Лекция 4

Блок-схема тракта регистрации ССЦ «Прогресс»

ССЦ – сейсмическая станция. Рис 4.1. На рисунке: Вх.панель – входная панель; КИП – контрольно-измерительная панель; Ком.ОГТ – коммутатор ОГТ; ПУ – предварительные усилители (всего 48), КК – коммутатор каналов или мультиплексор; ОП – определитель порядка или МАРУ – мгновенный автоматический регулятор усиления; ПАК – преобразователь аналог-код или АЦП, форм – форматор; БЛ – блок логики; УС – усилители записи (всего 9); ЦМР – цифровой магнитный регистратор или магнитофон; ВМ – взрывная машинка.

К этой станции подключается 96 каналов, а регистрируются только 48. Т.е. при работе часть каналов пассивная, а часть – активная. Еще есть 4 вспомогательных канала: один канал для передачи отметки момента возбуждения (ОМВ), еще один для регистрации t_верт. Вертикальное время определяется при взрывном источнике, от источника колебаний до ближайшего СП. КИП позволяет с одной стороны проверить входную цепь, а с другой стороны для подачи контрольных сигналов при проверке аппаратуры. Затем идет коммутатор ОГТ, который позволяет подключить к регистрации любые 48 активных каналов подряд идущие из 96 каналов. Предварительные усилители – аналоговые устройства, которые состоят из усилителя (рис 4.2.), режекторный фильтры, ФВЧ и ФНЧ. Режекторный фильтр не включают если рядом нет промышленной сети, потому что он вносит помехи. Либо включают и не выключают. ФВЧ позволяет выбрать граничную частоту, также как и ФНЧ. Усилитель часто имеет 4 положения и оператор заранее ставит, что какая-то зона усиливается максимально (4 положение), другая зона – 3 усиление, еще одна (2), и последняя – минимальное усиление. Рис 4.3. Далее идет мультиплексор, на его вход подается 48 аналоговых сигналов, где существуют какие-то напряжения. Выход у мультиплексора один, на нем следуют дискретные значения 48 каналов, рис 4.4. Электронное опрашивающее устройство рис 4.5. При подходе первого тактового импульса у нас вырезается часть сигнала из первого канала, рис 4.6. Таким образом у нас определяются мгновенные значения со всех каналов. В таком случае само соединение длиться 0, 000008с.

На вход определителя порядка у нас подаются мгновенные значения от всех каналов, а определитель порядка является своеобразным регулятором усиления и позволяет отрегулировать амплитуду колебаний таким образом, чтобы она изменялась в сравнительно небольших пределах. Запись сигнала с фиксированной запятой, т.е. рис 4.7. Любое двоичное число состоит из мантиссы, знака и степени, рис 4.8. Каждый усилитель усиливает в 12 децибел, соответственно все они усиливают в 84 дБ. Ус.ср – усилители сравнения или компараторы. Перед началом измерения все ключи разомкнуты, первое входное измерение подается на 7 усилителей. После каждого усилителя стоит компаратор, на один вход подается измеряемое значение. А на второй вход подается половина от максимального напряжения 4, 096 В от блока логики. Если значение на входе а больше, чем на входе б, то компаратор выдает логический нуль. Если наоборот, то логическую единицу. Таким образом при прохождении сигнала через определитель порядка у нас замыкается тот ключ, где появляется последний логический ноль, т.е. наш измеряемый сигнал еще меньше E/2. А в блок логики поступает номер этого ключа, который и характеризует коэффициент усиления. Всего 8 ключей, а для записи такого числа надо 4 ячейки. Поэтому порядок записывается в четырех ячейках. Если все компараторы выдали единицу, то замыкается только первый ключ. Если все выдали нуль, то замыкаются все ключи. Таким образом определитель порядка подбирает такой коэффициент усиления, который гарантирует, что на его выходе не будет сигнала с амплитудой больше, чем Е/2, т.е. не более 4 В.

Где – эталонные напряжения, первое из которых равно 4, 096 В, а последнее (в 14 степени) 0, 5 мВ.

Пример измерения. Допустим измеряемое значение U_изм=7 В

Преобразователь аналог-код. Его функция – измерить мгновенное значение и таким образом сформировать мантиссу каждого числа для этого в преобразователе имеется 14 эталонных напряжений. Первое эталонное напряжение иногда называется наибольший значащий бит, а последний – наименьший. Процесс измерения осуществляется по принципу поразрядного взвешивания, т.е. у нас как бы есть весы. Допустим мы хотим измерить 7 В. Если измеряемое напряжение больше эталона, то эталону присваивается логический ноль и к нему добавляется следующий эталон и т.к. Если получается, что измеряемое напряжение меньше, то последний эталон выкидывается, ему присваивается коэффициент единица. И берется следующий эталон. Последовательность этих коэффициентов записывается в мантиссу. Таким образом преобразователь аналог – код, преобразует напряжение каждого мгновенного значения в цифровой код, который и является мантиссой каждого мгновенного значения. Затем эти мантиссы и порядки формируются определенным образом для их записи на носители. Чтобы записать эту информацию необходимо соблюдать четкий порядок расположения этой информации, в простейшем случае, на магнитной ленте. Эту процедуру расположения информации и осуществляет форматор, определение порядка записи информации. Цифровая запись появилась в 60-х, 70-х годах прошлого века.

Сейчас используется девятидорожечный формат, пленка 0.5 дюйма = 1, 27 см. Сейчас в поле используется формат SEG и добавляется буква, обозначающая формат.