Многоканальное устройство для регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмх

Соцмалмстмческмх

Республмк о»989501 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 221 280 (21) 2965 711/18-25 спрмсоедммеммемзаявки HL2» . (23) ПрмормтетОпубликовано 1101Â3. Бюллетень HL22

Дата опублмкованмя опмсаммя 15.01 83

ting) Jg gy.3

G 01V 1/32

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 550.834 (088. 8 ) Т.А. Алиев, Н.С. Алиев, Р.М. Кадымов, Е.С. Сыроват на, Т.А.Агаев и В.Ф.Эфендиев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт кибернетики AH Азербайджанской ССР (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ HA МАГНИТНУЮ ЛЕНТУ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для цифровой регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту для последунщего ввода ее-в электронную вычислительную машину.

Известно устройство для регистрации сейсмической информации с частоэ. ной модуляцией, содержащее сейсмоприемники, усилители, модуляторы, магнитные головки, демодуляторы, суммирующее устройство, осцилло граф (1).

Недостатком устройства является то, что беэ последующего преобразования сейсмической информации, записанной на магнитную ленту в аналоговой форме, невозможно вводить ее в электронно-вычислительную машину.

Наиболее близким к изобретению является устройство для цифровой регистрации сейсмической информации, содержащее блок сейсмических усилителей, схему сравнения, запоминаю= щее устройство (ЭУ), генератор управляющих импульсов, программный ключ, преобразователь. код — аналог, соединенный с осциллографом, ктпоч цифровой магнитный регистратор 2J.

Недостатками известного устройства является то, что оно осуществляет поочередное преобразование сейсмических сигналов в цифровой код, где с увеличением количества входных сигналов пропорционально увеличивается общее время преобразования, что,с одной стороны, ограничивает количество сейсмических сигналов, которые возможно регистрировать одновременно, с другой стороны, ограничивает диапазон изменения частоты дискретизации входных сигналов. Кроме того, указанное приводит к временному сдвигу между каналами, вносящему аппаратурную погрешность в результате обработки информацин, и отсчеты сигналов регистрируются в виде 12-разрядных двоичных кодов, которые содержат в себе значительную избыточность.

Цель изобретения — сокращение времени регистрации и уменьшение избыточности информации.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту, содержащее 989501 блок сейсмических усилителей, схему сравнения, запоминающее устройство генератор управлякщих импульсов, программный ключ, преобразователь коданалог, соединенный с осциллографом, ключ и цифровой магнитный регистратор, введены генератор импульсов, счетчик отсчетов, дополнительный преобразователь код — аналог М вЂ” 1

1 дополнительных схем сравнения, где и — число каналов регистрации, 2N 10 логических элементов И, два дополнительных запоминающих устройства, элемент задержки, блок приращения и реверсивный счетчик, причем вход генератора импулЬсов подключен к перво-15 му выходу блока управления, а выход подключен к входу счетчика отсчетов, выходы которого подключены к входам дополнительного преобразователя код - аналог, выход которого подклю- 2О чен к первым входам всех N схем сравнения, к вторым входам которых подключены выходы блока сейсмических усилителей, выходы всех N схем сравнения подключены к первым входам объединенных попарно 2N логических элементов И, к вторым входам которых подключены выходы двух младших разрядов счетчика отсчетов, выходы 2N элементов И подключены к ЗО

2N входам основного ЗУ, к управляю" щему входу которого подключен выход элемента задержки, вход которого подключен к выходу переполнения счетчика отсчетов и к первому управляющему входу первого дополнительного запоминающего устройства, к второму управляющему входу которого подключен второй выход блока. Управления, 2N выходов основного ЗУ подключенй к 2N входам первого дополнительного запоминающего устройства, выход старшего разряда которого подключен к входу младшего разряда, а выходы двух старших разрядов подключены к входам блока приращения, 45

2N выходов первого дополнительного запоминающего устройства подключены к входам 2N старших разрядов второго дополнительного запоминающего устройства, к первому управляющему входу® которого подключен третий выход блока управления, а к второму управляющему входу подключен выход ключа, вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход 55 которого подключен к управляющему входу блока приращения, выходы которого подключены к входам двух младших разрядов второго дополнительного запоминающего устройства, выходы 69 двух старших разрядов которого подключены к входам блока приращения, а остальные выходы подключены к входам цифрового магнитного регистратора и через программный ключ — к входам реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам дополнительного преобразователя код — а .алог.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для регйстрации сейсмических сигналов содержит входные каналы 1 - 1, блок сейсмических усилителей 2, генератор им- ° пульсов 3, счетчик отсчетов 4, преобразователь код - аналог 5, выходы блока сейсмических усилителей б. — 6 1 схемы сравнения 7А — 7, логические элементы И 84 - 8, запоминающее устройство Зу 9, дополнительные запоминающие устройства < ЗУ) 10 и 11, элемент задержки 12, блок приращения 13, блок управления 14, программный ключ 15, реверсивный счетчик 1б, преобразователь код — аналог 17, осциллограф 18, ключ 19, цифровой магнитный регистратор 20.

Устройство работает следующим образом.

В начале работы на выходе блока управления 14 формируется разрешающий уровень напряжения, который запускает генератор импульсов 3. Импульсы с генератора 3 поступают на вход двенадцатиразрядного счетчика отсчетов 4. С поступлением каждого из этих импульсов содержимое счетчика 4 увеличивается на единицу.

Благодаря этому на выходе преобразователя код - аналог 5 образуется линейно-ступенчатое напряжение, высота каждой ступеньки которого равна весу младшего разряда счетчика 4.

С возрастанием содержимого счетчика ,4 на схемах сравнения 7 — 7 произв водится сравнение укаэанного ступенчатого напряжения со всеми сейсмическими сигналами, которые подаются с выходов блока сейсмических усилителей б — б .

В момент равенства сейсмического сигнала с i-ro выхода блока сейсмических усилителей б„ со ступенчатым напряжением на выходе i-ой схемы сравнения 7 вырабатывается сиг- нал. В этот момент содержимое счетчика 4 соответствует двоичному коду цифрового значения сейсмического сигнала с 3 -го выхода блока сейсмических усилителей б„, и указанный импульс через группу логических элементов И 8„„, 8 „. осуществляет передачу содержимого двух младших разрядов счетчика 4 и те разряды запоминающего устройства 9, входы которых подключены к выходу j -ой схемы сравнения 7„ . B результате этого в соответствующих разрядах запоминающего устройства 9 запоминаются два младших разряда двоичного кода сей989501

ЗО смического сигнала с j -го выхода блока сейсмических усилителей б„ . .До переполнения разрядной сетки счетчика 4 на выходах всех схем cpasнения 7< - 7 в моменты равенств сейсмических сигналов с выходов блока сейсмических усилителей ᄠ— б с линейно-ступенчатым напряжением вырабатываются сигналы, которые через соответствующие группы логических элементов И 8„- Q Осуществля- 10 ют передачу содержимого двух младших разрядов счетчика 4 в соответствующие разряды запоминающего устройства 9, имеющего 2 разрядов.

При одновременном совпадении двух 15 или нескольких сейсмических сигналов, с выходов блока сейсмических усили1 телей б со ступенчатым напряжением выходы соответствующих схем сравнения

7 — 7 через соответствующие груп- 20 пй логйческих элементов H 8<< — 82 осуществляют параллельную передачу содержимого двух младших Разрядов счетчика 4 в соответствующие разряды запоминающего устройства 9. 25

В момент переполнения разрядной сетки счетчика 4 завершается. текущий шаг преобразования сейсмических сигналов в цифровой код. Сигнал переполнения, полученный на выходе старшего разряда счетчика 4, осуществляет параллельную передачу содержимого запоминающего устройства

10, имеющего 2 1 разрядов, в 2 N старших РазрядОв зэпОминающегО устРОй- 35 ства 11, имеющего 2 + 2 разряда.

Этот х<е сигнал задерживается на элементе задержки 12 и осуществляет параллельную передачу содержимого запоминающего устройства 9 в запоминающее устройство 10. Таким образом в соответствующих разрядах запоминающего устройства 10 запоминаются по два младших разряда цифровых кодов данного шага преобразования а на 2 hi старших разряда запоминающего устройства 11 — по два младших разряда цифровых кодов .прерждущего шага преобразования сейсмических сигналов. Причем коды первого сейсмического сигнала располагаются в старших разрядах, а коды И-го сей смического сигнала — в младших разрядах запоминающих устройств 10 и 11.

При этом два мЛадших разряда запоминающего устройства 11 остаются неэа- 55

ПОЛНЕННЫМИ.

После этого начинается очередной цикл преобразования сейсмических сигналов, и параллельно с этим на блоке приращения 13 происходит on60 ределение значений и знаков приращений предыдущего шага. Частота квантования по времени выбирается такой> что разность между соседними отсчетами сейсмических сигналов не превос- 65 ходит единицы квантования по уровню.

Благодаря этому приращения получаются двухразрядными кодами, состоящими из значения и знака приращения. Определение значений и знаков приращений производится, начиная с первого сейсмического сигнала, в нарастающем порядке. Вначале на входы блока приращения 13 с запоминающих устройств

10 и 11 поступают по два младши разряда цифровых кодов текущего и предыдущего шагов преобразования первого сейсмического сигнала. Полученные на выходах блока приращения 13 значения и знак приращения первого сейсмического сигнала поступают на два младших разряда запоминающего устройства 11, после чего блоком управления 14 вырабатываются импульсы сдвига, по которым содержимые запоминающих устройств 10 и 11 сдвигаются на два разряда. При этом на входы блока приращения 13 с запоминающих устройств 10 и 11 поступают на два младших разряда цифровых кодов текущего и предыдущего шагов преобразования второго сейсмического сигнала, и на блоке приращения 13 определяются значение и знак приращения второго сейсмического сигнала, которые поступают на два младших разряда запоминающего устройства 11.

Далее аналогичным образом по импульсам от генератора управляющих импульсов 14 содержимые запоминающих устройств 10 и 11 сдвигаются по два разряда, и на блоке приращения 13 последовательно определяются значения и знаки приращений остальных сейсмических сигналов. Таким образом до окончания следующего цикла преобразования на выходах блока прира.щения 13 последовательно получаются значения и знаки приращений всех сейсмических сигналов, которые.последовательно подаются на два младших разряда запоминающего устройства 11, содержимое которого сдвигается по два разряда М раз, в результате чего в 28 младших разрядах запоминающего устройства 11 находятся значения и знаки приращений всех сей< мических сигналов.

Устройство работает в режиме цифровой регистрации сейсмических сиг-. налов на магнитную ленту и в режиме записи сейсмических сигналов .на Осциллограф.

В режиме цифровой регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту включается ключ 19 и отключается программный ключ 15. При этом значения и знаки приращений шести сейсмических сигналов с 12 старших разрядов (начиная с третьего старшего разряда) запоминающего устройства 11 с помощью 12 магнитных голо989501 вок цифрового магнитного регистратора 20 параллельно записываются на магнитную ленту, которая затем вводится в электронную вычислительную машину 21, После записи значений и знаков приращений первых шести 5 сейсмических сигналов на магнитную ленту сигналом от генератора управляющих импульсов 14 содержимое запоминающего устройства 11 сдвигается на 12 разрядов. После этого про- 10 изводится параллельная запись на магнитную ленту значений и знаков приращений шести следующих сейсмических сигналов. Для записи содержимого запоминающего устройства 11 !5 на цифровой магнитной регистратор 20 требуется небольшой отрезок времени, который значительно меньше времени преобразования. Увеличение количества входных сейсмических сигналов при 2О этом не влияет на время преобразования.

В режиме записи сейсмических сигналов на осциллограф включается программнйй ключ 15 и отключается ключ

19. При этом программный ключ 15 подает на входы реверсивного счетчика

16 значения и знаки приращений выбранного сейсмического сигнала. С поступлением на входы реверсивного счет- Зр

1 чика 16 положительного приращения его содержимое увеличивается на единицу, а с поступлением отрицательного приращения — уменьшается на единицу„

Благодаря этомУ на выходе преобразователя код — аналог 17 получается ступенчатое напряжение, форма которого аналогична форме выбранного сейсмического сигнала. С выхода преобразователя код — аналог 17 сигнал записывается на осциллограф 18.

Блок приращения 13 функционирует так, что в каждом такте в соответствии с кодами, которые поступают на входы блока приращения 13 от запоми. нающих устройств 10 и 11, на его 45 выходах проявляются соответствующие значения и знаки приращений.

Положительный эффект от испол(ьзования данного устройства заключается в том, что в каждом шаге дискретизации производится параллельное определение разностей соседних отсчетов всех входных сигналов, и этим са.мым устраняется временной сдвиг между кодированной информацией отдельных каналов. Вместе с тем, в каждом шаге дискретизации для запоминани я результата кодирования каждого канала вместо 12-разрядного кода требуется лишь 2-разрядный код, что 6О уменьшает объем регистрируемой информации в шесть раз. Если иметь .в виду, что основным orðàíè÷åíèåè дланя увеличения количества каналов пра»:тически является значение времени 65 записи на магнитную ленту, то 6-кратное уменьшение объема регистрируемой информации позволяет при частоте преобразования прототипа в шесть раз увеличивать количество входных каналов или при количестве входных каналов прототипа в 6 раз увеличивать частоту дискретизации входных сигналов.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для регистрации сейсмических сигналов на магнитную ленту, содержащее блок сейсмических усилителей, схему сравнения, запоминающее устройство, блок управления, программный ключ, преобразователь код - аналог, соециненный с осциллографом, ключ и цифровой магнитный регистратор, о т л и ч а ив щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени регистрации и уменьшения избыточности информации, в устройство введены генератор импульсов, счетчик отсчетов, дополнительный преобразователь код — аналог, М -1 дополнительных схем сравнения, где М— число каналов регистрации, 2Й логических элементов И, два дополнительных запоминающих устройства, элемент за— держки, блок приращения и реверсивный счетчик, причем вход генератора импульсов подключен к первому выходу блока управления, а выход подключен к входу счетчика отсчетов, выходы которого подключены к входам дополнительного преобразователя код — аналог, выход которого подключен к первым входам всех М схем сравнения, к вторым входам которых подключены выходы блока сейсмических усилителей, выходы всех К схем сравнения подключены к первым входам объединенных попарно 2 Й логических элементов И, к вторым входам которых подключены выходы двух младших разрядов счетчика отсчетов, выходы 2N элементов И подключены к 2М входам основного запоминающего устройства, к управляющему входу которого подключен выход элемента задержки, вход которого подключен к выходу переполнения счетчика отсчетов и к первому управляющему входу первого дополнительного запоминающего устройства> к второму управляющему входу которого подключен второй выход блока управления, 2М выход :в основного запоминающего устройства подключены к

2й входам первого дополнительного запоминающего устройства, выход старшегоразрядах которого подключен к входу младшего разряда, а выходы двух старших разрядов подключены к входам блока приращения, 2 выходов первого дополнительного запоминаю989501

Составитель Т.Райкова

Редактор к.Волощук техред т, маточка корректоР В.прохненко

Заказ 11120/66 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 щего устройства подключены к входам 28 старших разрядов второго дополнительного запоминающего уст« ройства, к первому управлякщему входу которого подключен третий выход генератора управляющих импульсов, а к второму управляющему входу подключен выход ключа, вход которого

-подключен к четвертому выходу гене- . ратора управляющих импульсов, пятый выход которого подключен к управляющему входу блока приращения, выхода которого подключены к входам двух младших разрядов второго дополнительного запоминакщего устройства, выходы двух старших разрядов. которого подключены к входам блока приращения, а остальные выходы подключены к входам цифрового магнит-, ного регистратора, а также через программный ключ - к входам реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам дополнительного преобразователя код - аналог. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Федоренко A.Н. Магнитная сейсмическая запись. М., "Недра", 1964, с. 98.

2. Кунизиков Б.K. Кунизикова М.K. °

Общий курс геофизических методов

15 разведки. М., "Недра"., 1976,с.291 (.прототип) .