Устройство накопления и отображения сейсмических сигналов

(5 АНИЕ ИЗОБРЕТЕ рения и анализа волновых процессов, амплитуда которых незначительно превышает уровень помех. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости накопления . сейсмического сигнала с амплитудами не меньше уровня помех и быстродействия, Устройство состоит из генератора, счетчиков адреса строк и столбцов, коммутатора, двух цифроаналоговых преобразователей, индикатора, мультиплексора, блока графической памяти, блока управления, схем И, реверсивного счетчика. Оцифрованные сейсмические сигналы заносятся в блок графической памяти, каждая ячейка которого соответствует определенной амплитуде сигнала, а каждый столбец - определенному времени относительно начала возбуждения сигнала.1 з. и, ф - лы,2 ил. иал В есоюзного научитута горной геого дела ок го инс йдерс-ЭВМ в системах обр- М.: Мир, 1976, с, 42 Ста суммир ние. - М (54) УСТ БРАЖЕ (57) Изо ведке и ОВ раз ме мяти, блока 11 управления, первой 12 и второй 13 схем И, реверсивного счетчика 14.Блок 11 управления состоит из второго триггера 15, третьей 16, четвертой 17 и пятой 18 схем И, инвертора 19, первой схемы ИЛИ 20, одновибратора 21, второй схемы ИЛИ 22 и шестой схемы И 23, При этом выход генератора 1 соединен с тактовым входом счетчика 2 адреса строк, выход которого заведен на старшие разряды первого группового входа мультиплексора 9, на младшие разряды которого подключены выходы счетчика 3 адреса столбцов. Тактовый вход счетчика 3 адреса столбцов соединен с выходом коммутатора 4, на входы которого подаются выход переноса счетчика 2 адреса строки и прямой выход первого триггера 5. Вход первого триггера 5 (например, Т-триггер) соединен с выходом переноса счетчика эв, ывышение помехоя сейсмического меньше уровня похема устройства; я устройства наейсмических сигналов.Устройство со счетчика 2 адресалбцов, коммутат ервого 6 и втор преобразователей мультиплексора 9, б сто 5 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Соучек Б. Миниботки информации.438,нция сеисморазведочная шахтн ющая ШСС - 2: Техническое опи ,: Геофизприбор, 1987.РОЙСТВО НАКОПЛЕНИЯ И ОТ НИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛ бретение относится к сейсмо может быть использовано для из Изобретение относится к сейсмор ведке и может быть использовано для иэ рения и анализа волновых процесс амплитуда которых незначительно пре шает уровень помех. Цель изобретения - по устойчивости накоплени сигнала с амплитудами не мех и быстродействия. На фиг, 1 приведена с на фиг. 2 - блок управлени копления и отображения сстоит иэ генератора 1, трок, счетчика 3 адреса ора 4, первого триггера ого 7 цифроаналоговых (ЦАП), индикатора 8, лока 10 графической па 1 б 440 б 1 А2 адреса строк, прямой выход соединен с входом первой схемы И 12 и входом занесения информации в реверсивный счетчик 14, а инверсный - с входом второй схемы И 13 и входом сброса реверсивного счетчика 14, Кроме того, выходы обоих счетчиков 2 и 3 также соединены с входом соответственно первого 6 и второй 7 ЦАП, выходы которых заведены на входы индикатора 8 и являются сигналами отклонения луча индикатора (если он выполнен на основе ЭЛТ) по вертикали и горизонтали соответственно. Второй групповой вход мультиплексора 9 является входной шиной устройства. Выходы мультиплексора 9 соединены с адресным входом блока 10 графической памяти, выход которого соединен с входом первой 12 и второй 13 схем И, а выходы последних соответственно с входами "+1" и "-1" реверсивного счетчика 14,.Выходы последнего заведены на его же входы со сдвигом, т. е. выход 01 заведен на вход 00, выход СЬ - на вход Оит,п,Вход Я второго триггера 15 является управляющим входом 24 блока управления (по этому сигналу происходит выделение средней среди заполненных ячеек), На вход К подключен выход переноса второго счетчика 3. Прямой выход второго триггера 15 является первым выходом блока управления и заведен на вход третьей схемы И 16, другой вход которой является входом блока управления (выход второй схемы И 13), а выход которой подключен к входу запуска одНовибратора 21, выход последнего соединен с входом второй схемы ИЛИ 22. Инверсный выход второго триггера 15 соединен с входом шестой схемы И 23, выход которой является третьим выходом блока управления. Вход 26 блока управления соединен с входом инвертора 19, второй схемы ИЛИ 22 и пятой схемы И 18, другой вход которой является входом 25 блока управления. Выход инвертора 19 подключен к входу пятой схемы И 23 и к входу четвертой схемы И 17, два двугих входа которой являются входами блока управления, а выход соединен с входом схемы ИЛИ 20. На другой вход схемы ИЛИ 20 подключен выход пятой схемы И 18, а выход схемы ИЛИ 20 является четвертым выходом блока управления. На третий вход , шестой схемы И 23 заведен выход блока 10 графической памяти.Накапливание сигналов применяют в тех случаях, когда соотношение сигнал - помеха невелико, т, е. когда шумы имеют уровень того же порядка или несколько меньше, что и полезный сигнал. При этом помеха является суперпоэицией нескольких независящих один от другого сигналов. Су 10 15 большом количестве опытов (регистраций)20. количество зарегистрированных сигналов с 45 50 55 25 30 35 40 щественным в предлагаемом устройстве является то, что вероятность появления сигнала помехи как положительной полярности,так и отрицательной равновероятна, а уровень помехи распределен нормально относительно нуля (оси симметрии). Если в регистрируемом сигнале присутствует полезный сигнал, то ось симметрии смещается в каждый момент на величину полезного сигнала Я. В момент 1 уровень регистрируемого сигнала 5(1) распределен нормально относительно оси симметрии а=Я(т), т. е. при проведении серии опытов с фиксированным уровнем полезного сигнала 5 и нормально распределенными уровнями помехи, уровни зарегистрированного сигнала распределены нормально относительно уровня Яп. Очевидно, что при достаточно уровнем выше Б и количество зарегистрированных сигналов с уровнем ниже Яп примерно равны.Устройство функционирует следующим образом.При активировании режима записи, т. е, регистрации результатов последовательности возбуждений, выставляется сигнал "Запись" на входе 26 блока управления, При этом мультиплексор 9 переключается на передачу информации с информационного входа устройства на адресный вход блока 10 графической памяти. На вход 01 блока 10 графической памяти подаются данные (сигнал высокого уровня). При этом осуществляется заполнение блока 10 графической памяти. При каждом последующем возбуждении данные заносятся в блок 10 графической памяти по адресам столбцов, наращивание которых синхронизировано с началом волнового процесса, "поверх" уже зарегистрированных результатов предыдущих возбуждений. При каждом возбуждении и регистрации его результатов не производится никакая обработка входных сигналов, кроме запоминания в блоке 10 графической памяти, По окончании проведения необходимого числа возбуждений снимается сигнал "Запись" (по инициативе оператора), разблокируется генератор 1, мультиплексор 9 переключается на передачу информации с выходов счетчиков 2 и 3 на адресный вход блока 10 графической памяти. Кроме того, выходы этих счетчиков заведены на входы ЦАП 6 и 7 соответственно и. поскольку эти счетчики являются счетчиками строк и столбцов блока 10 графической памяти, следовательно, и индикатора 8, на выходе ЦАП 7 формируется напряжение, используемое для управления положением лу 1644061ча индикатора 8 по вертикали, а на выходе ЦАП 6 - по горизонтали, При отсутствии сигналов "Запись" и "Формирование" (шестой вход блока 11 управления) устройство находится в режиме отображения информации, хранимой в блоке 10 графической памяти, на экране индикатора 8. При этом выход переноса первого счетчика 2 через коммутатор 4 соединяется с входом второго счетчика 3, Первый счетчик 2 считает импульсы с выхода генератора 1, перебирая все строки текущего столбца, затем инкриминируется содержимое второго счетчика 3 и перебираются все его строки и т, д, На выходе блока 10 графической памяти появляются сигналы, соответствующие содержимому адресуемой упомянутыми счетчиками ячейки и поступающие на вход блока 11 управления, На выходе шестой схемы И 23 блока управления формируется сигнал "Засветка" (третий выход блока 11 управления) по каждому единичному содержанию выбранной ячейки, При этом адресуется ячейка блока 10 графической памяти, соответствующая положению луча на экране индикатора, Если ее содержимое равно единице, то эта точка засвечивается. В этом режиме, т. е. во время отображения информации на экране индикатора, второй триггер 15 сброшен,В режиме отображения информации, хранящейся в блоке графической памяти, сразу после окончания серии возбуждений на экране индикатора 8 отображается "шумовая дорожка", т. е, в каждом столбце отображаются все точки, соответствующие каждому накоплению,Чтобы выделить из этой "шумовой дорожки" сигнал, соответствующий усредненному, на выход блока 11 управления подают сигнал "Формирование" равный 1,(шестой вход блока 11 управления). При этом взводится второй триггер 15, Коммутатор 4 переключается на пропускание на вход С второго счетчика 3 сигналов с выхода первого триггера 5, Второй счетчик 3 поэтому переключается по каждому второму импульсу, поступающему с выхода переноса первого счетчика 2, Таким образом, адреса всех строк в каждом столбце перебираются дважды, Первый раз производится считывание содержимого ячеек текущего столбца блока 10 графической памяти и в реверсив. ном счетчике 14 накапливается количество гп считанных из нее единиц, т, е. количество заполненных в данном столбце ячеек. Второй раз снова производится считывание содержимого всех ячеек того же столбца блока 10 графической памяти по каждому единичному результату из содержимого реверсивного счетчика 14, сдвинутого на один двоичный разряд вправо в начале второго такта,т. е. содержимое разделено на два, вычитается единица, а заполненная ячейка обнуля 5 ется. Считывание продолжается до тех пор,пока содержимое счетчика не достигнет нуП 1ля, т.е. считано К =-заполненных ячеек,2где ,) - целая часть.10 Ячейка с номером К среди заполненныхявляется средней по счету. Ее содержимоесохраняется, а содержимое всех остальныхячеек текущего столбца обнуляется и такдалее для каждого столбца, Таким образом15 в блоке графической памяти остаются заполненными только ячейки, средние по счету среди заполненных,В процессе формирования изображения генератор 1 вырабатывает прямоуголь 20 ные колебания заданной частоты, первыйсчетчик 2 наращивает свое содержимое, перебирая тем самым адреса строк (при фиксированном адресе столбца) блокаграфической памяти,25 Блок 11 управления снимает сигнал свыхода, т, е. запрет записи в блок 10 графической памяти. На выходе Оо блока 10 графической памяти появляются данные,соответствующие выбранной ячейке данно 30 го столбца, По каждому единичному значению выходного сигнала (выход блока 10графической памяти) содержимое реверсивного счетчика 14 увеличивается на единицу,По окончании перебора адресов строк35 на выходе переноса Р первого счетчика 2появляется импульс, взводящий первыйтриггер 5,По перепаду 1/О сигнала на втором выходе первого триггера в реверсивный счет 40 чик 14 производится эанесениеданных с еговыхода, сдвинутых вправо на один разряд,т, е, производится операция деления содержимого реверсивного счетчика 14 на два спотерей остатка, т. е. в реверсивном счетчи 45 ке 14 содержится целая часть частотного- ), где а - содержимое реверсивного2счетчика 14 до операции записи.Содержимое второго счетчика 3 не из 50 меняется. Однако в следующем такте данные с выхода О, блока 10 графическойпамяти уже проходят через вторую схему И13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 14,55 По каждой считанной из блока 10 графической памяти единице из реверсивногосчетчика 14 вычитается единица, При этомблок 11 управления по каждому сигналу навыходе второй схемы И 13 вырабатываетимпульсный сигнал, разрешающий запись вблок 10 графической памяти по адресу, из которого считана единичная информация, т. е. в ячейку, адресуемую первым 2 и вторым 3 счетчиками, На выходе 01 блока 10 графической памяти при этом выставляется нулевой сигнал, т, е, производится стирание содержимого ячеек текущего столбца памяти. Этот процесс продолжается до тех пор, пока содержимое реверсивного счетчика 14 не станет равным нулю, Появление сигнала на выходе переноса реверсивного счетчика 14 свидетельствует о том, что из текущегоП)столбца считано- 1 запал нен н ых ячеек. В2этом случае на четвертом выходе блока 11 управления формируется единичный сигнал и поэтому содержимое этой ячейки не стирается в отличие от остальных. Продолжая считывать информацию из ячеек текущего столбца, производят стирание содержимого оставшихся ячеек. По окончании сканирования всех ячеек этого столбца на выходе первого счетчика 2 вновь появляется импульс, сбрасывающий на этот раз первый триггер 5. Второй счетчик 3 увеличивает на единицу свое содержимое, по перепаду 1/О сигнала на первом выходе первого триггера сбрасывается содержимое реверсивного счетчика 14. Устройство переходит к формированию содержимого следующего столбца. В сформированном столбце остается заполненнойгптолько ячейка с номером- посреди запол 2ненных,Процесс формированИя продолжается до тех пор, пока не появляется сигнал переноса из второго счетчика 3. По этому сигналу сбрасывается второй триггер 15 и на этом режиме "Формирование" заканчивается,Предлагаемое устройство позволяет увеличить быстродействие процесса накопления сигналов по сравнению с известным, В предлагаемом устройстве процесс самого усреднения накопленных сигналов ("Формирование") начинается после окончания серии возбуждений, Регистрация же каждого возбуждения по длительности равна длительности интересуемой части волнового процесса, поскольку осуществляется только , запись в блок графической памяти, Поэтому возбуждения могут следовать одно за другим с любой необходимой частотой с учетом времени затухания волнового процесса в породе). Формирование является также быстрым процессом, только в 2 раза превышающим время одного сканирования блока графической памяти, Кроме того, процесс формирования активируется лишь после10 35 триггер соединен первым выходом с первым входом коммутатора, управляющим 40 входом реверсивного счетчика, вторым вхо 45 50 55 15120 25 30 окончания серии возбуждений, т. е. один раз на несколько десятков возбуждений,Предлагаемое устройство также повышает помехоустойчивость процесса накопления от импульсных помех. Приход такой помехи приводит к тому же конечному результату, как и приход любого сигнала той же полярности, что и полярность импульсных помех,Формула изобретения 1. Устройство накопления и отображения сейсмических сигналов, содержащее индикатор, входами подключенный к выходам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, счетчики адреса строк и адреса столбцов, выходами соединенные соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, генератор, подключенный к входу счетчика адреса строк, а также блок графической памяти,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости накопления сейсмического сигнала с амплитудами не меньше уровня помех и быстродействия, в него введены мультиплексор, выходами соединенный с адресными входами блока графической памяти, к старшим и младшим разрядам первого группового входа мультиплексора подключены выходы счетчиков адреса строк и адреса столбцов соответственно, коммутатор, выходами соединенный с входом счетчика адреса столбцов, а входом - с выходом переноса счетчика адреса строк, первый триггер, первая и вторая схемы И, выходами подключенные к счетным входам реверсивного счетчика, и блок управления, причем первый дом блока управления и первым входом первой схемы И, второй выход первого триггера соединен с первым входом второй схемы И и входом сброса реверсивного счетчика, вторые входы первой и второй схем И соединены с выходом блока графической памяти и первым входом блока управления, к третьему, четвертому и пятому входам которого подключены соответственно выходы переноса реверсивного счетчика, счетчика адреса строк и выход второй схемы И, выходы реверсивного счетчика со сдвигом заведены на его вход, второй и третий входы коммутатора подключены к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с входами управления генератора и мультиплексора, третий выход - с индикатором, а четвертый и пятый - с входами управления блока графической памяти, причем выход переноса счетчика адреса строкподключен к входу первого триггера и четвертому входу коммутатора, причем второй групповой вход мультиплексора является информационным входом устройства,2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления состоит из второго триггера, первым выходом, являющимся первым выходом блока управления, соединенным с входом третьей схемы И, другой вход которой является пятым входом блока управления, а выход соединен с входом одновибратора четвертой схемы И, выходом соединенной с входом первой схемыфИЛИ, выход которой является четвертым выходом блока управления, два входа которой являются третьим и четвертым входами блока управления, а на третий вход подключен выход инвертора, вход которого являет ся вторым входом блока управления исоединен также с входами второй схемы ИЛИ и пятой схемы И, другой вход которой является третьим входом блока, а выход соединен с входом первой схемы ИЛИ, кроме 10 того, блок управления содержит шестуюсхему И, выход которой является третьим выходом блока управления, а к входам подключен второй выход второго триггера, выход инвертора и третий вход блока управления, 1516440 б 1 От Юп дло ставитель А.Володинхред М.Моргентал Корректор А.Обруча едактор Н.Бобков ри ГКНТ СССР Заказ 1238 Тираж 344 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5