Цифровая сейсморегистрирующая система

ре;В СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. 9 6анов, Н,А,Кажакин,ов и Д.В,Зелянинй радиотехнический ин 88. 8)ское свидетельство СССР6 01 Ч 1/38, 1981,(54) (57) ЦИФРОВАЯ СЕИСМОРЕГИСТРИРУ 10 - ЩАЯ СИСТЕМА, содержащая последовательно соединенные буксируемое.цифровое приемное устройство, бортовой цифровой приемник, полосовой цифровой фильтр и регистратор, а также измеритель частоты сигнала и последовательно .соединенные анализатор спектра сигнала подрыва, устройство определения нижней и начальной верхней частот среза Фильтра и блок рас - чета коэффициентов системной функции фильтра, при этом выход цифрового анализатора спектра сигнала подрыва лючен к выходу бортового цифроприемника, выход блока расчета коэффициентов системной Функции фи ра соединен с управляющим входом полосовго фильтра, выход которого подключен к входу измерителя частоты сигнала, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности цифровой сейсморегистри рующей системы, она содержит сдвигающий регистр, многоуровневую схему сравнения кодов и блок вычисления пороговых уровней сравнения, при этом сигнальный вход сдвигающего гистра, управляющий вход которого соединен с выходом многоуровневой схемы сравнения кодов, а выход - с вторым входом блока расчета коэффици ентов системной функции фильтра, и вход блока вычисления гороговых уровней сравнения, выходы которого соединены с пороговыми входами многоуровневой схемы сравнения кодов, подключены к выходу устройства определения нижней и начальной верхней частот среза фильтра, причем выход измерителя частоты сигнала подключен к сигнальному входу многоуровневой схе мы сравнения кодов, 1 О 73724Изобретение относится к сейсморегистрирующей технике для изучения под земных формаций и может быть использовано при морских геофизических работах на шельфе, акваториях и и океане.Иэ вест на цифровая сейсморе гистрирующая система, содержащая последовательно соединейные буксируемое цифроное приемное устройство бортовойциФровой приемник, цифровой Фильтри регистратор, а также блок выянления закона изменения частоты сигнала и блок управления цифровым Фильтром где для повышения помехоэащищенности тель час то ты сигнала и по следов а тель но соединенные цифровой анализаторспектра подрыва, устройство определения нижней и начальной верхнейчастот среза Фильтра и блок расчета коэффициентов системной функции фильтра, при этом вход циФрового анализатора спектра сигнала подрыва подключен к выхоцу бортового цифрового приемника, выход блока расчета коэффициентов системной Функции Фильтра соединен с управляющим нходом полосового цифрового фильтра, выход которого подключен ко входу измерителя частоты сигнала. Повышение помехозащищенности системы достигается путем предварительного согласования полосы пропускания цифрового Фильтра и ширины спектра каждого сигнала подрыва 2 .Данная система обладает также ограниченной помехозащищенностью обусловленной отсутстнием средств, обеспечивающих текущее согласование 5 О верхней частоты среза полосового цифрового фильтра и верхней граничнойчастоты спектра полезного отраженного сейсмоакустического сигнала, которая с течением нремени уменьшается,Цель изобретения - повышение помехоэащищенности цифроной сейсморесистемы верхняя частота среза циф роного фильтра за счет использования эффекта поглощения верхних частотных составляющих спектра отраженного сейсмоакустического сигнала уменьшается по бинарному закону 1,Однако известная система характеризуется ограниченной помехозащищенностью, обусловленной отсутствием средств, обеспечивающих начальную установку верхней частоты среза цифрового Фильтра с учетом ширины спектра каждого сигнала подрыва, которая изменяется в широких пределах от подрыва к подрыву.Наиболее близкой к изобретению является цифровая сейсморегистрирующая система, содержащая последовательно соединенные буксируемое цифровое приемное устройство, бортовой цифровой приемник, полосовой цифровой фильтр и регистратор, а также измери гистрирующей системы путем предварительного согласования полосы пропускания цифрового фильтра и шириныспектра каждого сигнала подрына итекущего согласования верхней частоты среза цифрового фильтра и верхнейграничной частоты спектра отраженного сейсмоакустического сигнала.Поставленная цель достигаетсятем, что в цифровую сейсморегистрирующую систему, содержащую последовательно соединенные буксируемоецифровое приемное устройство, бортоной цифровой приемник, полосовой,цифровой фильтр и регистратор а также измеритель частоты сигнал ипоследовательно соединенные цифровой анализатор спектра сигналаподрыва, устройство определениянижней и начальной верхнейчастот среза фильтра и блок расчетакоэффициентов системной Функциифильтра, при этом вход цифровогоанализатора. спектра сигнала подрываподключен к выходу бортового цифроного приемника, выход блока расчетакоэффициентов системной функциифильтра соединен с управляющим входом полосового цифрового Фильтра,выход которого подключен к входу измерителя частоты сигнала, введенысдвигающий регистр, многоуровневаясхема сравнения кодов и блок вычисления пороговых уровней сравнения, приэтом сигнальный вход сдвигающего регистра, управляющий нход которогосоединен с выходом многоуровневойсхемы сравнения кодов, а ныход - свторым входом блока расчета коэффициентов системной функции Фильтра, ивход блока вычисления пороговых уровней сравнения, выходы которого соединены с пороговыми входами глногоуровневой схемы сравнения кодов, подключены к выходу устройства определения нижней и начальной верхней частот среза Фильтра, причей выход измерителя частоты сигнала подключенк сигнальному входу многоуровневойсхемы сравнения кодов,На фиг, 1 изображена структурная схема предлагаемой цифровой сейсморегистрирующей системы; на фиг, 2 эпюры сигналов, поясняющие принциг. дейстния системы.Цифровая сейсморегистрирующая система (оиг, 1) содержит последовательно соединенные буксируемое цифровое приемное устройство 1, бортовой цифровой приемник 2, полосоной цифровой фильтр 3 и регистратор 4, а также измеритель 5 частоты сигнала, и последовательно соединенные цифровой анализатор б спектра сигнала подрыва, устройство 7 определения нижней и начальной верхней частот среза, Фильтра и блок Б расчета коэффициен 1073724тов системной Функции фильтра, при этом вход цифрового анализатора б спектра сигнала подрыва подключен к выходу бортового цифрового приемника 2, выход блока 8 расчета коэффициентов системной функции Фильтра, 5 соединен с управляющим входом полосового цифрового Фильтра 3, выход которого подключен к входу измерителя 5 частоты сигнала, сдвигающий регистр 9, многоуровневую схему сравнения кодов 10 и блок 11 вычисления пороговых уровней сравнения, при этом сигнальный вход сдвигающего регистра 9, управляющий вход которого соединен с выходом многоуровневой схемы срав нения кодов 10, а выход - с вторым входом блока 8 расчета коэффициентов системной функции Фильтра, и вход блока 11 вычисления пороговых уровней сравнения, выходы которого соедииены с пороговыми входами многоуровневой схемы сравнения кодов 10, подключены к выходу устройства 7 определения нижней и начальной верхней частот среза фильтра, причем выход измерителя 5 частоты сигнала подключен к сигнальному входу многоуровневой схемы сравнения кодов 10.На фиг, 2 приведены сигнал подрыва 12, отраженный сейсмоакустический сигнал 13 одного иэ каналов буксируе 30 мого цифрового приемного устройства 1, эпюры 14 изменения верхней частоты спектра отраженного сигнала 13, импульсы управления 15 на выходе многоуровневой схемы сравнения кодов 10, эпюра 16 перестройки верхней частоты среза полосового цифрового фильтра 3,Цифровая сейсморегистрирующая система работает следующим образом.задержанный относительно сигнала 40 подрыва 12 на время 1, =2 Ь/7, гдеглубина слоя исследуемой среды, от которого происходит первое отражение; М - скорость распространения сигнала в среде, сейсмоакустический 45 сигнал 13, представляющий аддитивную смесь узкополосного полезного случайного сигнала и широкополосного шума, а .также сигнал подрыва 12, ширина спектра которого изменяется от 50 подрыва к подрыву, поступают на соответствующие входы буксируемого цифрового приемного устройства 1, преобразуются в цифровую форму и последовательным двоичным кодом передаются на вход бортового цифрового приемника 2, где информация преобразуется в параллельные двоичные коды,Дискретные выборки отраженногосейсмоакустического сигнала 13 поступают на вход полосового цифровогофильтра 3 и с его выхода поступаютна вход регистратора 4, При этом навход измерителя 5 частоты сигналас выхода полосового цифрового фильт ра 3 поступает лишь информация о знаке дискретных выборок, используемая для определения текущей частоты отфильтрованного сейсмоакустического сигнала.Цифровые коды сигнала подрыва 12 поступают на вход цифрового анализатора б спектра сигнала подрыва, который производит вычисление амплитудного дискретного спектра сигнала годрыва 12. Дискретные выборки амплитудного спектра сигнала подрыва поступают на вход устройства 7 определения нижней Рн и начальной верхней оР частот среза фильтра. Цифровой кодпоступает на первый вход блока 8 расчета коэффициентов системной функции Фильтра, код верхней чаостоты среза Гэ поступает на сигнальный вход сдвигающего регистра 9 и на вход блока 11 вычисления пороговых уровней сравнения.Блок 8 расчета коэффициентов системной функции Фильтра вычисляет коэффициенты системной функции полосового цифрового фильтра 3, зависящие от частоты дискретизации Р = :1/Ь 1 аналоговой информации, порядка цифрового фильтра, значений верхней и нижней частот среза фильтра, при этом цифровой код верхней частоты среза фильтра поступает с выхода сдвигающего регистра 9 на второй вход блока 8 расчета коэффициентов системной функции фильтра. При общем времени вычисления амплитудного дискретного спектра сигнала подрыва 12 и значений Г и Рв меньшем или равным времени задержки ь отраженного сейсмоакустического сигнала 13 полоса пропускания полосового цифрового фильтра 3 будет, таким образом, предварительно согласована с шириной спектра каждого сигнала подрыва, которая изменяется в широких пределах от подрыва к подрыву.Предварительное согласование полосы пропускания полосового цифрового фильтра 3 и ширины спектра каждого сигнала подрыва 12 обеспечивает повышение отношения сигнал /шум на выходе полосового цифрового фильтра 3 в , сди/ьш, раз где Ьи максимальная ширина спектра сигнала подрыва;ды - ширина спектра текущего сигнала подрыва 12.Дальнейшее увеличение отношения сигнал/шум на выходе полосового цифрового фильтра 3 в системе достигается путем согласования верхней частоты срезаР э полосового цифровоср.го фильтра 3 и верхней граничной часстоты Рэ отраженного сейсмоакустического сигнала 13, которое производится следующим образом,Информацияо знаке дискретных выборок с выхода полосового цифрового1073724 24/45 Тираж 71 ИИПИ 3 сно Проеткна Фил г. Ужгород П "Пате фильтра 3 поступает на вход измерителя 5 частоты сигнала, который пройэводит счет числа дискретных выборок между двумя сменами их знака иформирует на своем выходе цифровойдвоичный ког(Н, (1):Р/Г (1), зависящий от частотыЯ) отраженногосейсмоакустическоуб сигнала 13,Блок 11 вычисления пороговыхуровней сравнения формирует на своихвыходах цифровЪе коды сравнения вида.,Йпо 2 Г ./Г, где .:1,щ - ноьмер сигнала подрыва 12, изменяющиеся к подрыву и поступающие на пороговые входы многоуровневой схемысравнения кодов 10,В моменты времени т, когда цифровой код Чс (;) на сигнальном входе многоуровневой схемы сравнения кодов 10 совпадает с цифровым кодомМпо на одном из ее пороговых вхоо)дов, на выходе многоуровневой схемысравнения кодов 10 Формируются импульсы управления 15, которые производят сдвиг содержимого сдвигающегорегистра 9 на один разряд вправо, врезультате каждый раз уменьшается вдва раза верхняя частота срезаполосового цифрового фильтра 3,Дискретное уменьшение верхнейчастоты среза полосового цифровогоФильтра 3 по бинарному закону уменьшает влияние переходных процессов,возникающих в полосовом цифровомФильтре 3 в моменты времени 1; +Йя,где Ь- длительность переходногопроцесса фильтра, и упрощает схемо техническую реализацию многоуровневой схемы сравнения кодов и блока 11вычисления пороговых уровней сравнения.В результате согласования верхней частоты среза полосового цифрового Фильтра 3 и верхней граничнойчастоты спектра отраженного сейсмоакустического сигнала 13, котораязаметно уменьшается с течением времени, в системе дополнительно повышается отношение сигнал/шум на выходе полосового цифрового Фильтра 3на каждом иэ интервалов времени,се+1 в-2 раэ,Таким образом, предлагаемая система обеспечивает наиболее полнуюадаптивную Фильтрацию сейсмоакустического сигнала в шумах, при которойиспользуются параметры каждого сигнала подрыва и параметры отраженногосейсмоакустического сигнала на выходе полосового цифрового фильтра,в результате отношение сигнал/шумна выходе Фильтра увеличивается вЧ =д=бйпс,/4 и д)2 раэ, что повышает помехозащищенность,