Многоканальная система для сейсмических исследований

 

Использование: сейсмическая разведка. Сущность изобретения: в многоканальной системе для сейсмических исследований спектр канального сигнала абонентских станций по мере уменьшения полосы пропускания отрезка лини связи, соединяющего абонентскую станцию с центральной, смещается в низкочастотную область, что дает возможность подключить к линии связи большее число абонентских станций, т.е. повысить пропускную способность системы. 1 ил.

Изобретение относится к сейсморазведочной технике для изучения подземных формаций и может быть использовано при геофизических работах на мере и суше.

Известно устройство для передачи сейсмической информации, состоящее из двухпроходной линии связи, центральной станции и абонентных станций, причем центральная станция содержит регистратор, а абонентские станции - преобразователь аналог-код, регистр хранения информации и передающее устройство [1] Недостатком этого устройства является его невысокая пропускная способность.

Известна также многоканальная система для сейсмических исследований [2] содержащая двухпроводную линию связи, к одному концу которой подключено оконченное устройство, а к другому центральная станция, включающая генератор команд и устройство разделения каналов, подключенное к линии связи, регистратор, соединенный с выходом устройства разделения каналов, и абонентские станции, расположенные вдоль линии связи и подключенные к ней параллельно, каждая из которых содержит преобразователь аналог-код, регистр памяти и дешифратор команд.

Недостатком системы является неэффективно использование полосы пропускания линии связи.

Наиболее близким техническим решением к рассматриваемому является многоканальная система для сейсмических исследований [3] содержащая двухпроводную линию связи, к одному концу которой подключено оконченное устройство, а к другому центральная станция, включенная генератор команд и устройство разделения каналов, подключенное к линии связи, регистратор, соединенный с выходом устройства разделения каналов, и абонентские станции, расположенные вдоль линии связи и подключенные к ней параллельно, каждая из которых содержит преобразователь аналог-код, регистр памяти и дешифратор команд, при этом каждая абонентская станция содержит сумматор по модулю два, ключевую схему, генератор тока, генератор счетных импульсов, устройство выделения сигналов синхронизации и генератор сигналов Уолша, упорядоченных по количеству знакоперемен на периоде определения, причем преобразователь аналог-код, регистр памяти, сумматор по модулю два, ключевая схема и генератор тока соединены последовательно и подключены к линии связи, второй вход сумматора по модулю два подключен к информационному выходу генератора сигналов Уолша, выход синхронизации которого подключен к сдвиговому входу регистра памяти, входы устройства выделения сигналов синхронизации и дешифратор команд подсоединены к линии связи, причем первый выход дешифратора команд подключен к входу сброса кода сигнала Уолша генератора сигналов Уолша, вход занесения кода сигнала Уолша которого связан с выходом генератора счетных импульсов, вход запуска которого подключен к второму выходу дешифратора команд, выход устройства выделения сигналов синхронизации соединен с входом установки в ноль генератора сигналов Уолша, входом запуска преобразователя аналог-код и входом управления ключевой схемы, при этом устройство разделения каналов выполнено в виде многоканального коррелятора с опорным генератором сигналов Уолша.

По сравнению и известными [1 и 2] техническими решениями многоканальная система [3] обладает значительно большей пропускной способностью линии связи. Ее недостатком является наличие излишнего количества сумматоров по модулю два (знаковых перемножителей) в устройстве разделения каналов из-за предложенной схемы многоканального коррелятора с опорным генератором сигналов Уолша.

Технической задачей изобретения является упрощение многоканальной системы для сейсмических исследований.

Это достигается тем, что в многоканальной системе для сейсмических исследований, содержащей двухпроводную линию связи, к одному концу которой подключено оконченное устройство, а к другому центральная станция, включающая генератор команд и устройство разделения каналов, подключенные к линии связи, регистратор, соединенные с выходом устройства разделения каналов, и абонентские станции, расположенные вдоль линии связи и подключенные к ней параллельно, каждая из которых содержит преобразователь аналог-код, регистр памяти и дешифратор команд, каждая абонентская станция содержит сумматор по модулю два, ключевую схему, генератор тока, генератор счетных импульсов, устройство выделения сигналов синхронизации и генератор сигналов Уолша, упорядоченных по количеству знакоперемен на периоде определения, причем преобразователь аналог-код, регистр памяти, сумматор по модулю два, ключевая схема и генератор тока соединены последовательно и подключены к линии связи, второй вход сумматора по модулю два подключен к информационному выходу генератора сигналов Уолша, выход синхронизации которого подключен к сдвиговому входу регистра памяти, входы устройства выделения сигналов синхронизации и дешифратора команд подсоединены к линии связи, причем первый выход дешифратора команд подключен к входу сброса кода сигнала Уолша генератора сигналов Уолша, вход занесения кода сигнала Уолша которого связан с выходом генератора счетных импульсов, вход запуска которого подключен к второму выходу дешифратора команд, выход устройства выделения сигналов синхронизации соединен с входом установки в ноль генератора сигналов Уолша, входом запуска преобразователя аналог-код и входом управления ключевой схемы, при этом устройство разделения каналов содержит m-разрядный двоичный счетчик, тактовый вход которого соединен с выходом устройства выделения сигналов синхронизации, N интеграторов (N 2^m), выход i-го интегратора является i-м информационным выходом устройства разделения каналов, m групп знаковых перемножителей, по 2^j-1 знаковых перемножителей в j-й группе, причем выход k-го знакового перемножителя j-й группы подключен к первому входу (2k-1) 2^e-j-1-го (e j + 1 + m) знакового перемножителя е-й группы и входу (2k-1) 2^m-j-го интегратора, выход k-го знакового перемножителя m-й группы подключен к входу (2k-1)-группы соединен с первым входом 2^e-1-го знакового перемножителя e-й группы и соединен с выходом линии связи, выход i-го разряда m-разрядного двоичного счетчика подключен к второму входу k-го знакового переменожителя i-й группы, выходы N интеграторов соединены со входами регистратора.

Структурная схема многоканальной системы для сейсмических исследований для случая восьми каналов представлена на чертеже.

Она содержит линию 1 связи, выполненной в виде двухпроводной линии или коаксиального кабеля, к одному концу которой подключено оконечное устройство 2, а к другому центральная станция 3. Абонентские станции 4, имеющие вход 5 для сейсмического сигнала, подключены к линии 1 связи параллельно и расположены в местах сбора информации в соответствии с геофизической расстановкой.

Центральная станция 3 содержит генератор 6 команд и устройство 7 разделения каналов, подключенных к линии 1 связи. Выходы устройства 7 разделения каналов подключены к регистратору 8. Устройство 7 разделения каналов содержит устройство 9 выделения сигналов синхронизации, знаковые перемножители 10, трехразрядный двоичный счетчик 11, вход которого соединен с выходом устройства 9 выделения сигналов синхронизации, и интеграторы 12. На схеме соединений устройства 7 разделения каналов число интеграторов 12 равно числу каналов, а число знаковых перемножителей 10 на единицу меньше. Знаковые перемножители 10 в устройстве 7 образуют три группу знаковых перемножителей. При этом первая группа содержит один знаковый перемножитель 10, вторая два, третья четыре. Первые знаковые перемножители 10 первой, второй и третьей групп соединены последовательно. При этом выход последнего из них соединен с входом первого интеграрора 12, выход первого знакового перемножителя 10 второй группы знаковых перемножителей соединен с входом второго интегратора 12. Вход первого знакового перемножителя 10 первой группы соединен с входом устройства 9 выделения сигналов синхронизации, входом второго знакового перемножителя 10 второй группы знаковых перемножителей, входом четвертого знакового переменожителя 10 третьей группы и с входом восьмого интегратора 12. Выход первого знакового перемножителя 10 первой группы соединен с первым входом второго знакового перемножителя 10 третьей группы и входом четвертого интегратора 12. Выход второго знакового перемножителя 10 третьей группы соединен с входом третьего интегратора 12. Второй знаковый перемножитель 10 второй группы соединен последовательно с третьим знаковым перемножителем 10 третьей группы, выход которого соединен с входом пятого интегратора 12. Выход второго знакового перемножителя 10 второй группы знаковых перемножителей соединен с входом шестого интегратора 12. Выход четвертого знакового перемножителя 10 третьей группы соединен с входом седьмого интегратора 12. Выход i-го разряда трехразрядного двоичного счетчика 11 соединены с вторыми входами знаковых перемножителей i-й группы.

Выходы синхронизации интеграторов 12 и регистратора 8 соединены между собой и подключены к выходу трехразрядного двоичного счетчика 11, на котором формируются сигналы синхронизации с периодом, равным периоду определения сигналов Уолша.

Каждая абонентская станция 4 содержит канал передачи сейсмических данных, состоящий из последовательно соединенных преобразователей 13 аналог-код, регистра 14 памяти, сумматора 15 по модулю два, ключевой схемы 16 и генератора 17 тока, выход которого подключен к линии 1 связи. Второй вход сумматора 15 по модулю два подключен к информационному выходу генератора 18 сигналов Уолша, к синхронизирующему выходу которого подключен сдвиговый вход регистра 14 памяти.

Генератор 18 сигналов Уолша состоит из основного 19 и вспомогательного 20 двоичных счетчиков, выходы которых подключены к входам логической схемы 21, работает по тактовым импульсам генератора 22 тактовых импульсов, подключенного к входу основного двоичного счетчика 19, и формирует сигналы Уолша, упорядоченные по количеству знакоперемен на периоде определения. Устройство 23 выделения сигналов синхронизации и дешифратор 24 команд подключены своими входами к линии 1 связи. Выход устройства 23 выделения сигналов синхронизации подключен к входу управления ключевой схемы 16, входу запуска преобразователя 13 аналог-код и входу установки в ноль генератора 18 сигналов Уолша, образованного объединением входов установки в ноль основного двоичного счетчика 19 и синхронизации генератора тактовых импульсов. Первый выход дешифратора 24 команд соединен с входом установки в ноль вспомогательного двоичного счетчика 20, являющегося одновременно входом сброса кода сигнала Уолша генератора 18 сигналов Уолша, а второй вход с входом запуска генератора 25 счетных импульсов, выход которого подключен к входу занесения кода сигнала Уолша генератора 18 сигналов Уолша, которым является вход вспомогательного двоичного счетчика 20.

Система функционирует следующим образом.

В исходном состоянии ключевые схемы 16 всех абонентских станций 4 закрыты и линия 1 связи свободна. Режим передачи данных предшествует режим автоматической адресации. Для этого генератор 6 команд вырабатывает команду начала адресации и передает ее в линию 1 связи. По достижении каждой абонентской станции 4 команда начала адресации расшифровывается дешифратором 24 команд, при этом на его выходе вырабатывается сигнал установки в ноль вспомогательного двоичного счетчика 20 и сигнал запуска генератора 25 счетных импульсов. Счетчик 20 начинает считать счетные импульсы. По достижении команды адресации оконченного устройства 2 она расшифровывается и в линию 1 связи оконечным устройством 2 выдается команда окончания адресации, которая опознается дешифратором 24 команд каждой абонентской станции 4. При этом дешифратор 24 команд вырабатывает сигнал остановки генератора 25 счетных импульсов. Вспомогательные двоичные счетчики 20 прекращают счет.

Частоту генерации счетных импульсов выбирают таким образом, чтобы за время прохождения командной адресации от одной абонентской станции 4 по другой и обратно вырабатывался один счетный импульс. Тогда после окончания режима адресации вспомогательным двоичным счетчиком 20 первой абонентской станции 4, считая от оконченного устройства, будет сосчитан один импульс, второй два и так далее. Таким образом, первой абонентской станции будет присвоен первый сигнал Уолша, второй абонентской станции второй сигнал Уолша и так далее.

По окончании режима адресации генератор 6 команд вырабатывает команду начала измерения, по которой оконченное устройство 2 начинает вырабатывать сигналы синхронизации. В каждой абонентской станции 4 эти сигналы опознаются устройством 23 выделения сигналов синхронизации, которое запускает преобразователь 13 аналог-код, открывает ключевую схему 16, устанавливает в ноль основной двоичный счетчик 19 и синхронизирует генератор 22 тактовых импульсов. Генератор 18 сигналов Уолша начинает генерировать заданный при адресации сигнал Уолша, который суммируется по модулю два сумматором 15 с информацией, занесенной в регистр 14 памяти. Результат суммирования подается через ключевую схему 16 и генератор 17 тока в линию 1 связи. Таким образом, каждый бит информации, записанный в регистр 14 памяти, будет представлен в виде сигнал Уолша. Причем, если передается единица, то в линию 1 связи посылается прямой сигнал Уолша, а если ноль, то инверсный. В линии 1 связи сигналы от всех абонентских станций 4 суммируются по току и образуют групповой сигнал, который подается на вход центральной станции 3. В центральной станции 3 из группового сигнала устройство 9 выделяет сигналы синхронизации, которые синхронизируют работу трехразрядного двоичного счетчика 11, вырабатывающего сигналы Радемахера. Групповой сигнал подается на первые входы трех групп знаковых перемножителей 10, на вторые входы которых подаются сигналы Радемахера. В результате предлагаемого соединения знаковых перемножителей обеспечивается минимальное их количество и образование произведений входного сигнала соответствующие сигналы Уолша. Из группового сигнала в результате умножения на сигналы Уолша в знаковых перемножителей 10, и последующего интегрирования на интеграторах 12, каждый сигнал подается на свой выход и таким образом осуществляется разделение каналов. Эти сигналы с выходов интегратора 12 подаются на регистратор 9, где осуществляется их регистрация по команде с выхода трехразрядного счетчика 11.

Таким образом, в предлагаемой многоканальной системе для сейсмических исследований спектр канального сигнала абонентских станций по мере удаления от центральной станции, а следовательно, и по мере уменьшения полосы пропускания отрезка линии связи, соединяющего абонентскую станцию с центральной, смещается в низкочастотную область. Это обстоятельство дает возможность подключить к линии связи большее число абонентских станций, т.е. повышается пропускная способность системы за счет более эффективного использования линии связи. Одновременно с этим предлагаемый способ соединения знаковых перемножителей в устройстве разделения каналов позволяет минимизировать количество знаковых перемножителей в этом устройстве.

Формула изобретения

Многоканальная система для сейсмических исследований, содержащая двухпроводную линию связи, соединяющую оконечное устройство и центральную станцию, состоящую из генератора команд и устройства разделения каналов, подключенных к линии связи, регистратор, соединенный с выходами устройства разделения каналов, и абонентские станции, расположенные вдоль линии связи и подключенные в ней параллельно, при этом каждая абонентская станция содержит преобразователь аналог код, регистр памяти, дешифратор команд, сумматор по модулю два, ключевую схему, генератор тока, генератор счетных импульсов, первое устройство выделения сигналов синхронизации и генератор сигналов Уолша, упорядоченных по количеству знакоперемен на периоде определения, причем преобразователь аналог код, регистр памяти, сумматор по модулю два, ключевая схема и генератор тока соединены последовательно и подключены к линии связи, второй вход сумматора по модулю два подключен к информационному выходу генератора сигналов Уолша, выход синхронизации которого подключен к сдвиговому входу регистра памяти, входы первого устройства выделения сигналов синхронизации и дешифратора команд соединены с линией связи, при этом первый выход дешифратора команд подключен к входу сброса кода генератора сигналов Уолша, вход занесения кода Уолша которого связан с выходом генератора счетных импульсов, вход запуска которого подключен к второму выходу дешифратора команд, выход первого устройства выделения сигналов синхронизации соединен с входом установки в "0" генератора сигналов Уолша, входом запуска преобразователя аналог код и входом управления ключевой схемы, отличающаяся тем, что устройство разделения каналов дополнительно содержит второе устройство выделения сигналов синхронизации и m разрядный двоичный счетчик, тактовый вход которого соединен с выходом второго устройства выделения сигналов синхронизации, N интеграторов, где N 2^m, выход i-го интегратора, где является i-м информационным выходом устройства разделения каналов и m групп знаковых перемножителей по 2^j-1 знаковых перемножителя в j- группе, причем выход k-го знакового перемножителя, где j-й группы, где подключен к первому входу [(2k-1)/2^l-j-1]-го знакового перемножителя l-й группы, где и входу [(2k-1)/2^m-i]-го интегратора, выход k-го знакового перемножителя m-й группы, где подключен к входу (2k-1)-го интегратора, первый вход знакового перемножителя первой группы соединен с первым входом (2^l-1)-го знакового перемножителя l-й группы, где и соединен с выходом линии связи, выход i-го разряда m-разрядного двоичного счетчика подключен к второму входу k-го знакового перемножителя i-й группы, где выходы N интеграторов соединены с входами регистратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1