Бородин и A.М.Грибанов

l (72) Авторы изобретения

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ МОРСКИХ

СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к техническим средствам сейсморазведки, предназначенным для изучения подземных формаций, в частности к многоканальным системам цифровой телеметрии для морских сейсмических исследований, и используется преимущественно при морских геофизических работах на шельфе и в акваториях. 30

По основному авт.св. М 558236 известна многоканальная система для, морских сейсмических исследований, содержащая в буксируемой части акустический источник, линию передачи кодов, линию синхронизации, и в каждом канале устройство кодирования сейсмосигналов, состоящее из последовательного соединения сейсмоприемника и аналого-цифрового преобразователя, а в бортовой части - синхрогенератор, приемный сдвигающий регистр и устройство записи, между которыми включено устройство коррекции кодов, а также временное программное устройство, соединенное через формирователь импульса с акустическим источником, следящий автосинхрониэатор, включенный между сигнальным и управляющим входами приемного сдвигающего регистра, а в.буксируемой части системы каждое устройство кодирования сейсмосигналов дополнено циклическим преобразователем кода, обе линии разделены по числу каналов на отрезки, между которыми в линии передачи данных включены собирательные схемы, а в линии синхронизации — цепочки из устройства задержки и формирователя импульсов, причем выход " враждой цепочки подключен к тактирующему входу аналогоцифрового преобразователя, вход це-. почки — к запускающему входу циклического преобразователя кодов, выход которого подключен ко входу собирательной схемы.

При этом. устройство коррекции выполнено в виде сумматора поправок с подключенным к его второму входу блоком запоминания поправок в виде сдвигающего регистра, замкнутого в кольцо обратной связи через первый импульсный вход двухтактного вентиля, .второй импульсный вход которого подключен к выходу линии передачи кодов, а стробирующие входы вентиля — к выходам временного программного устрой- 1, ства. Следящий автосннхронизатор выполнен в виде последовательного соединения схемы выделения маркерного

949587 импульса канала и импульсного генератора ударного возбуждения с управляющими входами сдвигающих регистров (1).

Недостаток известной системы— ограничение ее пропускной способности. Оно возникает при необходимости либо в несколько раз увеличить число каналов при детальной сейсморазведке на нефть и газ,либо,. не изменяя числа каналов, в несколько раз расширит полосу частот возбуждаемых и принима емых сейсмосигналов для проведения сейсмоакустических исследований для инженерно-геологических изысканий или поиска рудных ископаемых.

Указанное ограничение связано с соответствующим увеличением информационного потрка, с которым не справляется устройство записи, выполняемо обычно на основе цифрового магнитофона с неподвижными головками записи. Увеличение сразу в несколько раэ пропускной способности известной системы для реализации сверхмногоканальной сейсморазведки или высокочастотной сейсмоакустической съемки может быть достигнуто введением в устройство цифровой записи вращающихся головок записи, при этом существенно возрастает относительная скорость движения магнитной ленты эа счет векторного сложения скоростей вращений головки и движения магнитной ленты. Таким устройством записи может служить видеомагнитофон, типовым применением которого является регистрация телевизионных видеосигналов. Для целей цифровой регистрации принимаемых известной системой сейсмических данных введение в устройство записи видеомагнитофона требует полного преобразования струк туры мультиплексированного потока данных, поступаЮщих с линии передачи кодов, в сочетании с жесткой синхронизацией развертки видеомагнитофона от синхрогенератора системы.

Цель изобретения — увеличение ее пропускной способности.

Поставленная цель достигается тем, что в известной многоканальной системе для морских сейсмических исследований, устройство записи содержит видеомагнитофон, имеющий синхроимпульсный и видеосигнальный входы, диэъюнктор, формирователь импульсов развертки записи, сдвигающий регистр ждуфий генератор импульсов сдвига, .буферное запоминающее устройство, разделенное на части по числу головок записи видеомагнитофона, счетчики адреса, элементы задержки, коммутатор, счетчик номера головки записи, при этом синхроимпульсный вход магнитофона подключен через дизъюнктор к кадровому и сточному выходам формирователя импульсов развертки

3 турная схема формирователя импульсов развертки записи; на фиг.3 — структурная схема ждущего генератора импульсов сдвига.

В буксируемой части известная система содержит акустический источник 1, линию 2 передачи кодов и линию 3 синхронизации, -а в каждом канале — устройство 4 кодировайия сейсмосигналов, состоящее из последовательного соединения сейсмоприемника 5 с фО

65 записи, вход которого подключен к выходу синхрогенератора системы, видеосигнальный вход видеомагнитофона подключен к выходу сдвигающего регистра, первый вход которого соединен

5 с выходом ждущего генератора импульсов сдвига, запускающий вход последнего подключен к строчному выходу формирователя импульсов развертки, а второй, установочный вход сдвигаюь 0 щего регистра соединен с выходом, устройства коррекции системы через буферное запоминающее устройство, причем каждая часть буферного запоминающего устройства соединена с выходом счетчика адреса, вход которого подключен к выходу элемента задержки в каждом канале, и управляющим входам записи и чтения каждой е части буферного запоминающего устройства и входу элемента задержки соответствующими выходами подключен коммутатор, сигнальные входы которого соединены с выходом cxema выделения маркерного импульса канала системы и со строчным выходом формирователя импульсов развертки записи, кадровый выход которого подключен через счетчик номера головки записи к управляющему входу коммутатора, при этом формирователь импульсов

30 развертки записи выполнен в виде последовательно соединенных умножителя частоты синхрогенератора системы, первого и второго делителей частоты, выходы которых соединены со входами

35 первого и второго одновибраторов, соответственно, выходы первого и второго одновибраторов служат строчC ным и кадровым выходами формирователя, вход умножителя частоты синхрогенератора системы является входом формирователя импульсов развертки записи, а ждущий генератор импульсов сдвига выполнен в виде импульсного генератора, выход которого подключен к первому входу вентиля, второй вход которого через дешифратор соединен с выходом счетчика импульсов, вход -последнего подключен к выходу вентиля, служащего выходом ждущего генератора импульсов сдвига, запускаю50 щим входом которого является вход установки нуля счетчика импульсов.

На фиг.1 изображена структурная схема системы для морских сейсмичес— ких исследований; на фиг.2 — струк949587

30 . аналого-цифровым преобразователем б.

Каждый сейсмоприемник 5 имеет пьеэокерамический или электретный гидроФон, предусилитель и полосовой сейсмический фильтр, а каждый аналогоцифровой преобразователь б снабжен устройством формирования и запоминания выборки сейсмосигнала. Каждое устройство кодирования 4 подключено своим выходом к линии 2 передачи. кодов через циклический преобразователь 7 кода и собирательную схему 8.

В линии 3 синхронизации ее соседние отрезки соединены между собой через цепочки из устройства 9 задержки и формирователя 10 импульсов, причем выход каждой цепочки подключен к тактирующему входу 11 аналого-цифрового преобразователя -6, а вход цепочки к запускающему входу 12 ц .клического преобразователя 7.

В бортовой части 13 система содержит синхрогенератор 14, приемный сдвигающий регистр 15 и устройство

16 записи, между которыми включено

I устройство 17 коррекции.Оно выполнено в виде сумматора поправок с подключенным к его второму входу 18 блоком 19 запоминания поправок, выполненным в виде сдвигающего регистра, замкнутого в кольцо обратной связи через первый импульсный вход

20 двухтактного вентиля 21-22, второй импульсный вход 23 которого подключен к выходу линии 2 передачи кодов, а стробирующие входы 24-25 к временному программному устройству 35

26, к его выхоДам 27 и 28. Его третий выход 29 через Формирователь

30 импульса подключен к акустическому источнику 1. В системе имеется следящий автосинхронизатор, содержа- 4Q щий схему 31 выделения маркерного импульса канала и импульсный генератор 32 ударного возбуждения, соединенные последовательно и включенные между сигнальным 33 и управ- щ ляющим 34 входами приемного сдвигающего регистра 15. Отличительным признаком системы (фиг.1) является выполнение устройства 16 записи.

Оно содержит видеомагнитофон 35, имеющий синхроимпульсный 36 и видеосигнальный 37 входы, первый иэ которых подключен через дизъюнктор 38 к кадровому .39 и строчному 40 выходам Формирователя 41 импульсов развертки записи, подключенного своим входом 42 к выходу синхрогенератора

14 системы (фиг.1).Второй видеосигнальный вход 37 видеомагнитофона .35 подключен к выходу сдвигающего регистра 43, снабженного ждущим генератором 44 импульсов сдвига, запускающий вход 45 которого подключен кстрочному выходу 40 формирователя

41, а установочный кодовый вход 46 сдвигающего регистра 43 соединен с. 65 выходом устройства 17 коррекции,системя через буферное запоминающее устройство, разделенное на части

47.1 и 47.2 по числу головок записи видеомагнитофона 35 (в описываемом варианте он имеет 2 вращающиеся головки записи). Каждая выделенная часть 47.1 и 47.2 запоминающего устройства снабжена счетчиком 48.1 и

48.2 адреса с элементами 49.1 и

49.2 задержки на его входе и имеет управляющие входы 50.1. и 50.2 записи и 51.1 и 51.2 считывания соответственно.

Ко всем упомянутым входам 50.1 и

50.2, 51.2 запоминающего устройства и ко входам элементов 49 ° 1 и 49.2 задержки подключен соответствующими выходами коммутатор 52, сигнальные входы 53 и 54 которого соединены с выходом схемы 31 выделения маркерного импульса канала и со строчным выходом 40 Формирователя 41 импульсов развертки записи, кадровый выход

39 которого подключен через счетчик

55 номера головки записи к управляющему входу 56 коммутатора 52.

Формирователь 41 импульсов развертки записи (фиг.2) выполнен в виде последовательно соединенных умножителя 57 частоты синхрогенератора 14 системы первого 58 и второго. 59 делителей частоты, выходы которых соединены с первым 60 и вторым 61 одновибраторами, входы последних служат соответственно строчным 40 и кадровым 39 выходами форми рователя 41. Введение в формирователь 41 умножителя 57 частоты необходимо, если частота строчных импульсов больше частоты синхрогенератора 14 системы, а необходимое согласование .упомянутых частот осуществляется при выполнении делителей 58 и 59 частоты по известным схемам с импульсной обратной связью.

Ждущий генератор 44 .импульсов сдвига (фиг.З) выполнен в виде импульсного генератора 62, выход которого подключен к первому входу 63 вентиля 64, второй вход 65 которого через дешифратор 66 соединен с выходом счетчика 67 импульсов, вход которого подключен к выходу вентиля

64, служащего выходом ждущего генератора 44. Запускающим входом 45 последнего служит вход установки нуля счетчика 67 импульсов °

Система (фиг.1) работает следующим образом.

По импульсам синхрогенератора 14, следующим в линии 3 синхронизации с частотой f 4 происходит поочередный запуск устройств 4 кодирования и поочередное считывание их цифровых данных через циклический преобразователь 7 в линию 2 передачи кодов в .последовательном коде. Двоичные сим949587

ЭО волы этого кода следуют с частотой

Е и данные каждого канала отделяются маркерными импульсами увеличенной длительности, а продолжительность мультиплексного кадра цифровых,цанных всех каналов системы обратно пропорциональна f . Из импульсного потока, постуйающего по. линии 3 синхронизации схемы 31 выделения маркерного импульса канала дискриминируются по длительности маркерные импульсы, которые запускают импульсный генератор 32 ударного возбуждения, создающий сдвигающие синхроимпульсы, которые позволяют приемному сдвигающему регистру 15 осуществлять прием последовательного кода канала и его преобразование в параллельный код, который подается на устройство 17 коррекции.

В нем производится цифровая поправка на разброс нулевого уровня каждого устройства 4 кодирования сейсмосигналов.

Для получения кодов нулевого уровня временное программное устройство

26 открывает вентиль 21 для,записи в блок 19 запоминания попранок (типа сдвигающего регистра) цифровой информации, поступающей из линии 3 синхронизации, когда принимаемые сейсмосигналы затухают. После возбуждения через формирователь импульса 30 акустического источника 1 импульсом

26 временного программного устройства вентиль 21 эакрйвается, а вентиль

22 открывается и по его первому им- 35 пульсному входу 20 восстанавливается кольцо обратной связи в блоке 19 запоминания поправок, благодаря чему он работает на выдачу накопленных данных через нторой вход 18 в устрой-4О ство 17 коррекции, где вычитание поправок ведется синхронно с сигналами, поступающими из cxema 31 ныделения, маркерного импульса канала. .45

Запись информации н системе (фиг. 1 производится следующим образом.

Под действием логического выходного сигнала счетчика 55 номера головки записи, на вход которого поступают импульсы кадровой развертки с кадрового выхода 39 формирователя

41 импульсов развертки записи коммутатор 52 подключает маркерные импульсы, поступающие на сигнальный

Вход 53, и строчные синхроимпульсы, поступающие на сигнальный вход 54, к соответствующим входам 50.1, 50.2 записи и входам 51.1, 51.2 считывания частей 47.1 и 47.2 запоминающего устройства. Одновременно импульсы с 60 сигнальных входов 53 и 54 через коммутатор 52 поступают на вход счетчиков 48.1, 48.2 адреса через элементы

49.1, 49,2 задержки, время задержки которых соответствует временам запи- 65 си и считывания информации н запоминающем устройстве.

Части 47.1, 47.2 запоминающего устройства работают в противофазе, т.е. в зависимости от состояния счетчика 55 одна часть запоминающего устройства работает в режиме записи информации с выхода устройства 17 коррекции, а другая часть запоминающего устройстна при этом работает в режиме считывания информации из запоминающего устройства на вход сдвигающего регистра 43, который под действием выходных импульсов ждущего генератора 44 импульсов, сднига, работой KOTbporo управляет формирователь 41 импульсов развертки, преобраэ1ует считываемую информацию в последовательный двоичный код, поступающий на видеосигнальный вход 37 видеомагнитофона 35, синхронизация которого производится через дизьюнктор 38 строчными и кадроными выходными импульсами формирователя 41 импульсов развертки.

Смена режимов работы (считынания и записи) частей 47.1, 47.2 запоминающего устройства производится с частотой кадровых синхроимпульсов, поступающих с кадрового выхода 39 формирователя 41 импульсов развертки. Синхронизация формирователя 41 импульсов развертки производится сигналами синхрогенератора 14 системы, использование которого как для синхронизации временного программного устройства 26, так и для синхронизации формирователя 41 импульgoa развертки, позволяет производитЬ точную временную привязку режима начала регистрации информации на видеомагнитофон 35 с моментами поступления информации с выхода устройства

17 коррекции.

Формирование импульсов раэнертки происходит следующим образом. На вход 42 формирователя 41 импульсов развертки (фиг.2) поступают синхроимпульсы с синхрогенератора системы

14, частота которых посредством умножителя 57 частоты увеличивается н

К раз. Выход умножителя 57 частот подключен ко входу первого делителя

58 частоты с коэффициентом деления P. Выход первого делителя 58 пор ключен ко входу первого одновибратора 60, который вырабатывает импульсы строчной развертки необходимой длительности, и ко входу второго делителя 59 частоты с коэффициентом деления S. Выход второго делителя 59 частоты *одключен ко входу второго однонибратора 61, который вырабатывает импульсы кадровой развертки необходимой длительности. Частоты

f40,fyg выходных импульсон на строчном и кадровом выходах 40 и 39 фср949587 мирователя 41 соответственно определяются выражениями

Ю М 39 И

Формирование импульсов сдвига осуществляется следующим образом. В исходном состоянии счетчик 67 заполнен, дешифратор 66 своим выходом блокирует вход 65 вентиля 64, который не пропускает импульсы импульсного генератора 62 ко входу 63. С !О приходом импульса строчной развертки с выхода 40 формирователя 41 импульсов развертки на вход 45 счетчик 67 обнуляется, дешифратор 66 своим выходом деблокирует вентиль 64 по входу

63. Импульсы частотой Е с генератора 62 поступают через вентиль 64 на вход счетчика 67 и на выход к управляющему входу сдвигающего регистра

43.

После отсчета счетчиком 67 числа разрядов в строке записи срабатывает дешифратор бб, который своим выходом блокирует вентиль 64 по входу 63 и тем самым прерывает серию импульсов сдвига. Ждущий генератор 44 импульсов сдвига находится в ждущем режиме до прихода очередного импульса строчной развертки с формирователя 41 импульсов развертки. С целью уплотнения в структуре видеосигнала импульса кадровой и строчной развертки частота Еб импульсов сдвига должна быть несколько выше тактовой частоты поступления информации

1 где g — скважность импульсов кадро- 40 к вой развертки, скважность импульсов строчной развертки.

Таким образом, структурное построение системы фиг.1 благодаря использованию управляющих сигналов Р со схемы 31 выделения маркерного импульса канала и управления формирователем 41 от синхрогенератора 14 системы, позволяет увеличить пропуск- О ную ее способность до величин 3-5

МБод, что ограничивается практически только полосой пропускания видеотракта магнитофона.

Формула изобретения

1. Многоканальная система для морских сейсмических исследований по авт.св. 9 558236, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения ее пропускной способности, устройство записи содержит видеомагнитофон, имеющий синхроимпульсный и видеосигнальный входы, ци - 65 юнктор, формирователь импульсов развертки записи, сдвигающий регистр, ждущий генератор импульсов сдвига, буферное запоминающее устройство, разделенное на части по числу головок записи видеомагнитофона, счетчики адреса, элементы задержки,коммутатор, счетчик номера головки записи, при этом синхроимпульсный вход магнитофона подключен через диэъюнктор к кадровому и строчному выходам формирователя импульсов развертки записи, вход которого подключен к выходу синхрогенератора системы, видеосигнальный вход видеомагнитофона подключен к выходу сдвигающего регистра, первый вход которого соединен с выходом ждущего генератора импульсов сдвига, запускающий вход последнего подключен к строчному выходу формирователя импульсов развертки,а второй, установочный, вход сдвигающего регистра соединен с выходом устройства коррекции системы через буферное запоминающее устройство, причем каждая часть буферного запоминающего устройства соединена с выходом счетчика адреса, вход которого подключен к выходу элемента задержки в каждом канале, к управляющим входам записи и чтения каждой части буферного запоминающего устройства и входу элемента задержки соответствующими выходами подключен коммутатор, сигнальные входы которого соединены с выходом схемы выделения маркерного импульса канала системы и со строчным выходом формирователя импульсов развертки записи, кадровый выход которого подключен через счетчик номера головки записи к управляющему входу коммутатора.

2. Многоканальная система по п.1, отличающаяся тем, что, формирователь импульсов развертки записи выполнен в виде последовательно соединенных умножителя частоты синхрогенератора системы, первого и второго делителей частоты, выходы которых соединены с входами первого и второго одновибраторов соответственно, выходы первого и второго одновибраторов служат строчным и кадровым выходами формирователя, вход умножителя частоты синхрогенератора системы является входом формирователя импульсов развертки записи.

3. Многоканальная система по п.1, о.т л и ч а ю щ а я с я тем, что ждущий генератор импульсов сдвига выполнен в виде импульсного генератора, выход которого подключен к первому входу вентиля, второй вход которого через дешифратор соединен с выходом счетчика импульса, вход последнего подключен к выходу вентиля, 949587

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

9558236,кл. 3 G 01 V 1/24,1975(поототип) L

ВНИИПИ Заказ 5744/36 Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,ужгород,ул.Проектная,4 служащего выходом ждущего генератора импульсов сдвига, запускающим входом которого является вход установки нуля счетчика импульсов.

1

1 (!