Количество машинных слов K₀ в пределах зоны магнитофона ЭВМ, предназначенной для размещения сейсмической информации, определяется временем t полезной записи на данной трассе, шагом квантования дt и количеством сейсмических слов r, пакуемых в одно машинное слово.

Таким образом, первый этап обработки на ЭВМ сейсмической информации, зарегистрированной цифровой станцией к мультиплексной форме, предусматривает ее демультиплексирование, т.е. выборку отсчетных значений, соответствующую их последовательному размещению на данной трассе сейсмограммы вдоль оси t и их запись в зону НМЛ, номер которой программно приписан данному каналу. Ввод аналоговой сейсмической информации в ЭВМ в зависимости от конструкции специализированного вводного устройства может выполняться как по канально, так и в мультиплексном режиме. В последнем случае машина по заданной программе выполняет демультиплексирование и запись информации в последовательности отсчетных значений на данной трассе в соответствующую зону НМЛ.

Устройство ввода аналоговой информации в ЭВМ.

Главным элементом устройства ввода аналоговой сейсмической записи в ЭВМ является аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выполняющий операции преобразования непрерывного сигнала в цифровой код. В настоящее время известно несколько систем АЦП. Для кодирования сейсмических сигналов в большинстве случаев используются преобразователи поразрядного взвешивания с обратной связью. Принцип действия такого преобразователя основан на сравнении входного напряжения (отсчетной амплитуды) с компенсирующим. Компенсирующее напряжение Uk изменяется поразрядно в соответствии с тем, превышает ли сумма напряжений входную величину U_x. Одним из основных узлов АЦП являются цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), управляемый но определенной программе нуль-органом, сравнивающим преобразуемое напряжение с выходным напряжением ЦАП. При первом тактовом импульсе на выходе ЦАП возникает напряжение U_K, равное 1/2Uэ. Если оно превышает суммарное напряжение U_x, тогда в положении "нуль" окажется триггер старшего разряда. В противном случае (U_x > U_Kl) триггер старшего разряда окажется в положении единица. Пусть в первом такте выполнялось неравенство U_x < 1/2Uэ и в первом разряде выходного регистра записан нуль. Тогда во втором такте U_x сравнивается с эталонным напряжением 1/4Uэ, соответствующим единице следующего разряда. Если U_x > Uэ, то во втором разряде выходного регистра запишется единица, а в третьем такте сравнения U_x будет сопоставляться с эталонным напряжением 1/4Uэ + 1/8Uэ, соответствующим единице в следующем разряде. В каждом очередном i-том такте сравнения, если в предыдущем была записана единица, напряжение Uki-1 увеличивается на величину Uэ /2 до тех пор, пока U_x не окажется меньше Uki. В этом случае выходное напряжение U_x сравнивается с Uki+1 = Uэ/2•Uэ/2 и т.д. В результате сравнения U_x с поразрядно изменяемым U_K в положении "нуль" окажутся триггеры тех разрядов, включение которых вызвало перекомпенсацию, а в положении "единица"-триггеры разрядов, обеспечивших наилучшее приближение к измеряемому напряжению. При этом в выходном регистре запишется число, эквивалентное входному напряжению,

Ux = ?aiUэ/2

С выходного регистра через блок сопряжения вводного устройства по команде ЭВМ цифровой код пересылается в ЭВМ для дальнейшей программной обработки. Зная принцип работы аналого-цифрового преобразователя, нетрудно понять назначение и принцип работы основных блоков устройства ввода аналоговой информации в ЭВМ.

Основными элементами устройства ввода являются:

1) электронно-механическая система барабанного типа для протяжки и считывания стандартной магнитной пленки, эквивалентная применяемым па аналоговых сейсмических станциях и обрабатывающих машинах;

2) блок воспроизведения, включающий усилители воспроизведения, частотные фильтры, АРУ;

3) блок выработки импульсов квантования, включающий усилитель, формирователь марок времени и схему, компенсирующую нелинейность протяжки магнитной пленки в процессе записи (воспроизведения), и обеспечивающий постоянный шаг дt между отсчетными значениями;

4) блок преобразования (аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи);

5) блок сопряжения устройства ввода с ЭВМ.

Устройство вывода для построения сейсмических разрезов.

Результатом обработки сейсмической информации на ЭВМ является временной либо глубинный разрез, представленный в виде последовательности трасс х = const, эквивалентных трассам сейсмограммы. При длительности полезной записи в 5с и шаге квантования в 0,002с каждая трасса временного разреза содержит 2500 отсчетных значений. Число отсчетных значений на трассе глубинного разреза, сохраняющего динамику записи, определяется максимальным временем t0max временного разреза, v (t0max) и шагом квантования ?z по оси z. Так, например, при t_0max = 5с, v (t0max =5 с) =4 км/с и ?z = 2,5м число отсчетных значений на трассе глубинного разреза равно 4000. Совокупность отсчетных амплитуд, программно приписанных времени k дt либо глубине l ?z, потраcно хранится в соответствующих зонах НМЛ ЭВМ (либо на дисках). При такой форме размещения результатов обработки процесс вывода разреза на построитель практически близок процессу вывода на фотоблок временного разреза, полученного на аналоговых машинах. Отличие заключается в необходимости преобразования последовательности отсчетных значений в непрерывный сигнал.

Построитель сейсмических разрезов представляет собой универсальный фотоблок, оснащенный обратным преобразователем (ЦАП), аналоговым блоком и схемой логики, обеспечивающей нормальное функционирование устройства в процессе работы. Учитывая необходимость многократного воспроизведения сейсмического разреза (использование различных способов записи, режимов АРУ, полосы пропускания фильтров и усиления), некоторые построители оснащаются магнитным барабаном стандартного типа, и блоком записи - воспроизведения, позволяющими в процессе записи разреза на фотоноситель одновременно регистрировать его в аналоговой форме на магнитной пленке. В последующем визуализация разреза выполняется минуя ЭВМ.

Устройство подготовки данных предназначено для воспроизведения полевых магнитных записей для анализа данных, обеспечивающего выбор оптимальных параметров и контроль качества отметки момента взрыва.

Устройство ввода и вывода предназначено для по канального ввода аналоговой сейсмической информации в ЭВМ и вывода результатов обработки, регистрируемых в аналоговой форме на стандартной магнитной пленке. Электронная и механическая системы устройства рассчитаны на скорость считывания (записи), кодирования (декодирования), в 24 раза превышающую скорость записи в поле (0,25с на трассу).

Фотопостроитель (ФП) представляет собой системы для по канального воспроизведения способом переменной плотности на фотоносителе аналоговых сигналов, зарегистрированных на стандартной магнитной пленке. Универсальный фотопостроитель (УФП) в отличие от ФП позволяет воспроизводить сейсмическую информацию различными способами (переменная плотность, площадь, амплитуда, символы) и варьировать масштаб записи по осям t и х.

Спецпроцессоры.

Помимо устройств ввода-вывода, универсальные ЭВМ дополняются спецпроцессорами, предназначенными для преобразования цифровой информации по одному или нескольким алгоритмам, не требующим перенастройки системы в процессе обработки массива данных (сейсмической трассы, сейсмограммы, набора сейсмограмм). К числу таких алгоритмов относятся свертка, преобразование Фурье, упаковка и распаковка массивов, регулируемое направленное суммирование по фиксированным направлениям, вычисление функции авто - и взаимной корреляции и ряд других. Реализация указанных алгоритмов программным путем на универсальных ЭВМ сопряжена с большими затратами машинного времени, во многом несоизмеримыми с затратами времени на другие алгоритмические операции.

В спецпроцессорах, решающих данные задачи, ускорение преобразования достигается за счет жесткой коммутации. Перекоммутация устройства выполняется внешними переключателями либо перфокартами, задающими режим работы. Типичным спецпроцессором является устройство быстрой свертки (конвольвер), используемое для фильтрации, а также для вычисления функций авто - и взаимной корреляции. Фильтрация (прямая, обратная), выполняемая во временной форме, базируется на свертке оператора фильтра, заданного импульсной реакцией, с сейсмической трассой. Для получения одной отсчетной амплитуды результирующего сигнала на выходе фильтра с оператором из l точек необходимо произвести l операций умножения двух чисел и операцию сложения l произведений. В комбинации ЭВМ - спецпроцессор указанная задача решается следующим образом. По заданной трассе либо другой априорной информации ЭВМ определяет оператор фильтра. Реализация данного этапа фильтрации на универсальной ЭВМ связана с многообразием способов определения импульсной реакции фильтра. Отсчетные значения оператора и трассы по каналу связи пересылаются в конвольвер, выполняющий операцию свертки. Результат свертки, в виде последовательности отсчетных значений отфильтрованной трассы, вновь поступает в ЭВМ для дальнейшей обработки. Наряду с конвольверами для ускорения процесса фильтрации в частотной форме универсальные ЭВМ оснащаются спецпроцессорами для быстрого преобразования Фурье.

3.5 Организация полевых сейсморазведочных работ