Устройство для преобразованиясейсмической информации

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 240579 (21)2782987/18-25 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 01 Ч 1/28 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(088, 8) Дата опубликования описания 070481" Изобретение относится к области сейсморазведки и предназначено для корреляционного преобразования сейсми. ческой информации, регистрируемой при работе с импульсными источниками ,возбуждения колебаний.Известно корреляционное устройство, применяющееся для преобразованиявибросейсмической информации, когда возбуждаемые колебания представ ляют собой непрерывный линейно-частотно-модулированный сигнал, содержащее входной блок, запоминающие блоки опорного и сейсмического сигналов, перемнояитель, интегратор, преобра" 15 эователь цифровых отсчетов и дешиф" ратор 11 .К недостаткам этого устройства ,. следует отнести, во-первых, наличие цифроаналоговых блоков, и, во-вторых, 20 использование последовательного принципа вычислений, не позволяющего обрабатывать сигналы большой длитель" ности.Наиболее близким техническим реш - 25 кием является устройство, состоящее из блоков выделения порядков и знака опорного и сейсмического сигналов, блока памяти опорного сигнала, блока анализа знаков, сумматора и вычита 2теля порядков, дешифратора, сумматора мантисс, блока сигналов нормализации, блока нормализации, регистров порядка и мантиссы результата, блоков памяти порядка и мантиссы результата. Параллельно-последовательнЫй принцип вычислений, примененный в известном устройстве, позволяет вести корреляционную обработку сигналов большой длительности, а порядковое-представление входных данных облегчает возможность замены операции умножения мантисс операцией сумми рования порядков, т, е. отпадает необходимость в перемножителе Г 21.Основным недостатком устройства является его специфическая ориентация на обработку вибросейсмических мате риалов и, следовательно, на непрерыв" ный опорный сигнал. В .связи с этим корреляционная обработка колебаний, полученных при воэбухдении импульсными источниками, представляется хоть и цринципиально возможной с помощью известного устройства, но нецелесообразной и,экономически невыгоднойЦелью изобретения является обеспечение минимальными аппаратными средствами возможности корреляционной обработки сейсмических, колебаний,819773 наблюдаемых при воздействии на средуасинхронной последовательностью импульсных возбуждений.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащвесумматор мантисс," блок нормализации,блок памяти мантиссы результата, блокпамяти порядка результата, регистр1мантиссы результата регистр поряд 7ка результата, введены блок маркировки, блок асинхронноЦ адресации,блок перебора адресов, счетчик адресаи регистр текущего знАения, причемвход опорного сигнала соединен с блоком маркировки и блоком перебора адресов, выход последнего подключен кпервому входу блока асинхронной 15адресации, выход которого подключен кпервому входу счетчика адреса, ко,второму входу которого подключен выход фблока маркировки, выход счетчикаадреса подключен ко второму входу 20блока асинхронной адресации, а такжек адресным входам блоков памяти мантиссы и порядка результата; входсейсмического сигнала соединен .срегистром текущего значения, выход дкоторого подключен к первому входублока нормализации и к первому входусумматора мантисс, выход сумматорамантисс подключен ко второму входублока нормализации и к информационно-му входу блока памяти мантиссы результата, выход последнего подключен ковходу регистра мантиссы результата,выход которого подключен ко второмувходу сумматора мантисс, выход блока нормаяизации подключен к информационному входу блока памяти порядка результата, выход которого подключен ко входу регистра порядка результата.На чертеже изображена блок-схвма 4 Оустройства.Устройство содержит блок 1 перебора адресов, блок 2 асинхронной адресации, счетчик адреса 3, блок 4 маркировки, регистр 5 текущего значения,блок 6 нормализации, блок 7 памятипорядка результата, регистр 8 порядка результата, сумматор 9 мантисс,.блок 10 памяти мантиссы результата ирегистр 11 мантиссы результата (блокуправления и его связи не показаны).Опорный сигнал Я 1) , представлен"ный асинхронной последовательностьюизимпульсов возбуждения, можетбыть рассмотрен как послвдоватвльФооть дельта-импульсов Ф 5М(Ц=Е 3 дф(+-Ф), (1),4:Оудовлетворякщих условиямфй ф 1)=, Фсо, по ь:с+-в,)аа: (з65 где Ф - времена, соответствукщие актам возбуждения. Проблема сжатия длительных сложно-интерферирующих визуально нечитаемых сейсмических колебаний Х(Ф) , полученных при сигнале возбуждения, и их преобразования в обычную импульснуюзапись Фдлительности ь решается с помощью корреляционной обработки. Функция взаимной корреляции (ФВК) оценивается обычным образом однако объем вычислений можно значительно сократить, учтя выражение (1) и условия (2) и (3) и в окончательном виде ФВК имеет видМ) = - : Юф ) (ф):ОТаким образом, вычисление ФВК для опорного сигнала (1) сводится к суммированию значений регистрируемых сейсмических колебаний со сдвигами, определяемыми временами + . Из выражения (4) следует, что любое значение входного колебания Х, принимает участие в формировании лишь тех точек корреляционной функции, которые удовлетворяют условиюИными словами, каждое значение Х(Ц используется для подсуммирования лишь столько раз, сколько актов возбуждения было произведено эа проме-жуток времени Т , предшествующий текущему значению времени + . При использовании импульсных источников возбуждения число импульсов возбуждения, приходящихся на отрезок времени ь , может равняться максимум нескольким десяткам. Отсюда следует резкое сокращение объема вычислений по сравнению с непрерывным вибросей-. смическим сигналом возбуждения и соответственное уменьшение объема аппаратуры.Устройство работает следующим образом.Отсчет одного из сейсмических каналов, представленный в цифровом виде, через вход сейсмического сигнала поступает в регистр 5 текущего значения. Одновременно обеспеЧивается доступ к тем зонам блока 7 памя" ти порядка результата и блока 10 памяти мантиссы результата, которые соответствуют данному каналу. Счетчик адреса 3 с помощью блока 4 мар-, кировки, блока 1 перебора адресов и блока 2 асинхронной адресации последовательно формирует адреса ячеек блока памяти 10, к которым необходимо подсумьщровать мантиссу отсчета х Ю . После установления на адресных шинах блока памяти 10 одного их этих адресов содержимое выбранной ячейки переписывается в регистр 11 мантиссы результата. Выходы регистров 5 и 11 подключены ко входам сумматора 9 мантиос, где происходитсуммирование содержимого этих регистров. Полученная сумма записывается в ту же самую ячейку блока 10 памяти мантиссы результата. Одновременно с ныхода блока 6 нормализации в блок 7 памяти порядка результата по тому же а,есу записывается зна 5 чение порядка полученной частичной суммы. После этого на счетчике адреса 3 устанавливается следующее адресное значение и т, д. Цикл нодсуммиронаний отсчета х(В) длится до тех о пор, пока не будут исчерпаны все значения С , удовлетворяющие условию (5).Затем н регистр 5 текущего значения записывается отсчет следую щего сейсмического канала, который принимает участие н серии подсуммиронаний, подобранной предыдущей. Таким образом, эа период времени, равный интервалу дискретизации, в вычис- ;щ лениях принимают участие текущие отсчеты. х(С) всех сейсмических каналов.В начале каждого нового интервала дискретизации все действующие адресные значения наращинаются на еди- ницу младшего разряда, и цикл подсум" миронаний повторяется для всех каналов с новыми значениями адресов.Формирование адресов блоков памяти 7 и 10 происходит следующим образом.30Содержимое блока 2 асинхронной адресации последовательнопереписывается н счетчик адреса 3, определяя твм самым адреса ячеек блоков памяти 7 и 10. С выходов. счетчика адрв- З 5 са 3 адресные значения после использования вновь записываются в блок 2 Последовательный перебор всех ячеек блока 2 обеспечивается блоком 1 перебора адресов. Наращивание. адресных 4 О значений на единицу - модификация адресов - производится с.помощью блока 4 маркировки н зависимости от значений сигнала ю(Ф) . Количество импульсов возбуждения, приходящихся на отрезок времени т - неличина пере менная и число действующих адресных значений должно соответствовать этому количеству. действукцве адресное значение определяется напичием единицы в дополнительном разряде - мар О кереМаркируются действующие адресные значения также с помощью блока 4 маркировки.Экономическая эффективность устройства определяется повышением произ водительности обработки в четыре "раза и сокращением объема оборудования. При средней стоимости километра профиля 1000 руб. и средней производительности 200 км за сезон экономический эффект на одно устройство составит 50 тыс. руб. в год.Формула изобретенияУстройство для преобразования сейсмической информации, содержащзесумматор мантисс, блок нормализации,блок памяти мантиссы результата, блокпамяти порядка результата, регистрмантиссы результата, регистр поряд-ка результата, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью обвспе"чения минимальными аппаратными средствами воэможности корреляционнойобработки сейсмических колебанийнаблюдаемых при воздействии на среду асинхронной последовательностьюимпульсных возбуждений, н него введены блок маркировки, блок асинхронной адресации, блок перебора адресов, счетчик адреса и регистр текущего значения, причем вход опорногосигнала соединен с блоком маркировки,и блоком перебора адресов, выход пос"вреднего подключен к первому входублока асинхронной адресации, выходкоторого подключен к первому входусчетчика адреса, ко второму входу которого подключен выходу блока маркиров.ки, выход счетчика адреса подключенко второму входу блока асинхроннойадресации, а также к адресным входам блоков памяти мантиссы и порядка результата, вход сейсмического сигнала соединен с регистром текущегозначения, выход которого подключенк первому входу блока нормализациии к первому входу сумматора мантисс,выход сумматор мантисс подключен ковторому входу блока нормализации и кинформационному входу блока памяти .мантиссы результата, выход последнегоподключен ко входу регистра мантиссы результата, выход которого подключен ко второму входу сумматора мантисс, выход блока нормализации подключен к информационному входу блокапамяти порядка результата, выход которого подключен ко входу регистрапорядка результата.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР б 15439, кл. 6 О Ч 1/28, 1976.2. Авторское свидетельство СССРМ 614404, кл. О 01 Ч 1/28,.6 06 Г 15/34, 1976 (прототип) .81977 Составитель Т, Райковедактор О. Филиппова Техред Н.Ковалева Коррек Бабин За Подписно ал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 1381/26 Тирак 7ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раую комитета СССРи открытийая наб., д. 4