DE2620513A1

DE2620513A1 - Verfahren und einrichtung zum verarbeiten von seismischen daten

Info

Publication number: DE2620513A1
Application number: DE19762620513
Authority: DE
Inventors: George T Mioduski; Paul M Morgan; Carl H Savit; Lee E Siems
Original assignee: Western Geophysical Company of America
Current assignee: Western Atlas International Inc
Priority date: 1975-05-12
Filing date: 1976-05-07
Publication date: 1977-02-17
Also published as: DE2620513C2; FR2356162B1; FR2356162A1; GB1550799A; GB1550797A; FR2344178B1; KE3039A; BE841638A; CH617017A5; ZM5776A1; MY8100051A; HK22180A; FR2377046A1; GB1550798A; FR2377046B1; GB1550701A; CY1053A; FR2344178A1; GB1550800A

Description

Anmelder: WESTERN GEOFIiYoICAL GOMPAlTY C? AMERIKA

.360 North Crescent Drive, Beverly Hills, California ^Ολ'Ή, USA

Tit, el: Verfahren und Einrichtung zurr, Wrarb?ii en von seismischen Laien.

Prioritäten:

USA 1Io. 576.94? vom 12. Mai ί97^Γ.

USA Ko. 664.614 vom 8. März 1976

USA Uo. 66A.616 vom 8. März 1976

USA Koο 66S.I7I vom 8. Kürz 1976

U ;JA No . c fo·¹--. o13 vom 8. nc. ν ζ 19?ο

UoA l.o. 66^.61 \. vom 6. März 19?b

USA Ho. 664.61" vom S. harz 1976

übA Ho. 665.1^0 vom 8. März 1976

BAD ORIGINAL

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λ.·.ί· Lcfin^uny L; rl-:!.' i'..h ctif /erf;"., η an ^ Lin:c "".< ^tunjiii '"⁷I-. Ho ^li.^iuVTifS'-i...-if-j.k.

Bii e'er ^eind^ohen ^rkunc'ung vir^ =sin a.ar.vti^chss //eilensignal an odor in c^r N'lhft cl-r Erdoberfläche erzeugt. Die akustische .Zelle wand sr t nach cJ:..-.-'irts unc". :/irrd von unterirdischen Schiehben r^^lektie.cl:, /on \.'_> -."J. a -./eile ;.n c"ie L.rc.ol'^rfliehe zurückkehrt. Die reflektierten seismischen Wellen v/erclen durch empfindliche seismische Jsnscrsn zur ^nziige gebracht, die in einer linearen Gruppierung bzv/. Ileihe auf oder in der Nähe der Erdoberfläche verteilt angeordnet sind.

Bei Oar bisher üblichen Praxis sind 25 bis 30 seismische Detektoren, die häufig als Sensoren bezeichnet werden, in gleichem Abstand längs eines einzigen Kabelabschnittes verteilt, der eine Länge von 30 bis lOO m haben kann. Die Sensoren sind alle elektrisch miteinander so verbunden, daß sie einen einzigen länglichen Datenkanal ergeben. 50 oder mehr derartiger Kabelabschnitte, von denen jeder tinen Kanal für die Signalübertragung darstellt, siutd miteinander zu einer Kabelanordnung von 3.000 m oder mehr gedoppelt. Der Lusgang eines jeden oder mehrerer Kanäle ist mit einer zentralen Signalverarbeitungseinrichtung verbunden, die an einem Ende der Kabelanordnung vorgesehen ist. Für jeden Kanal ist ein getrenntes Leitungspaar erforderlich. Es müssen somit 50 oder :>>ehr solcher Paare von Leitungen vorhanden sein. Wegen der Kosten und des Gewichtes einer derart großen Anzahl von Leitungen si"1 Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen die Ausgangssignale aus jedem Kanal :,im Zeitmultiplexbetrieb durch einen einzigen Datenübertragungskanal geführt v/erden.

Vorstehende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der geophysikalischen Erkundung erläutert, sie kann jedoch in gleicher Waise zur Anzeige von Gegenständen verwendet werden, die sich unter Wasser befinden, z.B. große Fische, FischschwÄrrae, Schiffe oder dergleichen.

Bekannte ähnliche, dem Stande der Technik angehörige Einrichtungen ergeben sich beispielsweise aus den US-Patentsehriften 3 652 979,

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3 743 638, 3 851 302 unc" 3 373 961. ,alle clese vorgenannten Patente beziehen sich c;.c Γ :mo3einrichtungen, Ku denen sin . Signalvararbeitungagar'V'c -'.it seisniscl.t η Baten au;- .inera

s οίε waschen Sensor ooer i- iner ac is'v'-.-iv'.ien Se/naorc/rv^^e digital ^r darstellt. Durali Verwendung vereehi ■..■-" ■ -j. liultii-1«.: -r. tliorlen werfen di-_ jüat-sn auf «„in i-uf^eichnrng jvorricl/tung üb--::; ein. η

Wie vorstehend erwähnt, int eine r-ieir^iüohe Sensorgru^pe eine Anordnung mit einer Länge von 30 bis i.00 ία. Eine akustische Welle, deren Wellenfront etv;c: parallel an der Ebene verläuft, in der die seisniscVdn Senüoren angeordnet cind, kciuat an allen Sen ο::α ctve grv-ichr-," itig νη, >·<._)<' area -''eir hUL^eng'sci^nal durch Su;.·.. iierung verstärkt wir·-". Unt>.r tats":" el ι Ii chi. n seismischen ScLärfbedingungen tritt dieser Iduulfull kau:a auf, cmsgenommen in einem solchen Fall, bei dem die Wellenfront vertikal von einer reflektierenden, unterirdischen Grenzfläche, die direkt unterhalb der Sensoranordnung liegt, reflektiert wire". In dem weit üblicheren Fall verläuft die akustische WeIlenfront in eina.a Winkel quer zur Anordnung. Dadurch trifft die /Jellenfront an einem Ende der Anordnung früher ein als am anderen Ende. Die Wanderdauer der Wellenfront über c".ic Anordnung hingt von der Phasengeschwindigkeit der seismik -hen Welle, de?: Wellenlänge der akustischen Welle, der Längc der Anordnung und der Tiefe der reflektierenden Grenzfläche, ferner aber auch noch von anderen Faktoren ab. Wenn die LInge der Anordnung groß im Vergleich zur Wellenlänge der akustischen Welle ist, dämpft die Anordnung die akustische WeHe. Deshalb soll die seismische Sensoranordnung {hz\.. -reihe) ^'i.:cr,>-.r ^in als die WeIl-.-».länge der -3in callenoön seismischen Kellen, u..u eine Dä.npfuny su vermeiden, und. Vorzugsv/cise soll die Anordnung kurzer sein als ein Viertel dieser Wellenlänge, um ein gutes Ansprechen zu er Via It en.

Bisher war die Energie am unteren Ende des seismischen Spektru--ιε mit WeIlenlängen -on vielen hundert Ilotern von Interesse. Die VervencMnc, sit· -lieh langer Anordnung: η \.ι :c".,_; als zufried?nctellrn· t.ngöceh--i·. In j" jor-r Z^it wirf jedoch -Jn. -jjröß^re Auflünu-'-j

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geologischere Schichtungen, z.B. bei der Erforschung unterirdischer Strukturen gefordert. Eine höhere Auflösung erfordert die Vorw^n^ung und; damit Anzeige seismischer Wellen höherer Frequenzen. Die Wellenlängen der Energie am oberen Ende des seismischen Spektrums sind jedoch vergleichbar mit der Länge (und häufig wesentlich kürzer als die Länge) herkömmlicher seisms ehe): Sensoranordnungen, die heutzutage in Betrieb sind. Es ist deshalb erwünscht, eine lange seismische Sensoranordnung in je^r"em Kabelabschnitt dujrch viele kürzere seismische Sensoranordnu.ngen zu ersetzen. Eine solche Lösung dieses Problems ist jedoch bisher in Einblick auf die Schwierigkeiten bei der Datenvorarbeitung und die große Anzahl von Leitern, die erforderlich wurden, als unmöglich angesehen worden, v/eil dabei außerordentlich kostspielige ceisnische Kabelanordnungen erforderlich würden, deren Größe und Masse vora praktischen Standpunkt aus nicht mehr tragbar wäre.

Eg besteht noriit ein Bedarf an seismischen Datenverarbeitungseinrichtungen, die im Vergleich su heutzutage bekannten Einrichtungen eine Erhöhung der Auflösung von großangelegten seismischen Einrichtungen ermöglichen, ohne daß das Gewicht oder die Hanse der se ifTuicchen Kabelanordnung erhöht wird.

Gemäß der Erfindung wird bei seismischen Datenverarbeitungseinrichtungen "dt einer Vielzahl von elementaren seismischen Sensorainheiten, <15.e. elektronirchen Sender-Empfänger-Einheiten zugeordnet sind, welche wY.hvend des Betriebes seismische Datensignale ^T/on den Sensorainheitcn über eine JbertTc-.gungsverbindung in einem ,9-3:.i-nischen Kabel in eine gemeinsame Zentralstation unter Anwendung der Multiplextechnik übertragen, vorgeschlagen, eine zuniitzliche Multipla^vorriohtung in jeder Sender-Empfänger-Einheit zum aufeinanderfolgenden Prüfen des Ausganges aus jeder der filcir.sntaren seismischen Sensoreinheiten einer b^cti-Tvi3v. Satzes

on nngaorc.iiw'.: JU Gonsoareinheiten sov/i^ eine elektronische Schaltung in je^er Sender-Empfänger-Einheit zum Aufgeben der Ausgänge aus der jeweiligen Sendar-Empfänger-Einheit auf die Übertragungsverbindung vorzusehen, ao daß während, des Betriebes die Ausgänge aus jeder der seismischen Sensoreinheiten des jeweiligen Sätzen durch eine erste Multiplexstufe geprüft werden und die A isgänge

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aus wenigstens einigen der Sender-Empfänger-Einheiten nacheinander der Zentralstation über die Übertragungsvarbindung durch eine zweite Multiplexstufe aufgegeben werden.

I\i Falle vorliegender ISrfi.no.ing wir'"¹, cc i'■: ; .in·. ■■..■:ir;t:n 7ir-',

einrichtung vorgeschlagen. T'Jie v;3xter unten noch au.-ge führt wird, ermöglicht dieses Prinzip die Ausbildung kürzerer Anordnungen bzw, Reihen, so daß ein relativ hohes Auflösungsvermögen der Einrichtung verbunden mit einer Empfindlichkeit gegen verhältnismäßig hohe Frequenzen der akustischen Signale erzielt werden. Dies und zahlreiche andere Aspekte und Merkmale der Erfindung, auf die nachstehend eingegangen wird, tragen dazu bei, daß eine seismische Schürfeinrichtung erzielt wird, die in vielerlei Hinsicht bekannten Einrichtungen überlegen ist.

Die seismische Datenverarbeitungseinrichtung nach vorliegender Erfindung ist so ausgelegt, daß die die Signale aufbereitende Elektronik dezentralisiert ist, normalerweise in einem zentralen Registrierschiff untergebracht ist, in-dem die Elektronik in die einzelnen Kabelabschnitte, die die Kabelanordnung bilden, eingebaut ist. Seismische Analogsignale aus individuollen seismischen Sensoren v/erden digital dargestellt und auf eine gemeinsame, zentrale Station über eine Datenübertragungnverbindung übertragen, in-deva die vorerwähnte zweistufige, die Laufzeit verzögernde MultiplexmethodG verwendet wird.

Bei einer Ausführungsfor^. der Erfindung besteht eine αaionicehe kabelanordnung aus einer Vielzahl von identischen ooi.-nischen Kabelabschnitten, deren jeder eine bestimmte Anzahl, z.B. 10 diskrete kurze, elementare seismische Sensoreinheiten anstelle einer konventionellen langen einzelnen Reihe besitzt. Da jede elementare seismische Sencoreinheit in Verbindung mit einem getrennten Signalkanal arbeitet, wird die Anzahl von Kanälen, die in einer vollständigen Kabelanordnung gewartet werden müssen, mit einem Faktor von mindestens 10 multipliziert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform prüft und xrultiplext die Einrichtung die Abgaben aus 500 bis 1.000 Datenkanälen über eine einzige

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ii-j aur Zentralstation innerhalb der Seitc^anne einee _ü-_-v;'.!nachtun Prüfintarvalles, z.B. 0,5 bis 1,0 Willis Trance; di^aec Intervall ,/irc¹ als iibtastzyklus bezeichnet.

B--:i einer i.uc-cährungofor^a eier rjrl.\nc".ung wei;jt die seisnische ..^L.lano.rdnun-; wunigstöns Io identische iCabelabschnitte auf. In jeden ICabslabsohnitt ist eine Anzahl von elementaren seismischen Sensoreinheiten eingeschlossen. Jedem Kebelabschnitt ist -ino Sender/Srapflingsircinheit zugeorcc.net; der Ausdruck "Sender/ L-.ipf'.ngcrainheit" aull die Elektronik bezeichnen, die in VerbinrOr-Bauskeinen zueaiiUitengebaut ist, welche einen Teil der *-;abc lc.nordnung bilden, und eine Ausgangsschaltung für die ÜbertrsiiUiig von digital dargestellten seismischen Signalen auf das lsabel zusätzlich zu den geraeinaaraen elektronischen Schaltungen 3ur Verstärkung und digitalen- Darstellung analoger seismischer Eatoneingangsinformationen und der Schaltanordnung zum aufeinanderfolgenden Verbinden der elementaren seismischen Seneoreinheiten lüit €jr gemeinsamen elektronischen Schaltung aufweist. Lie Kabclabschnitte unc" Verbinder-Bausteine rait den Sender/ Eiujpfilngsreinhaiten sind raechaniseh und elektrisch miteinander verbunden. Die Signale aus jeder dar Sender/Siupfängereiillieiten .v^rden nacheinend-ir den seisiaischen Kabel und damit der üentral- ΰ ta tion aufg:;g'-ben, v/ährsnd die Schaltanordnung so angeschlossen ist, c.a3 sie Signale aus den zugeordneten elementaren seismischen Sensorciinheiten erapfingt. Auf diese Weise werden digital· Signale aus allen Sensoreinheiten nacheinander der Zentralstation aufgegeben . Die Länge einer jeden seismischen Sensoreinheit ist ein bestimmter Bruchteil c.er Länge einer seismischen Welle, deren Frequenz der eufeinenErfolgenden Aufgaberate der Signal·, die öeu Kabel aufgegeben v.^r=rden, entspricht, v-ie weiter unten erläutert wird.

nach oineia weiteren ilerku.-l einer r.usführungsform der Erfindung bestalvt die seismische Kabelanordnung aus einer Anzahl von aktiven Kabelabschnitten, deren jeder ein i.bfrageglied, eine üatanübertragungsverbincung und .-ine ^nzihl von elementaren Sensoreinheiten enthält, ;v-nn die Sensoren im Kabel

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aufgenommen sind. Die Verbinderbaustein-s mit den Sender-Sr¹Jpfanger-Hinheiten verbinden benachbarte Kabelabs chnitte miteinander. Jede Sender-Empfänger-Einheit weist eine Vielzahl von Eingabekanälen, ein Datenwiederholnetzwerk und ein Abfragenetzwerk auf. Das Abfragenetzwerk einer jeden Sender-Empfänger-Einheit ist in Reihe mit dam Abfrageglirad geschaltet. Die elementaren seismischen Sensoreinheiten in Zwischenkabelabcchnitten Kind mit entsprechenden Eingabekanälen der zugeordneten, spezifirjckon Scn-^r.cr-ir.]j:;'_'ngc;·;-lüinheit gekoppelt, dio an einen ^ii^r"o einoE zugeordnetr.n Kabel-abschnittes angeordnet ist. Das Datenwiederholnetzwerk einer jeden Sender-Empfänger-Einheit ist mit der Datenübertragung.=; verbindung gekoppelt. >

Ein weiteres Merkmal einer Ausführungcforn vorliegender Erfindung weist einen Multiplexschalter in jeder Sender-Empfänger-Einheit auf. Der Multiplaxschalter wird durch ein Steuernetzwerk sequentiell betätigt, welchen mit dem Abfragenetzwerk verbunden iut. In Abhängigkeit von iibfrageimpulsen au? der Zentralstation, die über das Abfrageglied übertragen worden, bewirkt das Abfragenetzwerk, daß das Steuernetzwerk den Multiplexer frequentiell betätigt und die analogen Daten aus den seismischen Sensoreinheiten digital darstellt sowie ein ρelbsttaktend.es digitalen Datenwort auf die Übertragungsverbindung über das Datenv/iederholnetzwerk überträgt.

Nach einem anderen Markmal eines Ausführungsbeicpieles vorliegender Erfindung werden die Filter, der Multiplexer, die den Verstärkungi-grad besti:a .!enden Verstärker, die Digitaldarstelleinrichtungen und andere elektronische Schaltanordnungen, die bisher auf einem Registrierfahrzeug untergebracht waren, das mit einem herkömmlichen die seismischen Daten erfassenden System verbunden war, aus dem zentralen Datenerfassungssystem herausgenommen und in identischen, miniaturisierten Verbinder-Bausteinen untergebracht, dio >-ⁿie Sender-Empfänger darstellen, von denan jeweils einer je^em Kabelabschnitt sugeord.net ist. Die vielen identischen Kabelabschnitte sind voneinander versetzt und miteinander übor gleich viele identische Verbinder-Bausteine

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mit Sender-Empfängern verbunden. Analogsignale aus den elementaren Sensoreinheiten innerhalb eines Kabelabschnittes werden über interne Datenleitungen mit der zugeordneten Sender-Empfänger- ·; Einheit in den Verbinder-Bauteil zugeführt, wo sie gefiltert, \» ^x>i im Multiplexbetrieb geschaltet, geprüft, für die Verstärkung \ aufbereitet und digital dargestellt werden. Alles, was im Registrierfahrzeug verbleibt, ist die Zentralstation mit einem Signalempfänger und einem Aufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung der digitalen Datenwörter, die aus den Daten-Sender-Empfängern über die Datenübertragungsverbindung und die Steuerlogik aufgenommen wird, um Steuer- und Abfrageimpulse, d.h. Signale, in die Daten-Sender-Empfänger über das Abfrageglied zu übertragen.

Die Länge einer elementaren seismischen Sensoreinheit mit dxei oder mehr Sensoren ist kleiner als 15 m und beträgt vorzugsweise weniger als 6 m. Die Länge einer Sensoreinheit von z.B. 3,75 m entspricht einer Halbwellenlänge bei 200 Hz und einer Viertelwellenlänge bei lOO Hz bezogen auf eine seismische Wellengeschwindigkeit von 1.500 Millisekunden. Hochfrequente seismische Ereignisse werden deshalb von den Sensoreinheiten sogar im Falle von sehr geringen Reflexionen an entfernten Stellen längs des Kabels angezeigt.

Die Prüfrate von 1 Millisekunde für die Elektronik der seismischen Signale besitzt eine Nyquist-Frequenzgrenze von 500 Hz. Im Laufe desPrüfvorganges erzeugen Frequenzen, die höher sind als c".ie ftyciUist-Frec-uens fehlerhafte oder sogen&nuts "iilia3ⁿ--^ie "Vrj:..vcju.enzsignale, ?-i - von eier «jevrJins eilten Datcnsignalr.nJrorir-ation nicht unterschieden werden können. Im Falle vorliegender Erfindung erfolgt das Ansprechen der "Anti-Alias" Tiefpaßfilter von 1 Millisekunde, die verwendet werden, um die hohen Frequenzen auszuschließen, bei wenigstens - 60 db (lOOOll) in Bezug auf die volle Skala bei 500 Hz. Der - 6 db Punkt tritt bei 250 Hz auf. Die effektive obere kritische Frequenz ist somit die Hälfte des Ijyquist-Grenzwertes. Dies liegt natürlich weit über den interessierenden seismischen Frequenzen, und das System ergibt somit den gewünschten hochfrequenten Durchlaßbereich für das Aufzeichnungsgerät, der bei dem seismischen Datenverarbeitungssystem mit hoher Auflösung angestrebt wird.

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Nach einem weiteren Merkmal eines Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung haben die Sender-Empfänger-Einheiten

Konstantstromspeisequellen und es \i?ird Wechselstromenergie mit einer Frequenz eingespeist, die über der höchsten Signalprüffrequenz liegt.

Nach einem anderem Merkmal einer ausführungsform der Erfindung weist ein Vielfachleitungskabel in jedem Abschnitt der Kabelanordnung eine Datenübertragungsverbindung, ein Abfrageglied und ergänzende Energie- und Steuerverbindungen auf. Das Vielfachleitungskabel verbindet die Vielzahl von Sender-rErapfänger-Einheiten in Serie miteinander und mit der zentralen Station in einem Registrierfahrzeug.

In jeder Sender-Empfänger-Einheit sind vorzugsweise eine Vielzahl von Vorverstärkern/Filtern mit jeweils einem Eingang und einem Ausgang vorgesehen. Die Eingänge sind mit einer gleichen Vielzahl von elementaren seismischen Sensoreinheiten gekoppelt, die insbesondere im Falle von seismischen Meereskabeln innerhalb des zugeordneten Kabelabschnittes befestigt sind. Die Vorverstärker-/Filterausgänge sind mit entsprechenden Eingängen des Multiplexers verbunden, dessen einziger Ausgang mit dem gemeinsamen Verstärker, Digitaldarstellvorrichtung, Zwischenspeicher und Ausgangsregister, Kodeumwandler und Wiederholnetzwerk gekoppelt ist. Der Ausgang des Wiederholnetzwerkes ist seinerseits an die Datenübertragungsverbindung angeschlossen. Das Abfrageglied ist mit dem Multiplexer und mit dem Ausgangsregister über ein Steuernetzwerk gekoppelt. In Abhängigkeit von einem Abfragesignal, das ein Impuls ist, der über das Abfrageglied auf die Sender/Empfänger übertragen wird, wird der Multiplexer in jedeft. Sender/Empfänger durch das Steuernetzwerk sequentiell an einen» ausgewählten, z.g. den nächsten Kanal geschaltet, damit eine Analogdatenprüfung erreicht wird. Die Datenprüfung ist für die Verstärkung vorbereitet, digitalisiert, danit ein digitales Datenwort gebildet wird, und von dem Ausgangsregister und Kodeumwandler in das Wiederholnetzwerk getaktet. Wenn somit der Abfrageimpuls an jeder der entsprechenden Sender/Empfänger-Einheiten ankommt, wird ein entsprechendes, selbsttaktendes, phasen-

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kodiertes Datenwort auf die Zentralstation über die Datenübartragungsverbindung übertragen. Ein zweiter, nächster Abfrageimpuls bringt die Multiplexer in jeder der Sender/ Empfänger-Einheiten auf einen zweiten, d.h. nächsten Kanal zur Prüfung und Digitalisierung des nächsten Signales, während ein phasenkodiertes Wort von den ersten, d.h. vorher geprüften Kanälen der Sender/Erapfänger-Einheiten übertragen wird. Entsprechend werden über eine Periode eines Abtastzyklus alle Analogeingangskanäle in allen Sendern/Empfängern geprüft.

Die Erfindung kann somit als zweistufiges Zeitmultiplexsystem angesehen werden, bei dem phasenkodierte Datenwörter, die von den einseinen, jedem Kabelabcchnitt sugeordnaten Sendern/Empfängern übertragen werden, in Abhängigkeit von c7er Verzögerungszeit des Fragesignales geordnet werden, wenn sie von der zentralen Station nacheinander zu den verschiedenen Sender/Empfänger-Einhei-t^übertragen werden. Phasenkodierte Wörter aus entsprechenden Kanälen innerhalb der Sender/Srapfänger-Ξinheiten werden in Abhängigkeit von der Kanalauswählfolge während eines Abtastzyklus geordnet. Mit einer derartigen Anordnung werden somit analoge Signale von allen 500 seismischen Sensoreinheiten digital dargestellt und die digitalen Datenwörter werden von dem Kabel während jeden Prüfintervalles von einer^^sec übertragen. So werden die Signale von Kanal Nr. 1 eines jeden der 50 Kabelabschnitte der Reihe nach übertragen, daran schließen sich die Signale des Kanals Nr. 2 von jedem Kabelabschnitt an usw.

Nach v/eitcran Merkmalen einer Aus führungs form der Esrfindung v/eisen c"ie Daten- und J,bfrageverbindungen drei parallele, redundante Leitungen auf. Eine Majoritätswählschaltung in jeder Sender/Empfänger-Einheit nimmt ein Signal aus zwei der drei Leitungen auf. Eine Fehleranzeigeschaltung, die mit den Daten- und Abfrageverbindungen an jeder Sender/Empfänger-Einheit gekoppelt ist, zeigt eine unterbrochene Leitung innerhalb des zugeordneten Kabelabschnittes an, wenn die Majoritätswählschaltung nicht drei identische Eingänge anzeigt. Die Übertragungsverbindung kann ein Breitbandübertragungskanal mit einer Bandbreite von wenigstens 100 MHz sein.

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Nach einem weiteren Keckmal einer Aus führung;? forn ß^r Erfindung weist jar*er Sender/EmpfHnger eine Datenwic.r'erholeinrio'htiing auf, ''ie ihrerseits ein-η Signa !empfang»-¹.:·.;, ."legfjm-.-rator uni Übertrager zur Aufnehme, Regenerierung und erneuten Übertragung von Signalen von abwärts verbundenen Sendern/Empfängern zu aufwärts verbundenen Sendern/Empfängern. Es kann eine künstliche Verzögerungsleitung im Abfragenetzwerk vorgesehen sein, die in Reihe mit dem Abfrageglieä in jeden Sender/Empfänger geschaltet ist, wodurch die Ankunft des Abfrageimpulses an der abwärts verbundenen Sendern/Empfängern verzögert wird und dadurch die .Datenwörter voneinander getrennt werden, wenn sie von einem zu einem anderen, benachbarten Kabelabschnitt übertragen werden.

Weiterhin ist gemäß vorliegender Erfindung ein Eichsignal vorgesehen, das von der Zentralstation übertragen wird, um jede elementare seismische Sensoreinheit anzutreiben. Der Ausgang einer jeden Sensoreinheit wird mit dem Eingangssignal verglichen, damit ein Sensoreichfaktor erhalten wird.

Die Kabelanordnung ist insbesondere ein Meeres-Streamerkabel, das einen Endabschnitt aufweist. Das Streamerkabel kann Hilfssensoren zur Anzeige des umgebenden Wasserdruckes und eines Salzwasserleckens innerhalb des Streamerkabel aufweisen.

Ferner ist gemäß' der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen, die die Streckung der aktiven Kabelanordnung mißt. Am führenden Ende der Kabelanordnung ist dann ein Stöße absorbierender elastischer Abschnitt vorgesehen, z.B. in Form eines Dehnungsmessers, und ein Datensender/-Empfänger ist an das führende Ende des elastischen Abschnittes angeschlossen. Ausgangssignale aus dem Dehnungsmesser werden an einem Hilfseingangskanal des Senders/ Empfängers am führenden Ende des elastischen Abschnittes übertragen .

Das ablaufende Ende des Einführkabels ist vorzugsweise mit der Sender/Empfängereinheit verbunden, die am führenden Ende des elastischen Abschnittes angeordnet ist. Das führende Ende des

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Einführkabels ist mit einem Schleppfahrzeug verbunden. Das Einführkabel weist ein Vielfachkabel und eine Vielzahl von internen Ililfseingangskanälen auf, die mit den Eingängen der Sender/Empfängereinheit gekoppelt sind, welche zwischen dem Einführkabel· und dem elastischen Abschnitt angeordnet ist. Eine Anzahl von Hilfssensoren, die in der Nähe des Schleppfahrzeuges angeordnet sind, sind mit den internen Hilfseingangskanälen verbunden.

Zur Erläuterung einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist folgendes zu berücksichtigen:

Bei einem herkömmlichen, mehrkanaligen Analog-Digital-Umwandlungssystem wird ein Multiplexer mit einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen und einer gemeinsamen Ausgangsvielfachleitung verwendet. Jeder Eingangsanschluß an den Multiplexer ist so geschaltet, daß er das Ausgangssignal eines Analogkanales aufnimmt und die Ausgangsvielfachleitung ist mit einem Verstärker verbunden. Häufig, z.B. in der Seismik, ist es erwünscht, die GS-Komponente des Analogsignales, das von jedem Kanal aufgenommen wird, zu eliminieren. Deshalb ist ein Hochpaß-RC-Filter zwischen jeden Eingangsanschluß zum Multiplexer und den Analogkanal geschaltet. Ein derartiges Filter besitzt eine Serienkapazität und einen Nebenschlußwiderstand, und macht erforderlich, daß die Multiplexer-Vielfachleitung mit einer Last hoher Impedanz abgeschlossen ist. Nach der bisherigen Praxis wurde die Vielfachleitung mit einem Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz verbunden .

Das herkömmliche System der vorerwähnten Art hat eine Reihe von Nachteilen, deren wichtigste sindi der Kapazitätswert des Kondensators in jedem Hochpaß filter muß verhältnismäßig groß sein. Deshalb ist der Kondensator groß und teuer. Da jeder Kondensator einen getrennten Widerstand erforderlich macht, trägt die große Anzahl solcher Widerstände erheblich zu den Kosten und dem Aufbau des Systems bei, und stellt ferner ein wesentliches Hindernis für die Miniaturisierung dar. Der erforderliche Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz, der an die Ausgangsvielfachleitung des Multiplexers angeschaltet ist, beschränkt die zur Verfügung stehende Auswahl in der Konstruktion

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erheblich.

Für die Verwendung in Verbindung mit einem seismischen Datenverarbeitungs-system nach vorliegender Erfindung sind Filter erforderlich, die diesen Nachteilen dadurch begegnen, daß ein verbessertes System angegeben wird, bei dem die Kapazität eines jeden Kondensators erheblich reduziert wird, alle Kondensatoren einen gemeinsamen Widerstand verwenden, der ait .-".-..r :. jgangavielfccl.'lwi-ung C -z _■.;.ItI₄.1-23 ors verbunden ist, und der Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz durch einen Betriebsverstärker mit niedriger Eingangsimpedanz ersetzt werden kann, damit eine größere Flexibilität in der Konstruktion erreicht

ist
wird. Ein solcher Filter/ein kommuntierter RC-Iiochpa:3filter zur Verwendung bei einem Multiplexer in einem laehrkanaligen Analogsystem. Jeder Kanal nimmt ein Analogsystem aus einer Quelle, z.B. einem seismischen Sensor auf. Jeder Kanal enthält einen Kondensator, der in Reihe mit einem normalerweise offenen Multiplexschalter gelegt ist, welcher seinerseits mit einer Multiplexerausgangsvielfachleitung verbunden ist. An die Vielfachleitung ist ein gemeinsamer Widerstand angeschlossen. Eine Steuereinrichtung schließt die Schalter nacheinander, so daß der Kondensator, dessen Schalter geschlossen worden ist, mit dem gemeinsamen Widerstand verbunden wird, damit mit ihm ein I-iochpaß-RC-Filter gebildet wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der gemeinsame Widerstand der Eingangswiderstand in einen Betriebsverstärker. Die Absehaltfrequenz des kommutierten Filters kann dadurch verändert werden, daß die Verweildauer der Schalter geändert wird.

Mit vorliegender Erfindung wird somit ein Multiplexer-kommutiertes Hochpaßfilter, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einem seismischen Datenverarbeitungssystem vorgeschlagen, das eine Vielzahl von Analogeingangsanschlüssen, einen Ausgangsanschluß und einen Multiplexer mit einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen und einer gemeinsamen Ausgangsvielfachleitung aufweist, wobei ein Kondensator aus einer Vielzahl von Kondensatoren zwischen jedem Analogeingangsanschluß mit dem Filter und jeder Eingangsanschluß mit dem Multiplexer, und über einen mit der

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geraeinsamen Ausgangsvielfachleitung verbundenen Widerstand geschaltet ist.

Bei herkömmlichen Systemen wird die seismische Erkundung über Land und Wasser durchgeführt, wobei in jedem Fall akustische Impulse in die Erde gerichtet werden und die reflektierten seismischen Signale durch eine große Anzahl von seismischen Detektoren, d.h. Sensoren, die in Sensorgruppen oder Sensorreihen angeordnet sind, zur Anzeige gebracht. Bei der meeresseismischen Erkundung werden die Sensorgruppen in einem Streamerkabel aufgenommen, das beispielsweise eine Länge von 3.0OO m besitzt und das 50 solcher Sensorgruppen enthalten kann. Jede Sensorgruppe bildet einen einzelnen Kanal. Jeder Kanal ist mit einem seismischen Aufzeichnungssystem über ein getrenntes Leiterpaar verbunden. Für unterschiedliche geologische Formationen, für Arbeiten in geringer oder in großer Tiefe sind unterschiedliche Sensorgruppen erforderlich, und insbesondere werden unterschiedliche Gruppen benötigt, um den verschiedensten Forderungen der Geophysiker entsprechen zu können.

Für tiefes Eindringen werden niedrige seismische Frequenzen verwendet, und die Sensorgruppen bestehen aus 25 bis 35 Detektoren, die über eine Länge von 6o bis 9o m verteilt sind. Je nach den gewünschten Ansprechcharakteristiken können die Sensoren räumlich verjüngt innerhalb der Begrenzungen der Gruppe angeordnet sein, oder aber die Sensorausgänge können elektrisch bewertet werden.

Bei der Erkundung seichter Erformationen ist seismische Energie relativ hoher Frequenz von Bedeutung. Für diesen Anwendungsfall sind die erforderlichen Gruppen sehr kurz. Sie haben beispielsweise eine Länge von 7,5 bis 15 m. In derartigen Gruppen können beispielsweise lO Sensoren verwendet werden.

Wenn die seismische Exploration unterschiedliche Gruppierungen für unterschiedliche Anwendungsfälle erforderlich macht, ist es notwendig, die Kabel, die die unterschiedlichen Gruppen enthalten, physikalisch auszutauschen. Es wäre erwünscht, nur ein einziges Kabel zu haben, das bis zu 500 kurze Untergruppen ent-

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h",lt, d.h. Sätze von seismischen Sensoren, die elektrisch ao zusam^enges. teilt \wrdün können, rU; ο ^. it. äquivalent einer beliebigen größeren Gruppe· sine], tie für eine bectiaate geologische Bedingung erforderlich ist. Bai eineia konventionellen System sind 5OO Paare von Leitungen erforderlich, wenn jede Untergruppe einen einzigen Kanal darstellt. Während ein lie bei, das aus 50 Paaren von Leitern besteht, von einer die seisniache Erkundung durchführenden Mannschaft gehandhabt werden kann, ist es für sie praktisch unmöglich, ein Kabel aus beispielsweise 500 Leiterpaaren für 500 Kanäle im Betrieb zu bewältigen.

Physikalische Beschränkungen im Hinblick auf das Gewicht des Kabels und anderweitige Schwierigkeiten haben deshalb die Anzahl von Kanälen begrenzt, die in seismischen Systemen heutzutage verwendet werden können, und zwar trotz der bekannten Vorteile, die theoretisch aus der Information aus zusätzlichen Kanälen erhalten werden. Die Möglichkeit der Übertragung seismischer, 500 Kanäle darstellender Signale auf eine zentrale Verarbeitungsstelle bringt zahlreiche andere Probleme mit sich. Beispielsweise würden die Kosten für diese Datenverarbeitung sehr hoch sein, wenn herkömmliche Allzweck-Datenverarbeitungseinrichtungen verwendet würden, und zwar trotz der in jüngster Zeit erheblich geringeren Anschaffungskosten.

Die Übertragung von 500 Signalen auf die zentrale Station kann praktisch nicht durch Verwendung 500 getrennter Leitungspaare durchgeführt werden. Eine Möglichkeit wäre darin zu sehen, getrennte seismische Datenverarbeitungsstationen vorzusehen und die Daten im Multiplexbetrieb über eine kleinere Anzahl von Kanälen zu schicken, so daß nicht 500 Leiterpaare erforderlich wären. Die Kosten für 500 einzelne, aktive Datenverarbeitungsstationen wären jedoch bei weitem zu hoch. Ferner würde der normale Träger-Multiplexbetrieb eine sehr hohe Frequenz, abgestimmte Stromkreise und zugeordnete Elektronik erfordern, die normalerweise so empfindlich ist und so viel Wartung benötigt, daß dies für den seismischen Betrieb im Einsatz praktisch nicht in Frage kommt. Die direkte übertragung von digitalen Signalen bringt auch viele Probleme im Hinblick auf verschiedene Faktoren, die zu einem Qualitätsverlust der Signale führen. In diesem Zu-

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sammenhang sei erwähnt, daß die elektrischen integrierenden Eigenschaften langer Kabel herkömmliche zweipegelige digitale Signale erheblich abbauen.

Wegen der zahlreichen, ernsthaften Probleme elektrischer und mechanischer Art, sowie Problemen, die sich aus der Datenverarbeitung, dem hohen Gewicht und den hohen Kosten ergeben, ist es bisher als unmöglich oder zumindest als praktisch ausgeschlossen angesehen worden, verwendbare, kommerzielle seismische Systeme zu schaffen, bei denen seismische Signale aus mehreren hundert Sensoreinheiten getrennt zu einer zentralen Station zurückgeführt und aufgezeichnet werden.

Entsprechend einer Ausführungsform, die sich auf dieses Problem, das mit vorliegender Erfindung behoben wird, konzentriert, sei nochmals darauf hingewiesen, daß das seismische Datenverarbeitungssystem nach vorliegender Erfindung eine Anzahl von Sender/Empfänger-Einheiten aufweist, die entfernt von einer Zentralstation angeordnet sind. Die Sender/Empfänger-Einheiten sind mit der Zentralstation durch eine Breitbanddatenübertragungsverbindung und ein Abfrageglied verbunden. Jede Einheit weist mehrere Eingangskanäle auf, an deren jeden eine kurze seismische Sensorunteranordnung, die auch als elementare seismische Sensoreinheit bezeichnet wird; angeschlossen ist, welche aus drei Sensoren besteht, die voneinander um etwa 2 m entfernt sind. Eine Kanalauswählvorrichtung, die der oben erwähnte Multiplexer ist, verbindet sequentiell die Eingangskanäle mit einem gemeinsamen, die Signale aufbereitenden und digital darstellenden Netzwerk einschließlich eines Ausgangskanales. Der Ausgangskanal gibt digitale Datensignale aus den elementaren seismischen Sensoreinheiten (seismische Unteranordnungen) auf die Datenübertragungsverbindung zur Multiplexübertragung an die Zentralstation. In der Zentralstation werden digitale Datenwörter, die seismische Signale aus den Unteranorclnungen darstellen, bewertet und durch eine Formats teU'rr*. in..:!.—.': -.in-j zu neuen Datenwörtern zusammengesetzt, die ein seismisches Signal darstellen, das aus einer gewünschten, wesentlich größeren seismischen Sensorreihe erhalten worden wäre.

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Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die digital dargestellten seismischen Signale in einen selbsttaktenden phasenkodierten Rückkehr-zu-Null-Impulskode zur Übertragung durch die Breitbandübertragungsverbindung formatgesteuert, damit der Signalqualitätsverlust verringert wird, wie noch näher erläutert wird. Somit weist die Datenverarbeitungslogik in jedem der verschiedenen Sender/Empfänger vorzugsweise einen lokalen Taktgeber auf. Die lokalen Taktgeber arbeiten asynchron in Bezug aufeinander, jedoch bei im wesentlichen identischen Frequenzen.

Jede Sender/Empfänger-Einheit überträgt entweder lokale Daten in die Breitbandübertragungsverbindung oder niivuat Datenwörter von den weiter abwärts verbundenen Sender/Empfänger-Einheiten auf. Datenwörter, die von den abwärts verbundenen Sender/Empfänger-Einheiten aufgenommen werden, werden wieder auf den lokalen Taktgeber synchronisiert, regeneriert und auf die nächste aufwärts verbundene Sender/Empfänger-Einheit zur möglicherweise endgültigen Übertragung auf die Zentralstation übertragen.

Zu Identifizierungszwecken sind die Datenwörter durch eine kurze "Totzone", in der keine Daten vorhanden sind, getrennt. Um ferner den Beginn eines Datenwortes im Anschluß an eine Totzone zu identifizieren, wird das erste Bit eines jeden Datenwortes in Anschluß an eine Totzone bei einer bevorzugten Ausführungsform durch eine nach ;Positiv gehende führende Kante gekennzeichnet. Das Ende eines Datenwortes wird abgefühlt, wenn keine Impulspolaritätsumkehr innerhalb zweier Bitintervalle auftritt. Entsprechend werden die selbsttaktenden Datenwörter im Konstantstrombetrieb übertragen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Zentralstation eirF^Kernspeicher auf, und es ist eine Einrichtung vorgesehen, um die digitalen Datenwörter zu speichern, wenn sie von den elementaren seismischen Sensoreinheiten, d.h. den Untergruppen in einer Speichermatrix in Kanalfolgereihe aufgenommen wurden. Die Zentralstation weist auch eine Formatsteuerung auf, die aus dem Speicher Datenwörter entnimmt, die aus ausgewählten seismischen Sensoreinheiten entstehen, und diese Signale als

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neue zusammengesetzte Datenwörter kombiniert, die gewünschte größere Gruppen darstellen.

Die Zentralstation kann auch einen Koeffizienten-Festwertspeicher (ROM) aufweisen, um den Datenwörtern gewünschte Bewertungskoeffizienten von einzelnen Untergruppen aufzugeben, bevor sie als zusammengesetztes Datenwort kombiniert werden.

In der Zentralstation ist vorzugsweise eine Einrichtung vorgesehen, die das Zeitintervall zwischen dem Aufgeben eines Abfrageimpulses über das Abfrageglied und der Ankunft der entsprechenden Datenwörter aus den Sender/Empfänger-Einheiten mißt. Das Zeitintervall wird in einen Adressenkode umgewandelt, der in einem Adressenspeicher gespeichert ist, wodurch ankommende Datenwörter in Bezug auf ihre Quelle in Ausdrücken der Sender/Empfänger-Einheit-Zahl und der Kanalzahl innerhalb jedes Senders/Empfängers identifiziert werden.

Ein Steuergerät in der Zentralstation überträgt die Abfrageimpulse auf die Sender/Empfänger-Einheiten über das Abfrageglied. Beim Ansprechen auf die Abfragesignale, d.h. Impulse prüft die Elektronik in den entsprechenden Sender/Empfänger-Einheiten das Analogsignal, c*as an eineia Eingangssignal vorhenden ist, stellt o.ie Probe als ein selbsttaktendes, phasenkodiertes digitales Datenwort digital dar und überträgt das digitale Datenwort in die Zentralstation über die Breitbandübertragungsverbindung. Wenn das Steuergerät die Ankunft von Datenv/örtern aus einem ersten Kanal in allen Sender/Empfänger-Einheiten abfühlt, sendet es einen zweiten ilbfrageiiapuls aus, un. einen zweiten Kanal in allen Sencler/Eiapfänger-Einheiten zu prüfen, usw., wie vorstehend erwähnt, bis alle Eingangskanäle in allen Sender/Empfänger-Einheiten geprüft worden sind, wobei das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Abfrageimpulsen zum gleichen Kanal in typischer Weise 1/2 bis l*fölsec betragen.

Mit vorliegender Erfindung wird somit ein seismisches Datenverarbeitungssystem vorgeschlagen, das eine Vielzahl von Sender/ Empfänger-Einheiten und eine Breitband-Datenübertragungsverbindung aufweist, die die Sender/Empfänger-Einheiten mit einer Zentral-

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station verbindet, sind eine Vielzahl von S"tz^n von i,i Abstand angeordneten el-2uicntartη sei sulpho η S^nsor-Einl.oiten vorg--s^li<-"·, wobei jeder Sats so geschaltet ist, CaS er eine Vielzahl von seismischen Analogsignalen über die Eingangskanäle in eine der Sender/Empfänger-Einheiten einspeist, wobei jede Sender/Empfänger-Einh;-it ώίη== Datenvararbeitungsvorrichttmg zur U :v:andlung eines ihr aufgegebenen Analogsignales in digitale For'n besitzt, und jede Sender/Empfänger-Einheit eine Vorrichtung besitzt, vla\ selbsttaktende digitale Wörter, die seismische Signale darstellen, von jedem der Eingangskanäle auf alle Sender/Er.Tpfänger-Einheiten zur Breitbandubertragungsverbindung aufzugeben.

Zur Erläuterung weiterer Merkmale der Erfindung wird auf die Probleme der-Erzielung verbesserter Signal-Rausch-Verhältnisse und die Erhöhung der Kapazität zur genauen Diskriminierung benachbarter geologischer Formationen oder Diskontinuitäten und geringer Anomalien, die nachstehend erörtert werden.

Bei dem bekannten Refleicionsverfahren zur Durchführung seismischer Erkundungen wird ein seismischer Impuls, z.B. eine Explosionsstörung, z.B. Schuß, eingeleitet, und es wird eine Aufzeichnung aus Impulsen.vorgenommen, die an Sensoren oder Detektoren an im Abstand versetzten Stellen länge eines seismischen Kabels, das von der Schußstelle ausgeht, empfangen werden. Die seismischen Sensoren, die üblicherweise an Land verwendet werden, sind, als Geophone bekannt, und die, die üblicherweise bei meeresseismischen Kabeln verwendet werden, werden als Hydrophone bezeichnet. Die seismischen Wellen aus dem seismischen Impuls werden in die Oberfläche, von Grenzflächen zwischen geologischen Schichten unterschiedlicher Eigenschaften oder Charakteristiken auf die Sensoren reflektiert, die über der zu erkundenden Fläche angeordnet sind. Die reflektierten Signale, die an den Sensoren empfangen werden, werden auf eine Aufzeichnungs- und Verarbeitungs· einrichtung in einem Schiff oder seismischen Fahrzeug übertragen.

Bei der Durchführung einer Erkundung dieser Art über einen größeren geographischen Bereich oder Schürf wird der Bereich durch ein Gitter von Vermessungslinien überdeckt und seismische

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Profile werden längs der Vermessungslinien aufgezeichnet. Bei der meeresseismischen Arbeit wird ein seismisches Streamerkabel fortlaufend durch das Yiasser längs einer der Vermessungslinien geschleppt, und es werden seismische Impulse von dem Schiff in regeliaäßigen Intervallen, z.B. nach jeweils lo oder 20 Sekunden, eingeleitet"/li£^cdas seismische Kabel charakteristisch in Form einer Reihe von identischen Abschnitten auf dem Boden ausgelegt, die miteinander durch stöpseiförmige elektrische Verbinder verbunden sind. Die Vermessungslinie durch den Bereich wird durch Abschießen eines seismischen Schusses überquert, wobei die iUifzeichnungs- und Datenverarbeitungseinrichtung in einem Aufzeichnungswagen angeordnet ist, der auf dem Kabel verbunden ist. Nachdem der Schuß abgeschossen ist und die seismischen Daten aufgezeichnet worden sind, werden ein oder mehrere Kabelabschnitte von einem Ende der Ausbreitung getrennt, verschoben und wieder mit dem anderen Ende der Ausbreitung längs der Bewegungsrichtung verbunden. Ein Mehrfachschalter in dem Aufzeichnungswagen wird in eine neue Position vorgeschoben, wodurch der Teil des Kabels, der mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, um ein oder mehrere Kabelabschnittlängen längs der Vermessungs linie vorgeschoben \/i:c£, woraufhin dann -.-in v-:,uer » ι.Cr:- iCuumg;:.* Zyklus vorgenommen v.drc¹.

Bei einem bekannten Meeresstreamerkabel von 3.000 m Länge sind beispielsweise etwa 1.500 Sensoren verwendet worden. Gruppen von je etwa 30 dieser Sensoren sind elektrisch miteinander verbunden, so daß seismische Signale aus etwa 48 seismischen Kanälen von dem Kabel übertragen werden. Diese reflektierten Signale werden aufgezeichnet und in parallelen Spuren zur Anzeige gebracht, damit unterirdische Eigenschaften des geologischen, zu erkundenden Bereiches sichtbar gemacht werden. Bei Fehlen einer Einstellung werden die reflektierten Signale, die in Spuren auftreten, welche bei Hydrophongruppen entfernt von der Abschußstelle entstehen, in Bezug auf die Signale, die in Spuren auftreten, welche in der Nähe der Abschußstelle entstehen, verschoben und führen offensichtlich eine Änderung in der Tiefe bei der Darstellung einer horizontalen reflektierenden Grenzfläche ein. Nach bekannten Techniken wird eine

w .- - - - -r ff

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Bewegungs- oder Winkelkorrektur aufgegeben, um die benachbarten Spuren auf der Sichtanzeige einzustellen, so daß eine echte Darstellung der reflektierenden Grenzfläche gewährleistet ist. Der Wert dieser Korrektur ist eine Funktion der Zeitcl^u-r -/on äera iVbschu'j, oer mittleren GeüoIiV/in-'i^^tifc der seis ii„hen Welle in der Erde unc¹ des Abstandes zwischen der /vbsehußstelle und den Detektorgruppen.

Bei derartigen seismischen Reflexions systemen, die bisher entwickelt worden sind, ist es üblich, etwa 30 Geophone oder Hydrophone zu einer einzigen Gruppe zusammenzufassen, die eine räumliche Erstreckung längs des Kabels von etwa 30 bis 90 m.haben. Bei einer praktischen Ausführungsform hat eine solche einzelne Gruppe die Länge von 69 m. Bei dieser Anordnung werden wenigstens 48 Leiterpaare verwendet, um die Signale von den 48 Gruppen von Sensoren auf die Aufzeichnungsvorrichtung zu übertragen, die normalerweise auf dem Schiff oder dem Fahrzeug angeordnet ist, das zum Transportieren der seismischen Geräte verwendet wird.

Üblicherweise liegt das Frequenzansprechen solcher bekannten Systeme am niederfrequenten Ende des Spektrums, z.B. zwischen etwa 5 Hz und 40 Hz, wobei der Spitzenwert für das Ansprechen unterhalb 20 Hz liegt. Neben anderen Faktoren trägt das verringerte hochfrequente Ansprechen zu Phasendifferenzen von Signalen bei, die an im Abstand angeordneten Punkten längs der Gruppierungen von elektrisch miteinander verbundenen Sensoren ankommen, welche sich normalerweise über einen Abstand von etwa 70 m erstrecken. Um ein Löschen von Signalen, die an den verschiedenen Sensoren ankommen, zu vermeiden, soll vorzugsweise die Länge der elektrisch verbundenen Sensoreinheiten, d.h. Gruppierungen, verhältnismäßig klein im Vergleich zu der Wellenlänge der seismischen Signale, die empfangen werden, sein.

Um die Analyse auf eine mehr quantitative Basis auszudehnen, wird eine Gruppierung oder Gruppe von elektrisch verbundenen seismischen Sensoren, die an der Erdoberfläche angeordnet ist,

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betrachtet, die die Länge s besitzt. Wenn eine seismische Welle, die horizontal längs der Gruppierung wandert, am einen Ende der Gruppierung auftrifft, ist die Zeit T, die erforderlich ist, damit die Welle, die Gruppierung durchläuft,

T = s/v (A)

wobei ν die akustische Geschwindigkeit des fortschreitenden Mediums in der Nähe der Gruppierung ist. In Wasser beträgt die akustische Geschwindigkeit etwa 1500 m/sec, so daß die Laufzeit T einer horizontal wandernden Welle in Wasser für eine Gruppierung von elektrisch miteinander verbundenen Sensoren mit einer Länge von 69 m 0,046 see beträgt. Aus Gründen zusätzlicher mechanischer Verstärkung in Längsrichtung der Gruppierung oder Einheit von Sensoren soll die Länge der Gruppierung kleiner sein als etwa 1/4 der Wellenlänge. Die Zeit, die eine seismische Welle benötigt, um eine Wellenlänge zurückzulegen, beträgt 0,046 χ 4, d.h. etwa 0,184 see, was der Periode einer Welle mit einer Frequenz von etwa 6 Hz entspricht. Wellen, die längs der Gruppierung wandern und Frequenzen besitzen, die wesentlich größer sind als der 6 Ez Sperrgrenze entspricht, werden gelöscht. Wenn die Länge der Anordnung genau eine halbe Wellenlänge beträgt, ist das Ansprechen der Gruppierung 0, da die Welle vollkommen gelöscht wird.

Wie bekannt, können seismische Wellen auf eine Sensoranordnung aus vielen Winkeln auftreffen. Beispielsweise schreiten seismische Wellen, die aus tiefen geologischen Formationen reflektiert werden, auf die Sensoranordnung zu in einer nahezu vertikalen Richtung fort. Die Wellenfronten v/erden fast gleichzeitig durch alle Sensoren in einer Gruppierung zur Anzeige gebracht. Entsprechend ist bei Fallen von oberflächennahen Unregelmäßigkeiten, z.B. Witterungseinflüsse oder Höhenunterschiede, die obere Sperrfrequenz praktisch unendlich.

Andererseits nähert sich der Wanderungspfad seismischer Wellen, die aus sehr seichten Erdschichten reflektiert werden, deren Tiefe v/esentlich kleiner ist als der Abstand von der Abschußatslle zu ötr Sensoranordnung, der Horizontalen, so da.3 die vorausgehende Analyse für horizontal wandernde Stellen anwendbar ist. Beispielsweise sei der relativ flache Einfallwinkel einer seismischen Welle, die von einer Schicht mit 300 m Tiefe

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reflektiert wird, in Bezug auf eine Sensoranordnung, die 3000 la von der Absehußsteile entfernt ist, betrachtet.

Seismische Reflexionen aus seichten Schichten sind verhältnismäßig reich an hohen Frequenzen (lOO - 500 Hz), die zur Analyse hoher Auflösung von Details geologischer Eigenschaften nützlich sind. Leider sprechen heutzutage verwendete seismische Systeme mit einer Länge der Sensoranordnung von 30 - 90 in. selektiv auf sehr niedrige Frequenzen an, wobei die Frequenzen unter 20 Hz dominieren. Die gewünschten hochfrequenten Wellen aus seichten Erdschichten werden durch die Verwendung langer Sensoranordnungen gelöscht.

Die Bevorzugung der unteren Frequenzen in herkömmlichen großflächigen Schürfsystemen begrenzt natürlich die Empfindlichkeit und die Leistung des Systems bei der Anzeige und Auflösung eng benachbarter geologischer Schichten, kleinerer Diskontinuitäten oder anderer wichtiger Eigenschaften, die sich räumlich nicht weit erstrecken, insbesondere in dem seichten Teil eines geologischen Abschnittes. Da nunmehr viele Schürfarbeiten von maßgeblichem Interesse auf einer Erkundungsbasis durchgeführt worden sind, wird es immer wichtiger, geologische Vermessungstechniken mit hoher Auflösung für Detailarbeit zu verwenden.

Sensorgruppen von erheblicher Länge sind vorzugsweise in der Reflexionsseismik verwendet worden, um zwischen Signalen und unerwünschtem Geräusch unterscheiden zu können. Die allgemeine Theorie, die die Beziehung zwischen Länge der Gruppe zu Signal-Geräusch-Verhältnis erläutert, läßt sich beispielsweise dem Aufsatz "The Moveout Filter" von Savet, Brustad and Sider, aus "Geophysics¹*, Januar 1958 entnehmen.

Von Zeit zu Zeit sind Versuche unternommen worden, das IiOchfrequenzansprechen von seismischen Sensorgruppen dadurch zu verbessern, daß sehr kurze Gruppen verwendet vmrden. Dabei ergab si-jh jedoch als \ ichtigstes Resultat eine erhebliche Verschlechterung der Datenqualität aufgrund der unvermeidbaren Verringerung des Signal-Geräusch-Verhältnisses.

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Dinige Erkundungsseismologen haben der Möglichkeit Beachtung geschenkt, cla.C ias endgültige oignal-Geräusch-Verhältnis auf einen Wert gebracht werden könnte, eier vergleichbar mit dem in Betrieb befindlichen Gruppen war, indem die Anzahl von Gruppen wesentlich erhöht wurde, wobei in Wirklichkeit die Anzahl der einzelnen Sensoren, die benutzt wurden, beibehalten wurde, indem sie jedoch in mehr, aber kürzere Gruppen unterteilt wurden. Die Korabination zweier grundsätzlicher Faktoren macht jtcOch ein derartiges Vorgehen praktisch unbrauchbar. Der erste Faktor hatte zu tun mit den Verarbeitungsvorgängen. Um die normalen Bewegungskorrekturen zu bestimmen, die zum Zusammensetzen der Daten bei deren Empfang verwendet werden, müssen Korrelationsvorgänge (oder äquivalente Vorgänge) zwischen Sätzen individueller seismischer Spuren (Daten aus individuellen Gruppen) verwendet werden. Bei Daten aus kürzen Gruppen haben die schlechten Signal-Geräusch-Verhältnisse die Leistungsfähigkeit dieser Methode verringert. Ferner brachte die außerordentlich höhte Anzahl von einzelnen Datenaufzeichnungen eine Erhöhung der Datenreduzier-(Verarbeitungs)-kosten auf Werte, die vom kommerziellen Standpunkt aus nicht annehmbar waren. Des v/eiteren traten viele andere frobleme und Schwierigkeiten auf, die die Anwendung eines solchen Systems ausschalten.

Insbesondere ist eine andere Schwierigkeit, die sich aus der Verwendung kürzerer Gruppen von Sensoren ergibt, darin zu sehen, daß beispielsweise dann, wenn ein seismisches Kabel mit einer vollen Länge von 2 Meilen verwendet werden soll, und wenn die Sensordichte unverändert bleiben soll, die Anzahl von Signalkanälen, die mit dem AufZeichnungsgerät verbunden werden müssen, um die Größenordnung erhöht wird, die die Länge der Gruppe reduziert wird. Dies bedeutet, daß etvrc. .10 >t so viele Leiterpaare verwendet werden *''Assen, wenn die Längen der Gruppen wesentlich verringert werden sollen. Dies erhöht ns.fir.lich die Anzahl von Kontakten ganz entscheidend, clie bei Stiftstt-ckern erforricT-rlich sin·."¹, welche zur i'opieluntj von IvcJ;e?-Ftc-1-nitten ver'.-.ndet ■>'erden, ^ie na<--a bisher "bc leimten Techniken hergestellt v/erden. Ferner würde die große · Anzahl von Leitern das Gewicht und die Abmessungen der Kabel ganz ■ entscheidend erhöhen und ihre Flexibilität hxs zur Unbrauchbarkeit

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herabsetzen.

Typische bekannte Systeme, die zura Verständnis des hier erörterten Problemes zweckmäßig in Betracht gezogen werden können, sind US-PS 3 133 262, in der zwei sich überlappende ilydrophonstreubereiche in einem einzigen 1-ieereskabel vorgesehen sind, US-Reissue PS 25204, US-PS 3 096 846, die eine feste Verjüngung und Bewertung von seismischen Signalen aus verschiedenen seismischen Sensoren zur Erzielung einer Richtwirkung lehrt, US-PS 3 346 068, die richtungsempfindliche seismische Übertragungs- und Emp fangsanordnungen beschreibt, US-PS 3 689 873, der Verzögerungs- und Bewertungsschaltungen für seismische Signal zu entnehmen sind, und US-PS 3 613 071 aus der sich die Verwendung zweier Gruppierungen von Geophonen mit unterschiedlichen Intervall- und unterschiedlichen Prüfraten ergibt.

Um diese Probleme zu lösen, wird mit vorliegender Erfindung ein seismisches System für die systematische Erkundung von extensiven Schürfungen vorgeschlagen, das auf wesentlich höhere Frequenzen anspricht, als solche Systeme, wie sie bisher verwendet worden sind. Insbesondere sollen dabei verhältnismäßig kurze elementare Sensoreinheiten, z.B. Hydrophone, über die volle Länge eines seismischen Kabels normaler Größe verwendet werden. Bei einer speziellen Ausführungsform des Kabels werden nur drei Sensoren in einer elementaren Sensoreinheit verwendet, und diese drei Sensoren sind 1,875 m voneinander entfernt, so daß sich eine Gesaratlänge der elementaren Sensoreinheiten von etwa 3,75 m ergibt. Aus Gleichung (A) und wenn Wasser als das zu verwendende Medium angenommen wird, ergibt sich unter Berücksichtigung der Tatsache, daß 3,75 m 1/4 einer vollen Wellenlänge von 150 m ist, daß die Periode der Welle 0,0l0 sec entsprechend einer Grenzfrequenz von lOO Hz ist. Im Falle eines vernünftigen Einfallwinkels für flache Reflexionen von etwa 60 Grad beträgt die obere Frequenzgrenze 200 Hz. Horizontal wanderndes Geräusch mit einer Frequenz wesentlich über lOO Hz wird gedämpft, was erwünscht ist, um die Signal-Geräusch-Verhältnisse zu verbessern. Durch Verwendung kurzer elementarer Sensorgruppen ist der obere Frequenzsperrpunkt von 6 auf 100 Hz für seismische Wellen angehoben worden,

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die nahezu horizontal fortschreiten. Bei noch kürzerer Länge der Sensoreinheit wird ein noch höheres Frequenzansprechen erhalten. Eine Sensoreinheit mit einer Länge von 1,95 m hebt das Ansprechen für horizontales Fortschreiten auf etwa 200 Hz an. Mit einer etwas größeren Länge der elementaren Sensoreinheit, z.B. 7,5 m wurde das Ansprechen auf 50 Hz verringert, was natürlich immer noch eine wesentliche Verbesserung gegenüber im Äugenblick kommerziell verwendeten Schürfsystemen darstellt.

Man hat festgestellt, daß die größeren Grappenlängen, die erforderlich sind, um hohe Signal-Geräusch-Verhältnisse für jede der großen Anzahl von individuellen Spuren zu erzielen, die den Querschnitt ausmachen, dadurch erhalten werden, daß die Signale aus der gewünschten Anzahl von elementaren Sensoreinheiten mit solchen Zeitverzögerungen addiert werden, die erforderlich sind, damit gewährleistet ist, daß alle Reflexionssignale, die in eine Spur kombiniert werden sollen, in der Phase im wesentlichen summiert werden, und diese Verzögerungen werden im Laufe eines Abschusses zur Steuerung der Gruppen, die die Spuren erzeugen, verändert. Die Verzögerungen machen die ankommende Wellenfront parallel zu der Gruppierung, so daß die Phasengeschwindigkeit des Signales längs jeder Gruppierung effektiv unendlich ist.

Da die Neigung unterirdischer, reflektierender, geologischer Grenzflächen ira allgemeinen vor der Durchführung c.er seismischen Lri;unCriv_, den Geologen nicht bekannt ist, ist es normalerweise notwendig, von vorneherein anzunehmen, daß alle Reflektoren horizontal sind und Zeitverzögerungen aufzugeben, die denen entsprechen, die für einen horizontalen Reflektor zutreffen würden, der das in jedem Zeitaugenblick und in jedem Abstand von der Abschußstelle aufgenommene Signal verursacht. Insoweit, als solche programmierten Zeitverzögerungen nicht den echten Signalverzögerungen entsprechen, werden die Signale phasenverschoben summiert. Der Phasenfehler wird jedoch normalerweise wesentlich kleiner sein als der Phasenfehler, der sich aus den einfachen, gleichzeitigen Summierungen ergibt, die durch die festen Gruppierungen bekannter Art erzeugt werden. Entsprechend

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wird die obere Grenze des Frequenzansprechens erheblich höher liegen.

Wie nachstehend noch im oinsvlncn ausg'.fTart ν/ir el, v/erden die einzelnen Aufzeichnungen von Daten aus getrennten Sätzen von Sensoren, die die Gruppierungen bilden, beibehalten, so daß nach einer ersten Verarbeitung in der vorbeschriebenen Weise die die Gruppierung bildenden Zeitverzögerungen erneut programmiert und wieder aufgegeben werden, damit die Wellenfront exakter und effektiv parallel zur Horizontalen ausgerichtet wird (d.h. parallel zu der Gruppierung) und dadurch eine Suuiiaierung erhalten wird, die weit näher in Phase ist, und die eine wesentlich höhere Ilochfrequenz-Trennstelle besitzt.

Die Verwendung kürzerer Längen von Sensoreinheiten bei Kabeln mit voller Länge, wie dies für Expeditions-Schürfarbeiten erforderlich ist, löst das Problem der Übertragung der resultierenden großen Anzahl von Signalen auf das Äufzeiclinungsgerat, ohne daß ein außergewöhnlich sperriges, schweres und teueres Kabel erforderlich wird. Diese Schwierigkeit ist dadurch überwunden worden, daß die Elektronik in dem Kabel eingeschlossen wird, um die Signale von jede? der relativ kurzen elementaren seismischen Sensoreinheiten zu prüfen und im Multiplexbetrieb zu verarbeiten sowie die Signale über eine einzige Datenübertragungsleitung, z.B. einen Kanal oder über eine stark reduzierte Anzahl solcher Kanäle auf die Aufzeichnungs- und Verarbeitungseinrichtung, die am einen Ende des Kabels angeordnet ist, zu senden. Vorzugsweise beträgt die Prüfrate für die in Multiplexbetrieb behandelten Signale mehr als das Doppelte der zu übertragenden höchsten Frequenz. Entsprechend wird bei einer Ausführungsform des hier erläuterten Systems eine Prüfrate in der Größenordnung von mindestens 500 und vorzugsweise lOOO oder mehr Proben pro Sekunde verwendet.

Bei Systemen, beispielsweise bei dem System nach vorliegender Erfindung, bei denen höher-frequente seismische Signale verwendet, d.h. in Betrieb genommen werden, treten bestimmte Schwierigkeiten auf, die bei niedrigeren Frequenzen nicht oder nicht in dem Ausmaß angetroffen werden. Insbesondere können

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j--ispielsweise, wenn eine geologische Formation, die einen großen Neigungswinkel zur Horizontalen hat, bei einer geo- " '. physikalischen Erkundung angetroffen wird, die hochfrequenten Signale von 100 oder 2OO Hz durch die langen Gruppen, wie eie I zu.-ii Stande der Technik verwendet -werden, in hohem Maße gedäK|pft v.'ercien. Ferner kann ein wesentlicher Unterschied in der« Aiqplitude und im Frequenzgehalt in den empfangenen Signalen aus einer Schicht mit einem ziemlich großen Neigungswinkel abhänf ig von der. Richtung der Entfaltung der seismischen Sensoren in Besttg auf die Errichtung der Neigung oder die Orientierung der seismischen Sruppe -> oder des Kabels relativ zur Abschußstelle auftreten. -*

Dieses Problem wird durch Anordnungen gelöst, die die Funktion haben, jede einer Anzahl von in Längsrichtung eines «elegischen Kabels angeordneten Gruppen in die erwartete.Richtung zu lenken/ von der reflektierte seismische Wellen währeftd aufeinander folgen* ' der Zeitintervalle wandern werden. Insbesondere wird die höherfrequente Energie, die von kleineren geologiechen Diskontinuitäten und Formationen bevorzugt wird, rascher durch die ricjttungeeij)- : findlichen Gruppen angezeigt, und das System ergibt keine unvereinbaren Resultate, abhängig von der Richtung¹ der Durchquerung längs einer Erkundungslinie bei einer ausgedehnten Erkundung. . '

Somit wird Im Falle vorliegender Erfindung ein geophysikalische· Explorationsverfahren vorgeschlagen, bei welchem wenigstens zwei Gruppen von Sensoreinheiten (Hydrophone und Geophone) in einen einzigen seismischen Kabel angeordnet werden und eine jjecgphysi-, kaiische Untersuchung in der Weise durchgeführt wird, daß die Richtungsempfindlichkeit einer jeden dieser Gruppen individuell geändert wird, um selektiv Signale aus einer seismischen Störung zu empfangen, die einzeln nacheinander von forts ehre itend tieferen Schichten reflektiert werden. Die Ausgang* der Gruppen werden . I,.: nacheinander verarbeitet, bo daß geophysikalische Querschnitte , erzielt werden. .

Bei einem mit Reflekion arbeitenden seiemographiechen Explorationsverfahren wird somit eine seismische Störung eingeleitet, es werden

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wenigstens zwei richtungsempfindliche Seismometergruppen in einem Kabel untergebracht, und es wird eine geophysikalische Erkundung durch individuelles Verändern der Richtungsempfindlichkeit einer jeden Gruppe im Laufe der Aufzeichnung von Reflexionen der seismischen Störung- durchgeführt, wodurch Gruppensignale erhalten werden.

Wie vorstehend ausgeführt, weist das seismische Kabel nach vorliegender Erfindung eine große Anzahl von etwa gleichförmig versetzten elementaren seismischen Sensoreinheiten auf, und Signale aus jeder dieser Einheiten werden von dem Kabel auf eine seismische Datenverarbeitungseinrichtung übertragen, anstatt daß sie elektrisch innerhalb des Kabels miteinander kombiniert werden. Bei bekannten Meereskabeln von etwa 3000 in Länge werden, wie weiter oben bereits erwähnt, etwa 1500 I-Iydrophone verwendet, und die Signale aus Gruppen von etwa 30 dieser I±ydrophone werden so kombiniert, daß sie einen einzigen Kanal bilden, so daß seismische Signale von 48 Kanälen aus dem Kabel übertragen werden. Im Gegensatz hierzu ist im Falle vorliegender Erfindung die Verwendung etwa der gleichen gesamten Anzahl von seismischen Sensoren vorgesehen, es werden jedoch nur die Ausgänge einiger weniger Sensoren kombiniert, um ein Signal einer elementaren Sensoreinheit zu bilden^ und es werden seismische Signale aus dem Ilabel übertragen, die mehrere hundert dieser elementaren Sensoreinheiten darstellen. Diese seismischen Signale werden so kombiniert, daß sie eine geringere Anzahl von Richtungsgruppensignalen erzeugen, die benachbarte Kabel durch den geologischen Aufbau, gegen den die individuellen Gruppen gerichtet sind, darstellen, in-dem die Augenblicksrichtung fortlaufend geändert wird. Diese Gruppensignale werden im Anschluß daran so kombiniert, daß sie eine geophysikalische Darstellung eines Querschniifes der Erdschichten ergeben.

Es wird somit eine seismische Kabelanordnung vorgeschlagen, die eine große Anzahl von kurzen elementaren Sensoreinheiten aufweist, und es v/erden, wie oben angegeben und nachstehend noch im einzelnen erläutert, Signale aus jeder Sensoreinheit geprüft und im Multiplexverfahren in einen einzigen Datenübertragungskanal, der mit einer Aufzeichnungs- und Speichervorrichtung ver-

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bunden ist, gegeben. Eine Gruppenformeinrichtung fügt die gespeicherten Daten zusammen, damit das Ansxjrechen einer Gruppe mit gewünschten charakteristischen Ligenschaften su- ^ a.«:tc Kdic, c s e L 2t ^T./ivl.

Die zentrale Station, die die Gruppenformeinrichtung als einen Bestandteil aufweist, besitzt eine Aufzeichnungsvorrichtung hoher Kapazität, z.B. nach Art eines Videorekorders, um die digitalen Signale zu speichern, die seismische Signale aus allen einer Vielzahl von elementaren Sensoreinheiten in jedem der vielen Sätze solcher Einheiten innerhalb des seismischen Kabeln darstellen. Die aufgezeichneten digitalen Signale v/erden dann von einer zweiten Gruppenformeinrichtung durch Zusammensetzen einer Vielzahl von richtungsempfindlichen Sensorgruppenaignalen längs der Linie der Erkundung zusammengesstzt, wodurch eine Reihe von geophysikalischen Spuren durch in-rix/i" _..". ■ A-xa^."._It_n der Gruppen auf erwartete Reflexionspunkte gebildet werden, die sich als Funktion der Reflexionslaufzeit nach einem Schuß ändern. Diese Technik ermöglicht es, die Energie selektiver aufzuzeichnen, die bei sich ändernden Winkeln aus benachbarten Pfaden durch den zu erkundenden geophysikalischen Aufbau auf entsprechende benachbarte Gruppen in Längsrichtung des Kabels reflektiert werden. Im Anschluß daran werden die Spuren, die aus benachbarten Gruppen gebildet v/erden, in bekannter Weise geformt, damit ein vollständiger geophysikalischer Querschnitt erreicht wird.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, möglichst die Anfangssignale, die von dem ersten Teil oder ersten Teilen des seismischen Kabels aufgenommen werden, welche der Abschußstelle am nächsten liegen, mit einer höheren Äbtastfrequenz zu prüfen. In einer späteren Stufe im Aufzeichnungszyklus aus dem gleichen Schuß, wenn die Reflexionen die weiter entfernten Teile des Kabels erreichen, v/ird dann die Äbtast frequenz für jede elementare Sensoreinheit längs des gesamten Kabels verringert. Insbesondere kann während der Änfangsperiode, wenn reflektierte seismische Signale nur Sensoren in der ersten Hälfte des Kabels erreichen, jede der Sensoreinheiten in diesem Teil des Kabels mit der doppelten Abtastfrequenz im Vergleich zur Normalfrequenz geprüft

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werden, und die Sensoreinheiten in der zweiten Hälfte des Kabels werden nicht geprüft. Bei dieser Anordnung zeichnet das Aufzeichnungsgerät natürlich die gleiche Anzahl von Gesamtproben während des gesamten Äufzeichnungs-, d.h. Abtastzyklus auf, weil während des ersten Teiles des Zyklus die Sensoreinheiten auf der ersten Hälfte des Kabels während des normalen Abtastzyklus, auch Prüfintervall genannt, zwei-mal geprüft werden, während in dem späteren Teil des Abtastzyklus alle Einheiten während des normalen PrüfIntervalls nur ein-mal geprüft werden. Nach einem Zeitintervall, das kleiner ist als ein Intervall, das die reflektierten Signale benötigen, um die zweite Hälfte des Kabels zu erreichen, schaltet das System auf die zweite Betriebsart über, in der alle Sensoreinheiten mit einer etwas geringeren Frequenz geprüft werden. Wenn beispielsweise, die normale Abtastfrequenz für das gesamte Kabel eine Probe je Millisekunde ist, können während des Anfangsintervalles die Sensoreinheiten in der ersten Hälfte des Kabels mit einer Frequenz von 2 Proben je Millisekunde geprüft werden, während keine Prüfung aus dem zweiten, weiter entfernten Teil des seismischen Kabels vorgenommen wird. Während beider Teile des Zyklus nimmt das Aufzeichnungsgerät Proben mit einer Fsquenz gleich dem Produkt von lOOO Proben je Sekunde multipliziert mit der gesamten Anzahl von Sensoreinheiten im Kabel auf. Die von dem nahegelegenen Teil des seismischen Kabels aufgenommenen AnfangssignaIe schließen höher-frequente Komponenten wegen der verhältnismäßig kurzen Laufwege, die die seismischen Wellen zurücklegen, mit ein, und diese höheren Frequenzen können mit der höheren Abtastfrequenz getreu aufgezeichnet werden. Wenn somit Proben aus dem näher liegenden Teil des Kabels mit einer Frequenz von 2000 pro Sekunde anstelle von lOOO Proben je Sekunde genommen werden, nähert sich die maximale Information, die übertragen werden kann, der, die bei lOOO Zyklen pro Sekunde auftritt, anstatt 500 Zyklen pro Sekunde, was der Hälfte der niedrigeren Abtastfrequenz entspricht. Deshalb ermöglicht die höhere Abtastfrequenz sogar eine höhere Auflösung für ausgewählte Teile des zu erkundenden geologischen Abschnittes.

Ein spezielles Merkmal einer Ausführungsfora der Erfindung rieht die Verven<?ung von Io oder nehr Gruppen, d.h. Sätzen von

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Sensoreinheiten vor, die längs eines Kabels versetzt angeordnet sind, wobei jeder solche Satz eine Vielzahl von elementaren Sensoreinheiten aufweist, unc" die Signale aus den Sens ore inheiten kombinier-!: v/erden, :so daP je.de. Gcuppc ait ausgewählten Vcrti'ij-i ..-imijon zwischen den kombinierten Signalen versehen wird, die genau so groß ist, daß die Gruppe auf benachbarte unterirdische Stellen in den zu erkundenden Bereich zugerichtet wird, \;o\-ci -"ie Verzögerung zwischen den Einheiten für unterschiedliche Signalgruppen verschieden ist und sich auch mit der Zeit ändert, so daß die Gruppen so gerichtet werden, daß sie Signale aus fortschreitend tieferen Schichten aufnehmen. Die resultierenden Spursignale können dann kombiniert werden, wobei die üblichen Beweguncfs-Korrektur- und Sichtanzeigetechniken verwendet werden, um den vollständigen seismischen Abschnitt zu gewinnen.

Diese Merkmale v/erden vom praktischen Standpunkt aus durch Vervendung einer speziellen Kabelelektronikschaltung nutzbar gemacht, deren W:chselstromenergiequelle mit einer hohen Frequenz oberhalb des interessierenden seismischen Signalbandes arbeitet, durch spezielle Verstärkungs-, Digitaldarstellungs- und Prüfschaltungen und spezielle Datenverarbeitungsschaltungen in Verj.:in>"irnc, ait c"^:·: Gruppen^oraeinrichtung, einschließlich bei- ;. ι iclovsii.k. ·Γ-Γ Hatr ixspeicheranordnungen, die eine "Zeit-Fenster"-Matrix von seismischen Signalproben speichern und ferner durch ilochgeschwindigkeits anordnungen zur Erzielung einer bewerteten Kombination von ausgewählten Proben, um die seismischen Spursignale zu bilden, aus denen der Querschnitt der Erkundung gewonnen wird.

Nachdem cie einzelnen Merkmale einer bestimmten Ausführungsform c!ur Erfindung erläutert worden sind, wird nachstehend auf be-Etirnmte Punkte der Grundkonstruktion eingegangen, ferner darauf, wie die verschiedenen Merkmale zur Erzielung des angestrebten Ergebnisses beitragen. Wie eingangs erwähnt, ist eines der zu lösenden Probleme vorliegender Erfindung die Verbesserung des Signal-Ger-Uuach-Verhältnisses und eine erhöhte Empfindlichkeit und Untersclieidbarkeit von im großen Umfange durchgeführten seismischen Schärfungen. Diese Ziele werden im allgemeinen da-

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durch, erreicht, daß das Hochfrequenzansprechen des seismischen Systems verbessert wird. Die Faktoren, die zu dem verbesserten hochfrequenten Ansprechen beitragen, sind im wesentlichen (1) der enge Abstand der elementaren Sensorein'heitcn, (2) die Urzeugung und Übertragung einer großen Anzahl (in der Größenordnung von mehreren hundert) seismischen Signalen aus einem seismischen Kabel gegebener Länge, (3) das Kombinieren von Signalen aus den elementaren seismischen Sensoreinheiten auf einer sich kontinuierlich ändernden Verzögerungsbasis zur Erzielung von richtungsempfindlichen Gruppensignalen, die stets auf die Tiefe weisen, aus der die Ankunft der reflektierten Signale erwartet wird, und (4) die Unterbringung der Elektronik im Kabel zur Verstärkung, Digitaldarstellung, tlultiplexschaltung in zwei Stufen, Korrektur, Prüfung und anderen Verarbeitung der hochfrequenten seismischen Signale sowie der Abgabe der Signale aus dem Kabel. Alle diese Faktoren und eine Reihe anderer Faktoren, die in vorliegender Beschreibung erläutert werden, spielen für das Gesamtsystem, das in vorliegender Anmeldung erläutert ist, eine Rolle und tragen wesentlich zu der erfindungsgeiaäßen Lösung bei,

Das erfindungsgemäße seismische Datenverarbeitungssystem ist in der Lage, die Auflösung von seismischen Großschürfsystemen etwa zu verdoppeln, in-dem die obere Grenze des Durchlaßbandes des seismischen Systems u:\\ wenigstens eine Oktave angehoben wird.

r,in* Insbesondere lag der obere, ma 6 db nieVexe Punkt Lei seisiaischen Systemen bisher bei etwa 40 1-Z, i;u Vergleich -u u.inäesv^ns 30 ils .Cj:: >"z.s Syute;. \m<? Ca, Verführen nach vvrlie^. iiu^r -irrrin^irnj.

G: ιΛΊ WiitcKr Lrfin'iuncj \riico s-o-at eine ;.eic .isch^ Lotenverarbeitungseinrichtung vorgeschlagen, die eine Kombination aus den folgenden Einzelbestandteilen darstellt; eine zentrale Einheit, eine Vielzahl von entfernten Sander/Empfänge"--iiinlu.-itcη, eine Breitbanc"¹.!·· cLragunosve.vbinclunr·, fie die Senitr/Lii-pfuifj^---:- ..-inh-iitisn ait f's·: santi.?lcu 3!:?tion ver]:incU:.t, „in;: 7iilzü"i;.l von in ÄLütanil voneinander ang'-orcn-;ten eltinentaren jtii .,i^chun Sensor iinli^itsn, die üü gebolialtet üind, ^a-I sie uine Vielzahl von analogen seisinisclien Signalen in jed-ε Sender/ünpfängereinheit einspeisen, eine DatenverarLeitungseinrichtung in jeuer Sender/

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Empfängereinheit zur Umwandlung je-!es Anaiogsign&les in ein digitales Signal, und eine Einrichtung zum selektiven Korabinieren digitaler Signale aus Sätzen von elementaren seismischen Sensoreinheiten, ura vorbestimmte Sätze von zusammengesetzten Gruppensignalen zu bilden, und sum selektiven Kombinieren digitaler Signale aus verschiedenen Sätzen von seismischen Sensoreinheiten, um unterschiedliche Sätze von Gruppensignalen zu bilden, wobei gewünschte Sensorgruppen Konfigurationen erreicht werden können, ohne daß das seismische Kabel oder eine andere Erfassungseinrichtung im Arbeitsgebiet geändert v/erden rauf.

Zur Erläuterung eines weiteren, anderen Merkmales der Erfindung sind die nachstehenden Ausführungen beachtlich. Da die Erfindung sich auf Erfassungseinrichtungen für seismische Analogsignale bezieht, bei denen dia Ausgänge aus einer Vielzahl von Signale empfangenden Kanälen in Multiplexbetrieb geschaltet sind und die Amplitude der geprüften Signale in digitale Wörter umgewandelt wird, sei darauf hingewiesen, daß bei herkömmlichen» mehrkanaligen Analog-Digital-Umwandlungseinrichtungen ein Multiplexer u.it einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen und einer geraainsanen ^.usgangs-Vielfachleitung verwendet wird. Jader Eingangs ans ealui?· suva Multiplexer ist sq geschaltet, daß or das Äusgangssig-ial aus einer analogen Vorrichtung, s.B. einem Göia-.-.isch-sn Sensor: t" "ni.j,..t. i_äu£ig, wie in der seismischen Technik, ist es erwünscht, die Gleichstromkomponente der Analogsignale, die von jedem Multiplexerkanal empfangen xrerden, zu eliminieren. Aus diesem Grunde ist ein Gleichstrom-Sperrkondenj:.-':or n..i^ /Len jaden Eingangsanschluß zum Multiplexer und die Zinalogvorrichtung eingeschaltet. Die ilultiplexer-Vielfachleitung ist mit einSri Signal-Konditionier- und -Verstärkernetzwerk, das nachstehend als SCAN bezeichnet wird, verbunden. Ein SCAN prüft somit die Signale und konditioniert und verstärkt die geprüften Signale.

Aus dem Fachmann bekannten Gründen werden unerwünschte Spannungen an den Gleichstrom-Sper!-kondensatoren und dem SCAN erzeugt. Die

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unerwünschten Spannungen können zu theruoelektrischen Effekten, Peltiereffekten, versetzte Abdriften in den Verstärkerεtufen, Feldeffekttransistorschaltern (FET) mit Durchführungskondensatoren . und Ableitungswiderständen zwischen ihren Steuer- und Schaltelementen, ucw. führen» Das Problem der unerwünschten Spannung ist besonders akut in der seismischen Technik, weil die ankommenden Analogsignale einen extrem weiten dynamischen Bereich besitzen, beispielsweise bis 1200 db (1 r lOOOOOO). Häufig hat die unerwünschte Spannung eine Oröße, die vergleichbar ist mit der der angezeigten seismischen Signale.

Bei einer typischen, bekannten, mehrkanaligen seismischen Einrichtung weist jeder Kanal einen Gleichstromsperrkondensator auf, der mit einem Anschluß eines normalerweise offenen Multiplexerechalters verbunden ist, während der andere Anschluß des Schalters mit der Multiplexerausgangsvielfachleitung verbunden ist. Die Vielfacfcieitung ist an das SCAN angeschlossen, das eine Steuervorrichtung zum aufeinanderfolgenden Schließen der Multiplexerschalter aufweist. Der Kondensator, dessen Schalter geschlossen worden ist, überträgt die unerwünschte Spannung über das SCAN an eine Auswertvorrichtung, beispielsweise einen Analog-Digital-Umwandler.

Im Falle des vorstehend erörterten Merkmales einer Ausfohrungsform vorliegender Erfindung ist der Sper!-kondensator eines der Eingangskanäle zum Multiplexer geerdet, so daß diecer Kanal zu einem Meßkanal gemacht wird. Die unerwünschte Spannung, die an dem Kondensator im Meßkanal erzeugt wird, ist ir.i v/esentlichen die gleiche wie jede Störspannungen, die an den Kondensatoren in den die Signale aufnehmenden Hultiplexerkanälen erzeugt vjerden, v/eil alle Kondensatoren unu Schalter identiech ausgeführt sind. Eine Taetspeicliarsohaltung (3/li) bzv;. Prüf- und Halteschaltung weist einen Serien:;-indene.tür yu-P, und -.in ηjr α-1 erweise nicht geerret-:··: Urronvm j,„.--"..uY: :: Ut .t-h ^clif-n 'en Aucgyng des 3C:.J \inö. den 3ir>cE.ng in den i.nelog-Li-jital-U 'Wandler geschaltet, der die Aus\ crtvorrichtung darstellt. Die Ladung im Sperrkondensst^r: j : iießkanc.l r?ird poriodisch, nä^.lioh v?ährend eines jeden

.J ",ν -.hung Vr ■'*■.;"*■*;, j-..-7cch ^:'" ^tr^.n^:.^·-;'· .: 2 j?.: :rit"t rnⁿ

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Nach einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung wird eine Änalog-Digital-Signalerfassungsanordnung, vorzugsweise eine seismische Datenverarbeitungseinrichtung vorgeschlagen, die i.ine Vielzahl von Signale aufnehmenden Eingangskanälen, von denen einer keine Signale aufnimmt und geerdet ist, einen Multiplexer mit einer Vielzahl von Eingängen und einer gemeinsamen Ausgangsvielfachleitung, wobei ein Kondensator zwischen jeden» der Eingangskanäle und einen der Multiplexereingänge geschaltet ist und an jeden Kondensator eine Störspannung erzeugt wird, eine Schaltanordnung mit einem Verstärker zur Verbindung der MuItiplexervie1fächleitung mit einer Auswertvorrichtung, und eine Tastspeicherschaltung, die zwischen die Schaltanordnung und die Auswertvorrichtung eingeschaltet ist, wobei die Tastspeicherschaltung einen Umgehungsschalter und einen Serienkondensator besitzt, damit eine Störspannung gleicher Größe und entgegengesetzter Polarität zu der Störspannung jedesmal dann' erzeugt wird, wenn der geerdete Eingangskanal durch den Multiplexer abgetastet wird und der Umgehungsschaler geschlossen ist, aufweist, wobei während des Betriebes die Priifspannung nacheinander die Störspannungen von den die Signale aufnehmenden Kanälen aufhebt, wenn der Multiplexer die die Signale aufnehmenden Kanäle abtastet.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf Verstärkungssysteme mit veränderlichem Verstärkungsgrad, und insbesondere auf binäre Verstärkungssysteme mit veränderlichem Verstärkungsgrad, wie sie bei seismischen Datenverarbeitungseinrichtungen verwendet werden.

Bei mehrkanaligen, seismischen Analog/Digital-Datenverarbeitungseinrichtungen werden die Signale zuerst in Multiplexschaltung betrieben, d.h. abgetastet, und dann in digitale Zahlen entsprechend den abgetasteten Signalamplituden umgewandelt. Wenn diese Amplituden einen sehr weiten dynamischen Bereich haben, z.B. zwischen O und 90 db, ist es erwünscht, die abgetasteten Analogsignale zuerst durch eine binäre Verstärkeranordnung mit veränderlichem Verstärkungsgrad zu führen, um sie in digitale Zahlen umzuwandeln. Auf diese Weise fallen die verstärkten Ausgangssignale in einen begrenzten Bereich, so daß daß Signalr

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Geräusch-Verhältnis erhöht wird.

Eine vielfach verwendete, bekannte binäre Anordnung mit veränderlichem Verstärkungsgrad weist eine Vielzahl von Verstärkern mit festem Verstärkungsgrad auf, eieren Z-iUsgänge selektiv mit einer gemeinsamen Vielfaelileitung aber ein Steuergerät verbunden werden können. Eine Vergleichseinrichtung führt einen Vergleich zwischen der Amplitude des Ausgangssignales aus der gemeinsaiaen Vielfachleitung und einer einzigen Bezugs spannung durch. Wenn das iUisgangssignc.! , deiner als die Impulsspannung i;Jt, T>j"..irl:t ui· Vc-rgl-ciulisvor-ciahtunc,, Oe" dau Steuergerät ·■ in^n zusätzlichen Verstärker in "as System einfährt. Der Vorgang wird wiederholt, bis das Ausgangssignal aus der gemeinsamen Vielfachleitung größer wird als die einzige Bezugsspannung. Der Verstärkungsgrad eim:r Anzahl von Kaskade ge.= ehrlteten Verstärkern 3:enn in Expotent i ε 1 for:: zx-f. ..i.ne jie^timnte Basis, n.B. ;;vfti homogen Βπε^^~\:'λ^:1. '..ο:λ.^. Jenn ]x-ii:,'i'i-.l:.-v.⁵cisc der Verstärkungsfaktor sich in Zuwachsverstärkungs-

O 15 schritten mit einem Verhältnis von 2:1 von 2 bis 2 InJ.-..et, !Jin-" Io Verstärkung^ .nt .cLi-iJ.ungen und 15 Verrt".r3-:e:; vrforderlich. Die Nachteile einer derartigen binären Verstärkungsanordnung mit veränderlichem Verstärkungsfaktor beruhen hauptsächlich auf der verhältnismäßig großen Anzahl von erforderlichen Verstärkern mit festem Verstärkungsfaktor. Auch muß die Vergleichsvorrichtung so ausgelegt v/erden, daß sie 16 Entscheidungen durchführen kann, die auf 16 Vergleichen beruhen, und das Steuergerät muß in der Lage sein, diese 16 Entscheidungen durchzuführen. Bei einem derartigen System ist die Gesamtzeit, die erforderlich ist, um den geeigneten Verstärkungsfaktor auszuwählen, um jedes abgetastete Analogsignal zu verstärken, einschließlich der Zeitdauer, die von den Verstärkern benötigt wird, um in den stetigen Zustand zurückzukehren, verhältnismäßig lang, so daß das System eine bei weitem zu hohe und teuere Datenverarbeitungsdauer benötigt. Zusätzlich .laolvt Cie große Anzahl von erforderlichen Verstärkern und zugeordneten Einrichtungen (hardware) ein größeres Volumen erforderlich, als dies gewöhnlich bei miniaturisierten Systemen zur Verfügung steht. Da Signale mit

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unterschiedlichen Amplituden eine unterschiedliche Anzahl von Verstärkern durchlaufen muß, beeinflussen Unterschiede in den Verstärkereigenschaften der verschiedenen Verstärker die Ausgangssignale nachteilig.

Ug ist deshalb erwünscht, die Zinsalil von erforderlichen Verstärkern und die Größe herkömmlicher Verstärkersysteme mit veränderlichem Verstärkungsfaktor zu Zwecken vorliegender Erfindung zu reduzieren, in-dem eine neue und verbesserte binäre Verstärkeranordnung mit veränderlichem Verstärkungsfaktor vorgesehen wird, die insbesondere geeignet ist für die Verwendung in begrenzten Bereichen, z.B. innerhalb des seismischen Streamerkabel, das bei der seismischen Datenverarbeitungsanordnung einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wobei das Kabel einen Außendurchmesser in der Größenordnung von Zentimetern besitzt.

Die Verstärkeranordnung mit veränderlichem Verstärkungsgrad nach vorliegender Erfindung weist wenigstens zwei, vorzugsweise vier Verstärker mit zwei Verstärkungsgraden auf, die in Kaskade zwischen einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß geschaltet sind. Jeder Verstärker besitzt normaler Weise einen Zustand niedrigen Verstärkungsfaktors und kann durch ein Steuergerät in einen Zustand mit hohem Verstärkungsfaktor geschaltet werden. Eine Spannungsbezugseinrichtung ergibt selektiv eine diskrete Bezugsspannung, die jedem Verstärker entspricht. Eine Vergleichseinrichtung führt einen Vergleich zwischen der Ausgangsspannung des Systems und der gewählten Bezugsspannung durch. Wenn der Vergleich zeigt, daß die Bezugsspannung größer als die Ausgangsspannung ist, stellt das Steuergerät den ersten Verstärker in seinen Zustand mit hohem Verstärkungsfaktor. Im Anschluß daran führt die Vergleichseinrichtung einen zweiten Vergleich zwischen der Ausgangsspannung des Systems und der Bezugsspannung durch, die dem zweiten Verstärker entspricht. Wenn der Vergleich x-zlederura anzeigt, daß die Bezugsspannung größer ist als die Ausgangsspannung, stellt das Steuergerät den zweiten Verstärker in den Zustand mit hohem Verstärkungsfaktor ein. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Vergleich anzeigt, daß die J.usgangsspannung des Systems

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größer ist als die Bezugsspannung entsprechend der wenigstens eines bestimmten Verstärkers, oder bis alle Verstärker in den Zustand mitVers t'Arkuncjsfaktor eingestellt worden f:ind. Der Gesamtverst'lrkungu faktor des Systems ist somit in Zuwachsschritten von einem Wert mit niedrigem Verstärkungsfaktor, vorzugsweise 1 für einkommende Signale mit großer Amplitude auf einen Wert mit hohem Verstärkungsfaktor für einkonuuende Signale mit kleiner jfuüi litude einstellbar. Dies bedeutet, daß kein Verstärker Gefahr läuft, übersteuert zu werden.

.Nach einem weiteren Merkmal einer Ausführungsform der Erfindung sind Anordnungen zum automatischen Löschen von Gleichstromoder sehr niederfrequenten Geräuschsignalen vorgesehen, die an den Eingangsanschlüssen zu jedem Verstärker aufgrund der individuellen Verstärkercharakteristiken auftreten. Die das Geräusch löschende Schaltung weist einen Kondensator und einen Schalter auf, die zwischen die Eingangs-Ausgangsschaltung eines jeden Verstärkers zum periodischen Isolieren des Verstärkers und zum Aufladen des Kondensators mit dem selbst erzeugten Verstärkergeräusch geschaltet sind. Die Ladung am Kondensator besitzt eine Amplitude und eine Polarität gleich und entgegengesetzt dem selbst erzeugten Geräusch, derart, daß die Gleichstromgeräuschsignale, die an den Eingangsanschlüssen zu jedem Verstärker auftreten, im wesentlichen gelöscht werden.

Ein weiterer Vorteil der erläuterten Anordnung ergibt sich aus der Tatsache, daß alle vier Verstärker stets in der Schaltung verbunden sind. Dadurch besteht keine Gefahr einer differenttiellen Verzerrung bei unterschiedlichen Signalpegeln, wie dies bei bekannten Anordnungen der Fall war.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird somit eine Verstärkeranordnung mit veränderlichem Verstärkungsfaktor, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit dem hier beschriebenen seismischen Datenverarbeitungssystem vorgeschlagen, die eine Anzahl von in Kaskade geschalteten Verstärkerstufen aufweist, deren jede einen Eingang und einen Ausgang sowie η Verstärkungszustände besitzt, wobei ein Schaltsystem zur Steuerung des Verstärkungszustandes der Verstärkerstufen in Abhängig-

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keit von dem Ausgang aus dem Verstärkersystern vorgesehen ist; dabei sind die Verstärkungszustände so gewählt und ist das Schaltsystem so ausgelegt, daß die Gesamtverstärkung der in Kaskade geschalteten Verstärkerstufen gleich den aufeinanderfolgenden Potenzen von η von O bis 2^m-l werden.

Weiterhin wird mit vorliegender Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einleiten einer gewünschten Schaltfolge in wenigstens einer aus einer Vielzahl von Datenerfassungseinheiten, in der Praxis den oben erwähnten Sender/Empfängereinheiten vorgeschlagen. Die Erfassungseinheiten sind in einem gewünschten Schema an Stellen entfernt von einem zentralen Signalverarbeitungsgerät an der zentralen Station vorgesehen, die einen Steuersignalsender aufweist. Die Erfassungseinheiten sind im wesentlichen in gleichem Abstand voneinander längs einer oder mehrerer Übertragungsverbindungen, die auch als Übertragungskanäle bezeichnet werden, angeordnet. Die Erfassungseinheiten sind an den Steuersignalsender über zwei Signalübertragungsverbindungen angeschlossen. Die Laufgeschwindigkeit eines Signales durch die erste Verbindung ist geringer als die durch die zweite Verbindung. Während des Betriebes wird ein erstes Signal über die erste Verbindung auf die Vielzahl von Datenerfassungseinheiten übertragen. Ein zweites Signal wird über die zweite Verbindung nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung im Anschluß an die übertragung des ersten Signales übertragen. Das durch die zweite Verbindung laufende Signal überholt das durch die erste Verbindung laufende Signal an der für einen Schaltvorgang ausgewählten speziellen Datenerfassungseinheit. Wenn das gleichzeitige Vorhandensein beider Signale an der ausgewählten Datenerfassungseinheit angezeigt wird, wird die gewünschte Schaltfolge eingeleitet.

Hit vorliegender Erfindung werden somit ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einleiten einer gewünschten Schaltfolge vorgeschlagen, die sich auf einen Abtastzyklus in allen Datenerfassungseinheiten bezieht. Das erste Signal kann durch eine einer Vielzahl von Eigenschaften oder Zuständen gekennzeichnet

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sein. Wenn der Zustand des ersten Signales identifiziert ist, wird ein gewünschter Schaltvorgang in allen Datenorfaüsungseinheiten nacheinander in Abhängigkeit von deal jeweiligen Zustand, des ersten Signales eingeleitet.

Dieses Merkmal bildet einen Teil einer Einrichtung zur Übertragung und selektiven Steuerung von im Submultiple^Letriob behandelten seismischen Daten über eine Signalübertragungsverbindung zu einer gemeinsamen zentralen Station, die das Signalverarbeitungsgerät aufweist. Eine Vielzahl von Datenerfassungseinheiten sind mit dem zentralen Signalverarbeitungsgerät über die Signalübertragungsverbindung gekoppelt. Die Datenerfassungseinheiten sind in gleichem Abstand voneinander in einer Gruppierung mit zunehmend größer werdenden Abständen längs der Übertragungsverbindung von der zentralen Station und dem Verarbeitungsgerät versetzt angeordnet. Die Signalübertragungsverbindung weist den Abfragekanal, den Steuerkanal und den Datenkanal auf. Die Signallaufgeschwindigkeit durch den Abfragekanal ist verschieden von der Laufgeschwindigkeit durch den Steuerkanal.

Jeder Datenerfassungseinheit sind die Vielzahl von Analogdateneingangskanälen, der alE Kanalauswählvorrichtung arbeitende Multiplexer, der Analog-ßigital-Umwandler und das Speicherregister für die Ausgangssignale zugeordnet, wie weiter oben erwähnt und nachstehend im einzelnen beschrieben. Die Eingangssignale aus den Eingangskanälen werden im Multiplexbetrieb behandelt, in digitale Form umgewandelt und vorübergehend in dem Speicherregister für die Ausgangssignale gespeichert.

Das Ausgangssignal-Speicherregister einer jeden Datenerfassungseinheit, d.h. Sender/Empfängereinheit, ist mit der Aufzeichnungseinrichtung in dem zentralen Verarbeitungsgerät der zentralen Station über den patenkanal der Signalübertragungsverbindung gekoppelt. Die Datenerfassungseinheiten sind ferner mit einer Abfragesignaleigenschaft-Identifiziereinrichtung und ersten und

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zweiten Signalkoinzidenzdetektoren versehen.

Zu ausgewählten Abtastintervallen überträgt das Steuergerät ein Abfragesignal über den Abfragekanal an jede Datenerfassungseinheit der ileihe nach. Das Abfragesignal ist durch eine aus einer Vielzahl von Eigenschaften gekennzeichnet. Wenn die die Signaleigenschaft identifizierende Einrichtung auf ein Abfragesignal mit einer ersten Eigenschaft anspricht, wird der Multiplexer rückgesetzt. Wenn die die Signaleigenschaft identifizierende Einrichtung ein Signal mit einer zweiten Eigenschaft anzeigt, wird der Multiplexer weitergeschaltet und gibt Daten aus dem Ausgangssignal-Speicherregister in den Datenkanal zur Übertragung auf die Aufzeichnungseinrichtung. Zusätzlich empfängt, regeneriert und überträgt jede gegebene Datenerfassungseinheit, cl.h. Sender/Erapfänger, Daten, die aus weiter entfernten Einheiten ankommen.

Zu einem vorgewählten Zeitpunkt, der von der Zeit der übertragung des Abfragesignales verschieden ist, kann ein Steuersignal über die Steuerleitung durch die Steuervorrichtung übertragen v/erden. Die vorgewählte Zeitdifferenz ist (n-1) R, wobei η eine cjanzs. Zahl ist, ο ie den Rang, der n-ten-Datenerfassungseinheit da.:stellt, und R ist die Signallaufzeitdifferenz des Signales durch die Abfrage- und Steuerkanäle zwischen zwei beliebigen Datenerfassungseinheiten.

Das Abfragesignal ist vorzugsweise ein Impuls vorgewählter Dauer, d.h. Breite. Die Eigenschaft oder der Zustand eines Abfragesignales, das als Steuerparameter in der beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, ist die Breite des Impulses. Ein breiter Impuls wird als eine erste Eigenschaft aufweisend definiert, während ein schmalerer Impuls als eine zweite Eigenschaft oder 3 inen zweiten Zustand besitzend definiert wird. Die Breite ces schmaleren Impulses ist vorzugsweise etwa die Hälfte der Breite eines breiteren Impulses. Die Breite eines breiteren Impulses beträgt vorzugsweise weniger als die Ixälfte des vorgewählten Abtastintervalles.

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Bei einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung wird eine gewünschte Schaltfolge in den Bauteilen einer gewünschten Untergruppe von aufeinanderfolgenden Datenerfassungseinheiten eingeleitet; die Untergruppe wird dabei aus der Vielzahl von Datenerfassungseinheiten ausgewählt. Die Untergruppe weist eine erste ausgewählte Einheit und eine letzte ausgewählte

• Einheit auf. Ein Abfrageimpuls im ersten Zustand wird von dem zentralen Verarbeitungsgerät durch den Abfragekanal übertragen. Nach einer ausgewählten Zeitverzögerung wird ein langer Steuerimpuls über den Steuerkanal übertragen. Die führende Kante des langen Steuerimpulses überholt den Abfrageirnpuls im ersten Zustand an der ersten ausgewählten Einheit und fängt ihn ab. Die ablaufende Kante des langen Steuerimpulses überholt den Abfrageimpuls und passiert vor dem Abfrageimpuls alle Einheiten über die letzte ausgewählte Einheit hinaus. Die Länge des langen Steuerimpulses ist gleich einem ersten integralen Vielfachen der Signallaufzeitdifferenz durch die beiden Kanäle zwischen zwei beliebigen Datenerfassungseinheiten. Die gewünschte Schaltfolge tritt nur in den Einheiten auf, in denen die Abfrage- und Steuerimpulse etwa gleichzeitig vorhanden sind. Das erste integrale Vielfache ist gleich der Anzahl von Bauteilen vermindert um eins, die in der Untergruppe vorhanden sind. Die ausgewählte Zeitverzögerung ist ein zweites integrales Vielfaches der Signallaufzeitdifferenz zwischen zwei beliebigen Datenerfassungseinheiten, wobei das zweite Vielfache gleich der Anzahl von Einheiten ist, die zwischen der ersten ausgewählten Einheit und der zentralen Verarbeitungsvorrichtung liegen.

Nach einem weiteren Merkmal dieser Ausführungsform der Erfindung sind drei parallele Steuerkanäle vorgesehen. Eine Majoritätswahlschaltung an jeder Datenerfassungseinheit ist mit den drei Steuerkanälen gekoppelt. Ein verzögerter langer Steuerimpuls wird über die drei Steuerkanäle parallel übertragen. Die gleichzeitige Aufnahme eines Abfrageimpulses im ersten Zustand an einer Datenerfassungseinheit über den Abfragekanal und ein langer Steuerimpuls über wenigstens zwei der drei Steuerkanäle leitet eine erste gewünschte Schaltfolge ein.

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Nach einem v/eiteren Merkmal dieser Aus führungs form der Erfindung wird ein verzögerter kurzer Steuerimpuls über die erste der drei Steuerleitungen übertragen. Die gleichzeitige Ankunft eines Abfrageirapulses im ersten Zustand an einer ausgewählten Datenerfassungseinheit und eines verzögerten kurzen Steuerimpulses über den ersten Steuerkanai leitet eine zweite gewünschte Schaltfolge ein.

Weiterhin wird gemäß vorliegender Erfindung vorgeschlagen, daß eine dritte gewünschte Schaltfolge in einer ausgewählten Datenerfassungseinheit durch die gleichzeitige Ankunft eines Abfrageirapulses im ersten Zustand über den Abfragekanal und eines verzögerten kurzen Steuerimpulses über die zweite der drei Steuerleitungen eingeleitet wird.

Zusätzlich kann eine vierte gewünschte Schaltfolge in einer ausgewählten Datenerfassungseinheit durch die gleichzeitige Ankunft eines Abfrageimpulses im ersten Zustand über den Abfragekanal und eines verzögerten kurzen Steuerimpulses über ■lie dritte der .Jlrei S teuer leitungen eingeleitet werden.

ITc.oh einer \v<'iterr?n jAisfülirungefor*; e'er Erfindung v/erden Abfrage- und Steuerimpulse wiederholt auf die Datenerfassungseinheiten in kurzen AbtastIntervallen übertragen, die weniger als eine Millisekunde betragen können. Die Breite des Steuerimpulses wird go eingestellt, daß ^i _ ■ · "'.V >: cl.tt: S ehalt folge i-i \:: nie:.-tc-n ■■ · -ini-jen tVzr Datenerfassungseinheiten wirksam wird. Beispielsweise kann die Hälfte der Einheiten, die der zentralen Station am nächsten liegen, einschließlich der Verarbeitungseinheit aktiviert werden. Die Anzahl von Impulsübertragungen kann in der Größenordnung von 500 bis lOOO solcher Übertragungen sein, die sich über eine Zeitperiode von 1/2 bis su 1 Sekunde erstrecken. Im Anschluß daran wird die Breite des Steuerimpulses so eingestellt, daß die gewünschte Schaltfolge in allen Datenerfassungseinheiten wirksam gemacht wird. Gleichzeitig wird das Impulsübertragungswiederholintervall auf ein oder zwei oder mehr Millisekunden erhöht. Zusätzliche Irapulsübertragungen können dann von lOOO bis 6000 oder mehr solcher

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Über tragungen sein, ura einen Aufzeichnungszyklus zu vervollständigen..

Geraä/3 weiterer Erfindung werden Abfrage- und Steuerimpulse wiederholt auf die Datenerfassungseinheiten in vorgewählten Abtastintervallen übertragen, nach-dem ein erster Aufzeichnungszyklus eingeleitet worden ist. Die Breite und die Dauer der Übertragung des Steuerimpulses v/erden so eingestellt, daß eine gewünschte Schaltfolge in einer ersten Untergruppe von Datenerfassungsexnhexten, die eine vorgewählte Anzahl von Bauteileeinheiten enthalten, v/irksam gemacht wird. Nachdem der erste Aufzeichnungszyklus abgeschlossen worden ist, wird ein zweiter Äufzeichnungszyklus eingeleitet, und Breite und Dauer der Übertragung des Steuerimpulses v/erc.&n so eingestellt, daß eins gewünschte Schaltfolge in einer zweiten Untergruppe von Datenerfassungsexnhexten wirksam gemacht wird. Die vorstehend erwähnten Schritte können mehrmals wiederholt werden, so daß eine Vorrichtung erzielt wird, die eine gewünschte Schaltfolge in aufeinanderfolgenden Untergruppen von nachfolgenden Datenerfassungseinheiten wirksam gemacht werden.

Ferner wird gemäß vorliegender Erfindung vorgeschlagen, die Breite des Steuerimpulses für jeden Äufzeichnungszyklus konstant zu halten. Für jeden Jkufzeichnungszyklus wird die Zeitdauer der Übertragung des Steuerimpulses in Bezug auf die Jbertragungsdauer des Abfrageimpulses um ein anderes ganzzahliges Vielfaches der Signallaufzeitdifferenz, d.h. Verzögerung, zwischen zwei beliebigen Einheiten verzögert. Beispielsweise werden durch Vergrößerung der Verzögerung um ein Vielfaches einer Einheit nach jedem Aufzeichnungszyklus aufeinanderfolgende Untergruppen von Datenerfassungsexnhexten nacheinander wirksam genacht, wodurch die gewünschte, vorbeschriebene Anrollfähigkeit erreicht wird.

Durch Verwendung einer einsigen, zeitverzögerten, zweistufigen, im Multiplexbetrieb geschalteten Fernmeßverbindung wird es nunmehr wirtschaftlich und praktisch möglich, anfange eine

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unbegrenzte Anzahl von seismischen Sensoreinheiten zu verwenden. Die Verwendung einer einsigen Fernmeßverbindung reduziert die Dimensionen der seismischen Kabel so weit, daß es nunmehr möglich ist, 500 bis 1000 getrennte Datenkanäle zu verwenden.

Hit vorliegender Erfindung ~/ird somit eine seismische Datenverarbeitungseinrichtung und ein Verfahren zur Nachrichtenübermittlung auf Bauteile einer Untergruppe von seismischen Datenerfassungseinrichtungen, die aus einer Vielzahl von entfernt angeordneten seismischen Dcitenerfansungsein^ichtungen ausgewählt '..'tr'^n, vor'je^ehl'vjan, \.obei die Untergruppe wenigstens eine •iolclw üin :icTil:uii^ sntlrilt; dieses Verfahren besteht: darin, daß ein erstem Signal m die seismische Datenertassungseinrichtung übertragen wird, daß ein rascher laufendes zweites Signal in die seismische Datenerfassungseinrichtung übertragen wird und claß die übertragung des zweiten Signales in Bezug auf das erste Signal so verzögert wird, daß eis ernten unc svoiten Signale cti/a gleicli^Ciitij an einer ausgewählten Untergruppe der seismischen Einrichtung ankoi.s:.en.

nachstehend v/ird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Ausführungsform einer seismischen Datenverarbeitungseinrichtung, die im Wasser betrieben v/ird und die hinter einem Fahrzeug hergeschleppt wird,

Fig. 2a - 2d yuerschnittsansichten eines Schnittes durch das seismische Kabel nach Fig. 1,

Fig. 3a - 3d üuerschnittsansichten eines Verbinderbausteines mit Sender/Umpfänger als Teil des seismischen Kabels nach Fig. 1,

Fig. 4 ein Stromkreisdiagraroiä dar Energiespeiseverbindungen für die 3 ender/Εϊαρ fänger,

Fig. 5 ein schematisches Stromkreisdiagramm einer Sender/Empfängereinheit,

Fig. 6 eine sch&uiatische Darstellung der Hajoritätswähl- und Fehleranseigeschaltungen,

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Pig. 7a eine schematische Darstellung eines Druckwandlers, Fig. 7b die elektrischen Verbindungen der liilfskanäle, Fig. 8a eine Schnittansicht eines Endabschnittes, Fig. 8b eine scheraatische Darstellung der elektrischen Verbindungen im Endabschnitt,

Fig. 9 eine Querschnittsansicht des Einführkabelabschnittes, Fig. Io ein Zeitdiagramm, das eine Art eines selbsttaktenden

Kodes für die Übertragung von Datenwörtern darstellt, Fig. 11 ein Zeitdiagramm für einen Abtastzyklurj, Fig. 12 ein Zeitdiagramni, das die Folge von Abfragesignaluntl Datums igna !übertragung in Lezug au Γ r.v-.i iCab«. 1-

abschnitte vieciergibt,
Fig. 13 ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zur Aktivierung dreier aufeinanderfolgender Sender/Empfängereinheiten,

jedoch keiner anderen Einheiten darstellt, Fig. 14 ein schematisches Blockschaltbild einer typischen Filterschaltung für ein seismisches Analog-DigitPl-

äigna1verarbe itungrs syub .: ·,
Fij. 15 eine solaria ti« ehe Darstellung einer Ausführung eines

kommutierten Hochpaßfilters nach der Erfindung, Fig. 16 eine scheraatische Darstellung einer Analog-Digital-Urnwandlereinrichtung, bei der c!as konu-r-·'-' '-. J'■.'..'-^x

nach Fig. 15 verwendet wird,
Fig. 17 ein schematisches Blockschaltbild öes seismischen

Datenverarbeitungssysteins nach vorliegender Erfindung, Fig. 18 eine schematische Darstellung der Elektronik, die in der Sender/Empfängereinheit enthalten ist,

Fig. 19 eine detaillierte scheraatische Darstellung des Wiederholnetzwerkes in der Sender/Empfängereinheit nach Fig. 18, Fig. 20 Zeitdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des Systems

nach Fig. 17,
Fig. 21 eine schematische Darstellung einer Gruppenformeinrichtung, wie sie in der zentralen Station des Systems nach

vorliegender Erfindung enthalten ist, Fig. 22 Modifikationen der Form. unterscLieäliriEr Impulskodes, wie sie bei der Einrichtung nach der Erfindung verwendet werden,

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Fig. 23 ein Diagramm eines meeresseismischen Explorationssyste-iia, anhand dessen bestimmte Merkmale nach vorliegender Erfindung erläutert v/erden,

Fig. 24 uncl 25 Diagra-uae übur das Ansprechen einer nicht gelenkten seismischen Kabelgruppe bei verschiedenen Frequenzen als Funktion des Einfallens oder der Neigung der unterirdischen Schichten, von welchen Signale reflektiert werden,

Fig. 26 ein Diagramm, das die Konfiguration einer typischen bekannten, nicht gelenkten seismischen Gruppierung angibt,

Fig. 27 ein Diagramm, das eine verjüngte Gruppierung derArt darstellt, welche bei der Durchführung bestimmte Merkmale vorliegender Erfindung verwendet wird,

Fig. 28 ist eine graphische Darstellung des quadratischen Mittelwertes der Geschwindigkeit der seismischen Wellen als Funktion der Reflexionsdauer von dem Anfangsschuß bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die seismische Reflexion einen Sensor erreicht,

Fig. 29 ist ein vereinfachtes Diagramm, das bei der Berechnung der Verzögerung an benachbarten Sensoreinheiten verwendet wird, die eine aus mehreren Einheiten bestehende seismische Gruppierung bilden,

Fig. 30 zeigt das Ansprechen der lenkbaren seismischen Gruppierung als Funktion eines Neigungswinkels,

Fig. 31 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der großangelegten seismischen Datenverarbeitungseinrichtung nach vorliegender Erfindung,

Fig. 32 ein Blockschaltbild der Kabelelektronik und der seismischen Sensoreinheiten, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden,

Fig. 33 ein detailliertes Blockschaltbild einer Gruppierungsformeinrichtung, die einen Teil der Schaltung nach Fig. 31 darstellt,

Fig. 34 ein Gesamtblockschaltbild der speziellen Datenverarbeitungseinrichtung, die bei der Ausführung der Strahllenkgruppierungsformeinrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird,

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Pig. 35 ein Diagramm, das die Formation von Gruppierungen in der Strahllenkvorrichtung nach den Fig. 31 und 34 zeigt,

Fig. 36 ein vereinfachtes Blockschaltbild, das ein ty·: iijchac Digital-Änaloij-UrüwancllungsEysttL-i.i ät erteilt,

Fig. 37 ein vereinfachtes sch^natisches BlockscLu.1 L]lic' einer aolchen Einrichtung, die zu Zwecken vor lioy .-.rider Erfindung modifiziert ist, uu eine Gleichstrc. ,alrvieichungsbeseitigung zu erzielen,

Fig. 38 ein Diagramm einer modifizierten Schaltung, die c.er nach Fig. 3 7 entspricht, bei der das Filter nach Fig. jedoch in die Eingangskanäle eingesetzt ist,

Fig. 39 ein Blockschaltbild eines Binärverstärkungasystems mit veränderlichem Verstärkungsfaktor, wie es bei der dar gestellten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird,

Fig. 40 ein scheniatisches Diagramm einer Verstärkerstufe des Systems nach Fig. 39 mit Ger"uschlöscheinrichtung,

Fig. 41 und 42 schematische Darstellungen dec Prinzips der Löschung des Ger".uoehe j , wie es bei der Schaltung nach Fig. 40 verwendet wird,

Fig. 43 eine stark vereinfachte, schematische Darstellung des mehrkanaligen seismischen Datenverarbeitungssysterns, das die Datenverarbeitungseinrichtungen, welches die Sender/Empfänger sind, in Verbindung über eine mehrkanalige Fernmeßverbindung zu dem zentralen Signalverarbeitungsgerät, welches die gemeinsame zentrale Station ist, zeigt, wobei diese Darstellung zur Erläuterung einer speziellen Modifizierung des dargestellten Ausführungsbeispieles verwendet wird,

Fig. 44 ein Blockschaltbild der Signalkonditionierlogik, die in jeder Sender/Empfängereinheit enthalten ist,

Fig. 45 ein Schaltdiagramm der Signaleigenschafts-Identifiziereinrichtung und. der ersten und zweiten Signalkoinzidenz-Detektoren in einer Sender/Empfängereinheit,

Fig. 46 eine Schaltanordnung zur Verzögerung der Übertragung eines Steuersignales im Anschluß an die Übertragung eines Abfragesignales sowie um dem Steuersignal eine Zeitverschiebung zu erteilen,

Fig. 47 eine Erweiterung der Darstellung nach Fig. 43, wobei

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sieben Datenerfassung,^^inhciten gezeigt sine¹, ran denen flr^i aufeinaii^ürfolj ~n 7.e Einheiten aktiviert v/erden, sowie ein Zeitdiagrauua, das die zeitlichen Beziehungen der Steuer- unc rabfrageiiuj-ulae in Bezug auf cie Seal^x/ iJuijpJrüngerüinLeiten r.ar^t.ilit und

Fig. 1-3 eiiio abgerni-k rte LusführuiTjoforu c.t=r Steuer- und Lb^ru^- schaltungen nach Fig. 45.

-JO
Nach Fig. 1 schleppt ein Schiff eine seismische Sensorkabelanorcnung 12 durch Wasser 14. Die seismische Sensorkabelanord.nun.j12 isst nit einer.» elastischen Stoßdämpferabschnitt 16 und einem Einführabschnitt 17 verbunden. Das ablaufende Ende der Kabelanordnung 12 ist mit einem kurzen Endabschnitt 18 versehen. Die Kabelanordnung 12 ist in einzelne aktive Kabelabschnitte 20 unterteilt, deren jedes 60 m lang ist. Jeder einer Anzahl von Verbinderbausteinen 13, der eine Elektronikbaugruppe enthält, die als Sender/Einpfängereinheit bezeichnet ist, verbindet aktive Kabelabschnitte 20 miteinander sowohl elektrisch als auch mechanisch. Eine typische seismische Sensorkabelanördnung 12 besteht aus 50 oder mehr aktiven Abschnitten 20 und kann eine Gesamtlänge von 3000 m oder mehr aufweisen. Jeder Kabelabschnitt kann 10 elementare Sensoreinheiten 21 enthalten, von denen jeder einen einzelnen Kanal darstellt. Die gesamte Kabelanordnung 12 erzeugt deshalb Ausgangssignale aus 500 einzelnen Kanälen. Die Sensoren können Hydrophone sein, wenn die dargestellte Ausfuhrungsform ein meeresseismisches Kabel ist.

Die Signalausgänge aus den elementaren Sensoreinheiten 21 sind mit einer der Sender/Empfängereinheiten gekoppelt, die die Signale auf eine zentrale Station 2 auf dem Schiff 10 überträgt. Die zentrale Station enthält eine Steuerschaltung 4 zur Übertragung von Abfrage-, Befehls-, Leistungs- und PrüfSignalen sowie eine Einrichtung 6 zur Aufnahme und Aufzeichnung digitaler Datenwörter aus einer Datenübertragungsverbindung im Kabel.

Wenn das Schiff die Kabelanordnung 12 durch das Wasser schleppt, erzeugt eine seismische Schaltquelle 19, z.B. eine Luftkanone oder eine Gasexplosionseinriehtung, in Intervallen akustische

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Wellen im Wasser. Die akustischen Wellen schreiten nach unten durch das Wasser 14, z.B. längs des Strahlpfades 15 fort und treffen auf die Wasserbodenfläche 22, wo sie in Richtung des Pfades 23 aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeit.. zwischen Wasser 14 und Erdschicht 24 gebrochen werden. Bei der Durchdringung des Erdbodens setzen die akustischen Wellen ihren Weg längs des gebrochenen Strahlpfades 23 fort und werden von einer unterirdischen Erdschicht 26 reflektiert. Die reflektierten akustischen Wellen kehren längs des Strahlpfades 28 zur Bodenfläche 22 des Wassers zurück und setzen von dort ihre-η ■Weg nach oben längs des Strahlpfa^es 30 fort. Die reflektierten Wellen werden durch Sensoreinheiten 21 zur Anzeige gebracht, die die reflektierten akustischen Wellen in elektrische Signale umwandeln. Die akustischen Wellen nehmen auch andere Strahlpfade, z.B. 31-32-34-36, wo sie durch S^nrjoreinheiten, z.B. P-I¹ , zur Anzeige gebracht v/erden, 'lie weiter von dem Schiff 10 entfernt sind, als die Ssnsoreinheit 21. Obgleich ähnliche Strahlpfade zwischen eier Schaltquolle 19 und jader der 500 elementaren seismischen Sensoreinheiten in der seismischen Kabelanordnung 12 vorhanden sind, sind nur zwei solcher Pfade aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt.

Fig. 2a zeigt eine schematische Längsschnittansicht des führenden Endes eines aktiven seismischen Kabelabschnittes 20. Aus Gründen der zeichnerischen Darstellung sind die Längsdimensionen wesentlich verkürzt worden. Der Abschnitt besteht aus einer äußeren Kunststoffhaut 40, drei Stahlbelastungsbauteilen 42, 43 (das dritte Bauteil ist nicht dargestellt), eine Vielzahl von Stirnwandabs tandshalter η 44 und einen Endabstandshalter 46 an jedem Ende des Abschnittes. Die Kunststoffhaut 40 besitzt einen Innendurchmesser von 7j cm und eine Wanddicke von 0,475 cm. Die Stirnwandabstandshalter 44 sind in Abständen von 60 cm innerhalb der Kunststoffhaut 40 zur inneren Abstützung vorgesehen. Jeder Stirnwandabstandshalter 44 weist drei Löcher 48, 48', 48" (Fig. 2b) zum Hindurchführen der Belastungsbauteile sowie ein zentrales Loch 50 zum Hindurchführen des Verbindungsleitungskabelbündels 52 auf. Die Haut ist mit der Abschlußstirnwand 46 über Stahlbänder 54, 56 festgelegt. Die gesamte Haut ist

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mit leichtem Kerosin gefüllt, das einen neutralen Auftrieb in Wasser ergibt.

Eine Vielzahl von Sensoren 23, z.B. Lydrophone, sind in Abständen von jeweils 2 m innerhalb des Kabelabschnittes 20 angeordnet. Jeder Sensor ist zwischen zwei in engem Abstand versetzten Stirnwänden 44 mittels Verbindungsgliedern herkömmlicher Art abgestützt. Jeder. Kabelabschnitt weist vorzugsweise mindestens 30 seismische Sensoren 23 auf. Bei einer bevorzugten Anordnung sind 3 Sensoren 23 durch lokale Datenleitungen 58, 60 parallel geschaltet, so daß sie ein einziges Instrument und damit eine elementare seismische Sensoreinheit 21 bilden. Da die Sensoren 2 m voneinander versetzt sind, beträgt die Länge der elementaren Sensoreinheit 4 m und die Trennung zwischen Gruppenmitten beträgt 6 m. Die lokalen Datenlcitungen 58, 60 sind an Kabelbündel 52 angeschlossen und führen die Signale der Sensoreinheiten an entsprechende Stifte eines Vielleiter-Verbindungssteckers 62. Bei dieser Anordnung speist jede elementare seismische Sensoreinheit aus drei Sensoren Signale in einen einzigen, gemeinsamen Datenkanal. Die Parallelverbindung bewirkt, daß die elektrischen Ausgänge der einzelnen Sensoren 23 al-.gebraisch summiert wird.

Die Summierung der Signale tendiert zur Verstärkung gewünschter, systematischer reflektierter Signale und zur Unterdrückung unerwünschter, willkürlicher Geräuschsignale, vorausgesetzt, daß die seismische Wellenfront etwa parallel zur Ebene der Gruppierung verläuft. In diesem Idealfall "sehen" alle Sensoren 23 in den elementaren Sensoreinheiten 21 oder 21' (Fig. 1) die Wellenfront und nehmen die seismischen Wellen in Phase auf. Der Winkel wird mit zunehmendem Abstand von der Quelle größer. Zusätzlich hängt der Strahlpfadwinkel von der Neigung der Bodenfläche 22 des Wassers, der reflektierenden Grenzfläche 26 und vielen anderen Faktoren ab.

Eine WeIlenfront, z.B. 35, die ein Wellenberg sein kann, schreitet so fort, daß ihre Verlängerung senkrecht zu den Strahlpfaden 30, 36 bleibt. Wenn der Wellenberg 35 über die Kabelan-

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Ordnung 12 streicht, wird si.;, zuerst von e'er S em; or einheit 21 .S^.vt'-ft:st'illt, und stv;as spät:-.:: vusi v-^r LJ...:ji.o:einl. ■ i.t "I¹. In dem Lugenblick, in dem der Wellenberg 35 au.-: die Sensoreinheit 21 auftrifft, ist es nöglich, daß daO Wellental einer vorausgehenden i/elle noch von einer Son^orainheit 21' abgetastet wird, Wenn alle Sensoren syrischen 21 und 21* ..iiteinandsr in einer langen Gruppe verbunden würon, würden Jignale aus den Sensorausgängen einander s einziehen anstatt ver-j-f/.rkin. Es ist daher erwünscht, da.3 die Länge oiner individuellen elementaren Sensoreinheit kur." La Vergleich :vu der v7e Ilen länge des interessierenden seismischen Signales ^J. t c.tr hoch j ton Frequenz ist.

Die Wellenlänge einer seisuiL-chen ./eile, wie sie von einer Gruppe von seisiui^cjUan Sena .i:.-^n auf^n ...n -..ir·", ^r:. ■·-!./ " / mit.:"· -i-."¹ :: 'w^::hunC-an sind, i.'ingt '■ w Ί:... ^-li.'-.i-^rt.-.:-: ",»eier; von devr: lT^.igungcv7inkel und der Tiefe -.1er unterirdischen Erdschichten, der Geschwindigkeit der seiardsehen T-Jelic-, dem i.bstcnd a\,^:ischen der akustischen Quelle und den Sensoren und vielen anderen Faktoren ab. Nachstehend wird eine Gruppe von elektrisch Miteinander verbundenen seismischen Sensoren betrachtet, die an oder in der Nähe der Wasseroberfläche angeordnet sind. Die Gruppe hat eine Lange X. Wenn eine horizontal wandernde UeHe (Einfallwinkel 90°)am einen Ende der Gruppe einfällt, ict die Zeitdauer T, die die Welle benötigt, um die Gruppe zu durchqueren

T = X/V (B)

wobei V die akustische Geschwindigkeit in den AU3breit:,iediu:.i ist. Bsi einer Geschwindigkeit in Wasser von 1500 n/sec und einer Gruppenlänge von 69 ra der bekannten r.rt ist die Laufzeit für die Welle 0,046 see. Für ein additives Ansprechen in Längsrichtung der Sensorgruppe soll die Gruppe.nl'ingc klcin_c er.7 ζ 1/1 ijell^nlllngo coin. Die Laufzeit ein^r ;ic-7.1-3 b:.t::"._;t .;o'iu 0,ü46 :: 4 oder etwa 0,134 see. Diese Periode entspricht einer Grenz frequenz von etwa G Uz. Y/ellen, die an der iindc der Gruppe einfallen und Frequenzen besitzen, die wesentlich größer als die 6 Hz Begrenzung sind, tendieren dazu, da.3 sie stark gedämpft werden.

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Bei dsm :largeatcllton Jys teivi beträgt die Länge einer elementaren ' üoiiijoreinlieil: Ί .\l. jJic Laufzeit fär eine welle betrügt 0,0026 Jekunc" -η. Die Frequenz entsprechend einer viertel l/ellenlänge l.e trägt

f = 1/(0,0026 ;; -1) = 96,1 ::z.

Durch Verwendung einer kurzen elementaren seismischen Sensoreinheit oder -Gruppe ist die obere Grenzfrequenz wesentlich erweitert uoräen. Nimmt man einen Einfallwinkel von 30° für ein weitwinkaliges, seichtes Re flexions signal an, das gegen das Ende der Kabelanordnung zu aufgenornnen wird, wird die obere Grenzfre^uenz angehoben auf

f = 96,1/Gin 30° = 192,2 uz.

Zusätzlich zu den seismischen Sensoren 23 sind nach Fig. 2a ililfssensoren, z.B. Druckwandler 64, Verlustanzeigeleiter 66, 68 und eine Uasserbruehanzeigevorrichtung 72 in Kabelabschnitt 20 in der Nähe des fahrenden Endes vorgesehen. Elektrische Verbindungen aus den zusätzlichen Sensoren sind an das Kabelbündel 5 2 angeschlossen und übertragen Senaorausgangssignale auf entciprechon^o Stifte eines Verbindungssteckers 62. Bei einen typischen xlabölabschnitt 20 sind z.B. 10 Datenkanäle und 3 Ililfskanäle vorhanden.

Fig. 2c ist eine Querschnittsansicht des Kabelabschnittes längs der Linie 2c-c und zeigt die Konfiguration der seismischen und zusätzlichen Sensoren innerhalb der JiuSenschicht 40. Die Bezugszeichen in Fig. 2c entsprechen gleichen Bezugszeichen in Fig. 2a. Fig. 2ei ist ein Querschnitt durch eine Stirnwand 44 längs der Linie 2d-d. nach Fig. 2 und zeigt Löcher 48 für das Belastungsbauteil 42 und eine Öffnung 50 für das Kabelbündel 52.

Die Kabelabschnitte sind miteinander ;;ie in Fig. 3a gezeigt, verbunden. Bei dieser Darstellung ziinC die Enden benachbarter Kabelabschnitte symiYietri^ch, so daß nur ein Ende in einzelnen beschrieben wird. Die Belastungsbauteile 42 und 43 erstrecken sich durch eine Endstirnwand 46 und ;jind durch an wich bekannte

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Zughaken 45, 47 oder dergleichen abgeschlossen. Das Kabelbündel 52, das sich durch eine zentrische Öffnung in der Endstirnwand 46 erstreckt, endet an einem Verbindungsstecker 62.

Ein Verbinderbaustein 13 ist zwischen benachbarten /abschnitten 20 vorgesehen. Jeder Verbinderbaustein 13 enthalt eine Sender/ Smpfängereinheit, deren Zweck darin besteht, I-.na log signale aus seinmischen Sensor« inaeiton und L.iif,sr.3enso:..:r._;n ^K-uiKu^n, -^i-: Signale digital Cur zu. ι ■'·:<_ Xl<-:n urn"¹ oxo C ig it.'..τ η Lc !r.-n c'uf Γ? ε Schiff Io über eino Datenübertragungsverbindung in deia Kabelbündel 52 zu übertragen. Der Verbinderbaustein 13 weist einen Stirnwandverbinder 76 an jedem Ende au'"\ der mit einem Verbindung,·, stecker 62 zusaiip-e-^c -t. Die zusahi-ien^T^,.. -n "tn Verbindungs stacker ermöglichen eine Kopplung der Sensoreinheiten mit der inneren Senäer/Empfängereinheit und ε-tellen eine Vorrichtung zur Kopplung der Sender/Eiapfängereinheiten in Reihe mit der ÜJoertragungsverbindung, dem ÄDfrageglied, den En -, _:'. - v/" r .'..Ifsi^nalkcin'ilen in den Verbindungckabelbündel 52 dar. Kurze BeleiStungsbauteile 78, 80 (ein drittes entsprechendes Bauteil ist nicht gezeigt), die durch Zughaken 32, 84 abgeschlossen sind, v/clche mit den Zughaken 45, 47 zusamiaeni:>assen, sind mit dem Verbinderbaustein 13 durch Stahlklaramern 86, 38 festgelegt. Das Gehäuse 75 des Verbinderbausteines 13 und die Stirnv/andverbinder 76 sind so

2 ausgelegt, daß sie einen Uiagebungsdrucli von bis zu 140 kg/cm aushalten. Die äußeren Dimensionen betragen 6,25 cm ic 35 cm.

Wenn zwei Kabelabschnitte 20, 20' miteinander verbunden werden sollen, werden die Zughaken 45 und 47 der Belastungsbauteile 42, 43 mit den zusai.iMengehörigen Zughaken 32, 04 der kurzen Belastungsbauteile 78, 80 über Bolzen 90, 92 verbunden. Ein Verbindungsstecker 62 ist jedem Stirnwandverbincer 76 an jedem jjnde des Verbinderbausteines 13 zugeordnet. Line I*'met stoff Stulpe 9-1- .ait einem IniienJ.vu:chme;j :.r, ■" ,c ct.ac gx-öior ist als dar äuioere Durchmesser der Äußenschicht 40, wird über die Endstirnw'inde 46 gestreift. Die Stulpe 94 ist mit den Endstirnwänden durch Stahlbänder 96, 98 festgelegt. Das Innere der Stulpe 94 kann mit leichtem Kerosin (zur Erzielung eines Auftriebes) gefüllt sein. Eine bessere Schwimmfähigkeit in Wasser läßt sich

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durch cyntaktischen Schaum ( der beispielsweise von Dow Chemical Corp. hergestellt wire) erreichen.

Der Verbinderbaustein 13 ist im Teilquerschnitt in Fig. 3b gezeigt. Jedes Ende des zylindrischen Gehäuses 75 des Verbinderbausteines 13 (Fig. 3b) ist durch einen Stirnwandverbinder 76 abgeschlossen, der in eine Aussparung lOO gleitet, die in das Ende des Gehäuses 75 eingearbeitet ist. O-Ringe Io2, 104 bilden eine Stromungsraittelabdichtung um dan Verbinder. Der Stirnwandverbinder 76 wird durch einen Schnax^pring 106 an Ort und Stelle festgelegt.

Der Verbinclerbaustein 13 ist im Querschnitt längs der .Linie 3c-c in Fig. 3c und längs der Linie 3d-d in Fig. 3d dargestellt. Die Elektronik der Sender/Erapfclngereinheit, die in dem Empfängerbaustein 13 enthalten ist (nachstehend im einzelnen beschrieben) ist auf drei gedruckten Schaltplatten 108, llO,.112 (Fig. 3c und. 3d) befestigt. Die drei Platten, die die Sender/Empfängereinheit 111 darstellen, sind in Form eines dreieckförmigen Prismas ausgebildet. Sie sind so ausgelegt, daß sie in das Gehäuse 75 einsetzbar sind.. Vor dem Einsetzen wird das Innere des Gehäuses 75 mit einer eünnen Glas faserschicht (nicht dargestellt) ausgelegt, darait die Elektronik gegen die Metallband isoliert ist. Der Verbindert^ufjtein 13 wird nach dem Zusammenbau mit Mineralöl bekannter Art gefüllt, das den elektronischen Bauelementen nicht schadet. Dier ergibt eine gute Wärmeleitung und verhindert das Eindringen von Wasser.

Β«·i rsrhciYi Wetter auf See unterliegt ras Schleppfahrzeug lO (Fig. 1) un-7o:;lieri='Vhl.c ren Beschleunigungen u::a <?ie Nick,- Iioll-υ.η-f Gi-r-cha :. Dc⁵F¹It solche Beschleunigungen nicht auf die seismische Sensorkabelanordnung 12 übertragen werden, sind ein oder mehrere elastische Kabelabschnitte 16 zwischen den Einführabschnitt 17 un'i des Kabel 12 --dngeschc-ltet. Di·? elastischen Kahelsl^chnitte -in."⁷ i ^Λ. ;*u:cbau T.hnlieh oine^ri eVtiven Kab^lc-bschnii:!:, pit (?er l.ucnö'h v-, "¹C. 1 koine* ,ssisr.iscL-cn oc"er l.ilfssenc-oren darin entuc.lt ■..■■-· :-iM'l. ims teile dtre StahlbelciGtungfjbauteils \vtrc⁷en Seile i.uc r.ylon oc7tr c-.n^erei elastischem Mc.terial verrw-snclet. Sin Kabel-Ir."nc-J-, das C>3.~\ l^abalbündel 52 nach Fig. 2a entspricht, ist

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durch die Mittenöffnungen 50 der Stirnwände 44 geführt. Ii "1:¹Oo !bündel 52 ist ein ausreichender Durchhang vorjcjr. <■·!..<. -rs, öc it der Abschnitt sich bi;. un 50 % scintr entspann brn Lnnge strecken kann. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform werden zwei solche Streckabschnitte verwendet. Ein Verbinderbauteil ist zwischen das führende Ende des ersten aktiven Abschnittes und das ablaufende Ende des zweiten, ablaufenden elasti^ch-r.

Abschnittes eingesetzt. Ein suiter Verbindarbcu.stoin I?¹ ist zwischen das ablaufende Eliot- des Ein£ährkafcoläl>.3t.-huitttfS 17 unc! C-U- führen da Ende des führenden Streckabs chni's'cew- eingesetzt.

Da ε Kate !bündel 52 in jerfeau Kab-ilabschnitt 20 enthält zwei S?tze von Stromleitern. Ein Sats von lokalen Datenleitern, z.B. 58, 60, überträgt Analogsignale an don elementaren 3ciü:..ii,üchen Sensoreinheiten 21 und den Uilfssensorcn innerhalb jedes KabelabBchnittes auf die Sender/Empfängereinheit innerhalb eines benachbarten Verbinder^bausteines 13. Die lokalen Leiter sind vorzugsweise Koaxialkabel, z.B. RG-174. Der andere Satz von Kabeln sind Durchführungs-Fernleitungen zur Übertragung von Abfrage-Befehls- und Steuersignalen von dem Schiff 10 auf jeden Sender/Empfänger 111 in einem Verbinderbaustein 13 und zur übertragung von Datensignalen aus jeder Sender/Empfängereinheit 111 zurück zum Schiff 10. Die Fernleitungen v/eisen eine Datenübertragungsverbindung, ein Äbfrageverbindungsstück, zwei Befahlsverbindungsstücke, zv/ei Prüfleitungen und eine Energieübertragungc leitung auf. Mit Hilfe der Steckerverbindungen am Stöckerbaustein 13 erstrecken sich die Fernleitungen über die gesamte I/inge der Kabelanordnung 12.

Bei einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung besteht die Breitbanddatenübertragungsverbindung aus drei Koaxialkabeln RG-53/CU. Koaxialkabel sind erforderlich, na die Übertragungsgeschwindigkeit von 20 Megabit xjro S künde aufzunehmen (40 NUz für ein Wort, das nur aus EINSEN besteht). La werden drei Kabel anstatt eines aus Reduiianzgründen verwendet, v/enn ein Kabel ausfällt, stehen zwei weitere für den Betrieb zur Verfügung.

Abfrageverbindungsstück besteht aus drei redundanten

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übertragungsleitungen rait /erdrillten Leiterpaaren. Verdrillte Leitorpaare sind für oiose und alle übrigen Signalübertragungsleitungen zulässig, weil die Übertragungsgeschwindigkeit der iibfrageimpulae verhältnismä3ig gering, und zwar im kliz-Bereich liegt. Die beiccn Be fehlsverMndungs stocke „it verdrillten Lsiterpaaren üLsrtragen die Steuersignale.. Erie Prüf- und Prüf-3teuerleitungen sind verdrillte Leitarpaare, durch die ein Prüfsignal und ein Prüf-Steuer-Iinpuls übertragen werden.

Die Energieübertragung^leitung besteht auj zwei verdrillten Paaren cine^ D.:^tsj von 14 AWG, die parallel geschaltet sind. Über diese Lc.itunc; wird Wechselstromenergie übertragen, um die Energieeinspeisungen f'ir die Sender/Empfängereinheiten zu erregen, die in jedem der Verbinderbaus.teine 13 vorhanden sind.

Ein Blockdiagra:aiiT einer Sender/Eiapfängereinheit 111, die auf gedruckten Schaltplatten 108, 110, 112 (Fig. 3b) eines Verbinderbausteines 13 befestigt sind, ist in Fig. 5 gezeigt. Die wesentlichen Bestandteile sind ein iiiederholernetzwerk 114, ein Äbfragenetzwerk 116, ein Befehlsnetzwerk 118, Vorverstärker 120, ein Multiplexer 122, den Verstärkungsgrad konditionierende Verstärker 124, ein . Änalog-Digital-Umwandler (Digitaldarstelleinrichtung) 126, ein Koderegister und ein Kodeumwandler 128, ein ■ Fehlerdetektor 130, ein Steuernetzwerk 132, eine Energiespeiseviuelle 134, eine Prüfantriebsvorrichtung 136 und ein Prüf-Steuerrelais 138. Die Sender/Empfänger-Stromkreiselemente werden weiter unten iia einseinen erläutert, die Funktionen der 3ender/ünpfangereinheit 111 a inc in Blockdarstellung in Fig. 5 zum besseren Verständnis der Arbeitsweise schematisch dargestellt.

Das 17ie.derho lernet zwerk 114 aber trägt ein lokales, selbsttaktendes, phadenkodiertes Datenwprt in die zentrale Station 2 j^Fi^-. Jt^übc~-^ die Datenübertragungsverbindung D 1, D 2, D 3» und erapfängt, regeneriert und überträgt im Anschluß daran selbsttaktende, phasenZcor.i -.cti Datenwörter aus C¹^n c;L\;'.lrtü verbundenen Sender/ Sinpfängareinheiten. L'iese Funktionen werden in Abhängigkeit von einem ersten Äbfragciinpuls eingeleitet und abgeschlossen, bevor

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ein zweiter Abfrageimpult; ankommt. Luf Befehl oder im Falle eines Energieausfalles in einer Sender/Empfängereinheit kann der Empfänger in HebenschluG umgangen werden, wie weiter unten noch ausgeführt wird.

Das Äbfragenetzwerk 116 empfangt, puffert und überträgt Abfrageimpulse über das dreifach redundante Abfrageverbindungsstück IP 1, IP 2, IP 3. Dieser Einheit wird der Abfrageimpuls durch eine Impulsbreitenidentifizierschaltung identifiziert, da er entweder ein breiter Impuls Sl oder ain schmaler Ii.ipul-.¹ S2 iat. D<.r Sl-Impul.3 ißt 1500 Nano.-ü^UT" ... * ■■■:' .'■·, dar S2-Impuls ist 600 Nanosekunden breit. Das Abfragonetzwerk 116 weist eine künstliche Verzögerungsleitung in Serie rait dein I.bfrageverbindungcstück auf. Die bevorzugte Verzögerung beträgt 600 Hanosekunden. Die künstliche Verzögerungsleitung wird so angezapft, daß kleine Einstellungen vorgenommen werden können, um geringe Unterschiede in den Signallaufzeiten durch das Abfrageverbindungsstück zu kornpens ier en.

Das Befehlsnetzwerk 118 nimmt die beiden Befehlssignale DATEN (Daten wirksam machen) und DATA BYPASS auf, puffert und überträgt sie auf die abwärts verbundenen Sender/Empfänger. Die gleichzeitige Ankunft eines Sl-Abfrageimpulses und eines DATA BYPASS-Impulses an einer ausgewählten Sender/Empfängereinheit bewirkt, daß phasenkodierte Wörter um das entsprechende Wiederholernetzwerk 114 durch eine Bypass-Schaltung herumgeführt werden, v.ie weiter unten noch beschrieben wir el. DATEN iat ein I; ^uIa, dessen Breite ^f7urch Vielfache der künstlichen Verzögerungszeit eingestellt wird, die in das Abfragenetzwerk 116 eingegeben ist. Die Sender/ Empfängereinheiten in einem oder mehreren aneinandergrenzenden Kabelabschnitten v/erden nur durch das gleichzeitige Vorhandensein eines DATEN-Impulses und eines Sl-Abfrageimpulses aktiviert, die beide in ihrer Art Signalimpulse sind.

Das Abfragenetzwerk 116, das Befehlsnetswerk 118 und das Wiederholnetzwerk 114 sind nit Energieausfall-Nebenschlußleitungen versehen, die durch Relais betätigt v/erden, wie weiter unten beschrieben wird. Im Falle eines Energieausfalles werden die Relais unwirksam gemacht, .so daß einkommende phasenkondierte

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Wörter und Lbfrage- und Befehlsimpulse um den schadhaften Sender/ *uiger herurageleitet werden.

;.nuloge Daten werden von den elementaren seismischen Sensoreinheiten 21 über lokale Koaxialkabel 58, 60 durch Verstärker 120 un.: Filter hindurch auf die Eingänge des Multiplexers 122 übertragen. Beim Ansprechen auf einen Sl-Ir.ipuls, der durch das Abfregenetzwerk 116 aufgenoinrien und angezeigt wird, setzt das Stexiernetzwerk 122 den Multiplexer 122 auf Kanal Nr. 0. In Abhängigkeit von den führenden Kanten einer Reihe von S2-Impulsen ■wird der Multiplexer über einen normalen Äbtastzyklus sequentiell geordnet, d.airit er die Eingangskanäle einen nach dem anderen prüft. Bei der bevorzugten Äuuführungsform sind 14 Eingangskanäle vorhanden. Kanal Nr. 0 ist ein Blind- oder Pseudokanal. Analoge ceismische Batensignale werden durch die Kanäle Nr. l-lo behandelt. I-.nalogsignale aus l.ilfssensoren werden durch die Kanäle Nr. 11-13 übertragen.

vienn der Multiplexer 122 auf den Kanal Nr. 0 rückgesetzt wird, werden bestii^.te sogenannte organisatorische Operationen und Testfunktionen durchgeführt: Die die Verstärkung konditionierenden Verstärker 124 sind auf den Verstürkung.'sgrad 1 eingestellt, während de Gleichstro ,ⁱabveichung automatisch von dem Multiplexer und den Verstärkjreing"ngen entfernt wird. Zu diesem Zeitpunkt ergibt auch eine Fehleranseigeschaltung, die weiter unten beschrieben virO, ein Warnzeichen, wenn eine oder mehrere der drei redundanten Dc.tcnübertragungüleitungen schadhaft sind.

Vienn jeo^r der Kanüle Nr. 1-13 geprüft wird, wird das geprüfte ■LnalogJatsnsignal in ecm den Verstärkungsgrad konditionierenden Verstärker 124 behändeZ.t. Wie bekannt, haben seismische Signale -..inen weiten fynaiv.ii-chen Bereich von bis su 120 db (1 I-Iillion : 1) Die SignalverstHriiur-gcIionditionierung umfa."t das Koiapri:· i':-::en d^s cyn?.: -ischen Br-r-aicheii der seisaischen Signale, us-i den ß'_reiol. in ii-.n Grenzen 0·^.-'. J.iie^: log-Digit?. 1 -Q:.v^.n^f"li-" : ^u ϊελίχ-η. hz- L· · V^r-• "-.'I \^'i^ -. r.ulL'·: } ' kon^ition; c:"i:L Si-J-'^ ~-'?r·'! '"r ' ^er\ Lnc "Oij-Dd.git" 1.-U-'-'-.-rnc.l-: .r 126 in ein ο Binärzahl· umgewandelt, die den Vorzeichen- und Mantissenteil einer Zahl mit gleitend·"η :.oi.-.aa bildet. Die

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"•J- ::r!:i-Ir];ungi?Eu -j'-" ic „ ":-■ ".τ. V5:-:.'i-!-ä.--:I;un.^'':.'^:-:ⁱ.Ic·';--.:;: l;v.^s. ":V-'-.;!. "-ni*.--: -..",-Vi:;:nt"r3c?rfj 124 vine axe ViiKC-Bit-CcJV <_oci? :■;■"-. ^-er Vir:.--Bit-jode ist ~?±t der lläiri-iss^ iiß r.uagt^gsr^gi ■■::■- 12S ko "J.:.".-1.U-.:'-, "esAt eine Zahl ait ,j-1-..i·¹- n^era itoia^s von Io b.i j lc Bi^i JLl;.?- lö.sung entsteii-'-.. Di. -j-T.l ;-.iit gleit-^n-s : .i^riz :-:-'-. 1: ^. ."^n Aiuplituc^np.ag-il "r-c ,«_^;i=:tijclaen. Date-.i£jigr-_t..lcs zv : Z-.-i-t-.unl'J: Ci,:: Abtastung h^r. träfung ic.-;.'Vier zus'atzl.idii-.: B:".t£.- iia-^hli^riicü. eines Paritätsbit..: können rO~-\ Datenwort eil-· „:·.\ι,- Pr'ilaib^l hinan.gifügt v/er den, daait oina einv/anS freie Identifizierung ?;>s Beginns der pliasencodierten Wörter erhalten wird.

Die zwanzig Bits, die das Datcnv/ort darstellen, sin·" in einon beliebigen, zv/eckmaSiQ-en s-ilbsttalctencf-sn Code cot'iert und vercl-π im Rückkehr-zu-tiull-Iiodus (ItS) "ibsr eine Breitbandf-vrnne.vjverbin-"!".'-¹^ im direkten Digitaldat5nübsrt?:agungamo"1us abertrc-gan. 3=-ii ein?r bevorzugten iiuafiihrungsfom wird ein s-ilta-h-hcüiten "zr Coca., r.E. Zv/eiphasen M vertuendet. Ein Beispiel für ein codierter; üatsn'vort ist in Fig. 10 dargestellt. Selbsttaktsnde CoCca, \:ie cii. liier dargestellten, sind in "The Interface tlanäbcol;" von /;:.nn-.-.tL M. True, veröffentlicht von Pairchild Instrument Co., 454 Lllis Street Mountain View, Kalifornien, auf den Seiten 4 bis 13 beschrieben. In dieser Veröffentlichung sine. Schaltungen, dir= solche Codes verwenden, erörtert. Das Fehlan von Daten wird durch einen logischen Pegel von Null dargestellt. Fünfzig Nanosekunden vor ,dem ersten Datenbit fällt der logische Pegel auf - 5 V, so daß das erste Datenbit ein nach positiv gehender Impuls sein muß. Jedes Datenbit ni-jiat eine Zellenzeit von 50 Nanosekunden ein. 3ine binäre "1" wird durch eine Polaritätsuviikehr in der Mitte einer Zellenzait von 50 Nanosekunden dargestellt, während eine binare "O" durch keine Polaritiitsurokehr dargestellt ist. Aufeinanderfolgende binäre Nullen werden durch nacheinander auftretende 50 Nanosekunden-Polarit'its'./achsal an den Zellenseitgrenzen dargestellt. Da 20 Datenbits vorhanden sind, niiirat ein phasencoCiertes Wort einen Zeitschlitz von 1000 Nanosekunden, d.h. eine Millionstel Sekunde ein. Jua Ende einas phasencodierten Wortes fällt der logische Pegel 75 Nanocokundcn lang auf - 5 V und geht dann nach Null. Die lojibcha Jolialtung im Wieüerholernetäwerk 114 sucht L.rier einen nach positiv gehenden

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Iiipuls innerhalb eines Intcrvalles zweier beliebiger Zellenzeiten. Wenn Icein colchcr Impuls festgestellt wird, stellt die Logik das Unds eines batemvortes fest.

Die laaiiiinal-i-i rha-icnandcrungsfrG^u-snz eier phasencodierten härter Luträgt 40 i-lns (.2'-Lc alle LILiaiüK) . Aui'grund öor schnellen Anstiegszeit an der führenden iiante äer Impulse muß die Bandbreite der Daten übertragung α verbindung mindestens lOO MEIz betragen.

Die Eingänge in den Multiplexer 122 sind durch die Kondensatoren 123- Wechselstroi-.igekoppelt. Der Hultipiexerausgang ist mit dem Verstärker 121 über den Serienwiderstand 140 und den Pufferverstärker 142 i?it dem Verstärkungsfaktor 1 gekoppelt. Die Kondensatoren 123 und der Serienwiderstand 140 bilden zusammen mit dam Hultiplex-ar 122 ein Lochpaß-Kommutier-ÄC-Filter; die Grenzfrequenz des Filters ist

f = [l/(2 RC)] (D/T)

v/obei D die ICanal-Einschaltzeit und T die Kanal-Äusschaltzeit ist. Dad Filter wird weiter unten iui einzelnen in Verbindung rait e'en Fig. ¹S und 16 beschrieben.

Die 2.rbeit£j>.;eise des bevorzugten, die Verstärkung konditionierenden Verstärkers 124 in Verbindung mit dem Änalog-Digital-Umwandler 126 und dem Ausgangsregister 128 zur Bildung eines Datenwortes i.iib gleitendem Komma wird weiter unten in Verbindung mit den Figuren 39 bis 42 beschrieben.

Box einem typischen Betriebssyklus T-;&rf.=n olle 14 Ztnalogkanäle iint-2 j^C^n Ljendirrj/l·!^¹ fingers 111 innerhalb eines Jibtastzyklus geprüft. Ein neuer Abtastzyklus wird rait einer gewünschten Prüfgeschwindigkeit, z.B. einmal je eine halbe oder eine Millisekunde eingeleitet. Bei einer Prüfgeschwindigkeit von einer Millisekunde werden die 14 Kanäle eines jeden Senders/Empfängers in Intervallen von 71,4 llikr υ Sekunden geprüft. Die Beendigung eines Abtastzyklus erfordert, da.3 die Abfragevorrichtung im Steuergerät 4 der gelaeinsarnen zentralen Station 2 des Schiffes lO einen Sl-Iiupuls und dreizehn S2-Iiapulse pro liilliaekuncle übertragt.

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- 6.3 -

Pig. 11 zeigt dia Zeitfolge der Abfragesignale, η lire lieh der Sl- und S2-Iitipulse innerhalb ein 2a Abtasts^-klus von oin-ar Millisekunde Dausr. Vienn ein Sl-Abfrage 1.T_xUIs liings das Abfrageverbindungsgliedes IPl, Ii"2, IP 3 in dir !Kabelanordnung 12 zu den Sender/Empf^ngereinheiten 111 (Fig. 5) fortschreitet, werden die entsprechenden i-iultiple^r auf Kanal 0 rückgeset:rL. Andererseits wird ein Datenwort durch das Steu.^rnctsv/crk 122 von dem Ausgangsregister und Codeumwandler 12G aber das Uic.Ierho lerne tsv/erls: 114 in die Datenäbertragungsverbin^une' Li, L2, D! getaktet. Die phasen-jodierten Wörter werden im Verzögerungε-llultiplejibetrieb in die D at en verbindung aufgrund dar eingeprägten Verzögerung des Abfrage impuls··;..'-- i^-ischen benachbarten Sander/ UrapfJlngsr^inheitGn und dsr künstlichen Vcrsögerungsaeit, die in dac Abfragenct?Acark eingebaut ist, verarbeitet. LTacli 71,4 ilikroSekunden wird e'er erste 32-1...IpUIs abortragen. Die liultiplesier in den Sender/Erapfängereinheiten 111 vierdsn nacl.-eins.ndc3; in den Kanal Nr. 1 varuclioben, \;cnn ür SZ-I-apuls jo-7.c a^udcr/a.'-pf^n^er--

ö".nheit erreicht, χυλ- ^j νχ'.:α-η ph: :_M_odi\.::'v '..'i:.-':..; v;xc"'ct\\..\

in die Datenverbin^img von jeder Scndar/EiupfuTjsriinheit in seitlicher Reihenfolge getaktet. Zusätzliche S2-1 - .ilje v;erden übertragen, bis alls Kani'le in allen Sender/E.apfü-.nge.::oinheiten geprüft v.^Torden sind.

Die vorbeschriebene Folge ist in de.u Ze itd lag raut« nach Fig. 12 dargestellt. Die AbfrEgGi;apul3e (II?) laufen nach au£en, d.h. abwärts in Besug auf Γί-c Verbindung, von rechts nach link- (die Zeitbasis niioiat nach rechts r:-u) von dar zentralen Station 2 su den Sender/Eirpfängeriinheitcn in c„n fänfsi;: Varbin ''erbauateinen 13Z*,13B, 13C us-:., in dieser Leihen folge. Ia ^r"en oberen drei Darstellungen ns.Jj. Fig. II ni:-- .': Jl^Jl.i.r." Ti ~_it rxi l.'..:-ikL' η.?:-_li ::ceht;j ^ . λ:"·-ι ^."ϊ-ΙΠίρνιΓ-ε '-:■.■.■ ■': ■/-;...j.,:.y'5js:t Ul Vl. λ. ir ru:::?.;:.-it _i;:. ΙΓϊ. ι.:λ --u." ν rs chi ^ t

Γ.22 Γ-.,:· Gen"¹;.::/^ \^f":ig:_:-:-inkcit suf den Kanal LTv. 1. Uach Lurch lciufen dor küny-hi.icT..·.^! Vcr.-ögerungsl--. itung vi:;l^^!:t ·" „:: 32-Ip^uI "αϊ Verbinderbcvistoin 13h GOu Ljanos'okunicn s^'ltir. Der Abstand --.ischon der Jt-n^f-r/llMp^ngcr-.V-iiiit i- .⁷«.: 1 V^rM-dorbrustsin 1"Γ. und der ^ " "''-::, '^...pfün-jc ::- inhvit i "V^..". :^;.^ ^ vbuustuin .-3E bjtrzgt GO - l,'- I :,z:a ζ ii - :..u^br_t itr\ ;. .Jh".:!.;-.igkt.it von 1,:.Q5

709807/06S1 BADORIGINAL

Nanosekunden pro Fuß in dem Äbfrageverbindungsstück IPl, IP2, IP3 mit verdrillten Paaren an, kommt der S2-Impuls an dem Verbinderbaustein 13B 256,3 ETanosekunden später an. Die Gesamtverzögerung zwischen den Bausteinen 13A und 13B beträgt 856,3 Nanosekunden.

Sobald die führende Kante des S2-Impulses für den Kanal Nr. 1 durch die Sender/Empfängereinheit im Verbinderbaustein 13A erfaßt worden ist, wird ein phasencodiertes Wort aus dem Register 128 in die Datenübertragungsverbindung Dl, D2, D3 getaktet. Der Datenfluß erfolgt von links nach rechts (die Zeitbasis nimmt nach links zu), aufwärts in Bezug auf die Verbindung gegen die zentrale Station. Wenn der S2-Impuls an dem Verbinderbaustein 13B 856,8 Nanosekunden später ankommt, wird das Datenwort für den Verbinderbaustein 13B in ähnlicher Weise ausgetaktet. Die Signallaufgeschwindigkeit im Coaxialkabel, das die Datenübertragungverbindung darstellt, beträgt 1,542 Nanosekunden pro Fuß. Deshalb kommt die führende Kante des phasencodierten Wortes aus dem Verbinderbaustein 13B an dem Wiederholernetzwerk 114 in dem Verbinderbaustein 113Ä 1160,3 Nanosekunden später an, als die führende Kante des phasencodierten Wortes aus dem Verbinderbaustein J.3A das äiiederholernetzwerk 114 '/erlassen hat. Ss wird deshalb eine phasencoöisrte Worttrennung ^/on 160,3 Nanosekunden ■/orgesehen.

min ij-:J(ai.iJinfLc-BS Laufseitfolge/Kanalfolge-Hultiplexsvstem ~</ire* ηΐ ül:.£t3lisnd irlautert, ZLq phasencoäierten !Törfeer₀ die aus awfei:;Er.£sriDlc-eaÄea eiei: finfzig Senaer/Smpfängereiiiuaei-cen ia den 7^rü::ierbausteinen Sber^^agea i^&züen? "sexäen Ln ikMiängigkeit vc-i fis.v r_ULs":^3i'älaufsei\: ias Lh frage invpuls es awisehen 5er

in Fig. 5 steuert die Arbeitsweise des Systeias in der oben angegebenen Weise. Die Zeitsteuerung für das Aufgeben eines DÄTEN-Impulses ermöglicht, daß entweder alle Abschnitte der seismischen Kabelanordnung verwendet werden oder nur ein Teil davon, beispielsweise die vordere Hälfte der Ki:Jjilabschnitte. Wie oben erwähnt, kann es erwünscht sein, die elementaren seismischen Sensoreinheiten in der nahen Uälfte des Kabels mit einer Äbtastgeschwindigkeit unmittelbar im Anschluß an die Erzeugung eines seismischen Impulses, d.h. Schusses, stichprobenartig zu prüfen und im Anschluß daran die Signale aus dem gesamten Kabel mit einer anderen Geschwindigkeit zu prüfen. Die Verwendung von D&TEN-Impulsen entsprechendder Länge und Zeitsteuerung kann zur Durchführung dieser Funktionen durchgeführt werden. In der nachstehenden Beschreibung werden die erforderliche zeitsteuerung und Länge der DÄTEN-Impulse allgemein erläutert, so daß eine beliebige Anzahl von Sender/Empfängereinheiten selektiv wirksam gemacht werden kann.

Bevor die Zeitdiagramrne im einzelnen betrachtet werden, erscheint es zweckmäßig, das gesamte Datenerfassungsschema und den Zeitrahmen zu betrachten, in welchem die Daten, die bei jedem der fünfhundert elementaren seismischen Sensoreinheiten entstehen, von dem Kabel übertragen wird. Zuerst sei darauf hingewiesen, daß jeder der fünfzig Kabelabschnitte zehn elementare seismische Sensoreinheiten auf seiner Länge sowie eine zugeordnete Sender/ Empfängereinheit aufweist, die die Daten aus diesen zehn Sensoreinheiten Verarbeitet. Auf Befehl der Steuereinheit 4 in der zentralen Station 2 an Bord des Schiffes (Fig. 1) werden durch Übertragung eines breiten Sl-Impulses phasencodierte Wörter aus dem letzten Kanal eines jeden der fünfzig Kabelabschnitte von dem Kabel der Reihe nach über die einzelne Datenverbindung Dl, D2, D3 (die aus drei redundanten Koaxialkabeln besteht) geschickt. Im Anschluß daran überträgt nach Empfang eines schmalen S2-Impulses die Sender/Empfängereinheit 111, die jedem der fünfzig Kabelabschnitte zugeordnet ist, die Information des Kanales Nr. 1 aus jedem Kabelabschnitt der Reihe nach.

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Dann wird im Anschluß an den Empfang eines anderen S2-Impulses die Information des Kanales Nr.2von jedem der fünfzig Kabelabschnitte gegeben, undsoweiter.

In Bezug auf die Zeitsteuerung tritt jeder Zyklus für das Prüfen des Signales, das an allen fünfhundert Kanälen vorhanden ist, v/ährend einer Millisekunde auf. Dieser Zyklus wird als Abtastzyklus definiert und entspricht der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Sl-Impulsen, wobei auf jeden Sl-Impuls dreizehn S2-Impulse folgen, bevor der nächste Sl-Impuls erzeugt wird. Die übertragung eines individuellen binären Bits eines phasencodierten Wortes nimmt nur fünfzig Nanosekunden ein. Jedes phasencodierte Wort wird beispielsweise durch zwanzig Bits dargestellt und jedes phasencodierte Wort wird in etwa eintausend Nanosekunden übertragen. Jedes Prüfintervall νοϊι einer Millisekunde Dauer umfaßt tausend HikrοSekunden, so daß genügend Zeit verbleibt, um Datensignale aus den fünfhundert seismischen Kanälen durch das Kabel während eines jeden Prüfintervalles, d.h. Abtastzyklus, in systematischer ii?ise, wie weiter unten noch beschrieben wird, zu übe r tr ag en.

Die A'-.'-ivierung einer oder mehrerer Sender/Empfängereinheiten macht las gleichzeitige Vorhandensein eines Sl-Irapulses und eines DAl'iZi (Datensteuer) -Impulses erforderlich, wie in Verbindung mit Fig. 13 noch erläutert wird. Eine Vielzahl von Kabelabschnitten sind entfernt von der zentralen Station angeordnet. An den führenden Enden eines jeden Abschnittes sind Verbinderbausteine 13AHH angeordnet, deren jeder eine getrennte Sender/Empfängereinheit enthält. Beispielsweise sei angenommen, daß es erwünscht ist, nur die drei aufeinanderfolgenden Sender/Empfängereinheiten in den Verbinderbausteinen 13C, 13D und 13E wirksam zu machen, jedoch keine anderen. Die Schaltung zur Durchführung dieser Funktion ist iro. einzelnen weiter unten in Verbindung mit den Fig. 43 bis 48 erläutert, hier soll jedoch eine kurze Beschreibung ZUM! besser in Verständnis der darc^e t. 11t? vi J.us f olivungs form cer Erfindung cjtcjtben VTcrcien.

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Ein Sl-Iinpuls wirr* von der zentralen Station 2 über das Abfrageverbindungsstück an jeden Verbinderbaustein 13 der Reihe nach übertragen. Der Augenblick der Ankunft des Signalimpulses Sl am Baustein 13A ist t = O, die Ankunftszeit am Baustein 13B ist t = 856,8 Nanosekunden, die Ankunftszeit des Signalimpulses Sl am Baustein 13C ist t = 1713,6 Nanosekunden usw. Die sechs Zeitsteuerleitungen in Pig. 13, die mit IPA-IPP bezeichnet sind, stellen die Orte des gleichen Sl-Impulses in Bezug auf Verbinderbausteine 13A-P, deren jeder getrennte Sender/Empfänger enthält, am Ende eines jeden 856,8 Nanosekunden dauernden Abfrageimpuls-Laufzeitintervalles dar. Einige Zeit_: nacli-dem ein Sl-Impuls übertragen worden ist, wird* ein DATEN-Impuls über das Befehlsverbindungsstück (Pig. 5) übertragen. Die Signalfortschreitgeschwindigkeiten in den verdrillten Leiterpaaren, die die Abfrage- und Befehlsverbindungsstücke enthalten, sind die gleichen. Wegen der 600 Nanosekunden VeraSgerungsleitung in jeder Sender/Empfängereinheit, die in das Abfragenetzwerk 116 eingeschaltet ist* ist jedoch die effektive 31-Impulageschwindigkeit niedriger als die Befehlsimpulsgeschwindigkeit, weil keine Verzögerungsleitungen in dem Befehls-"/erbindungßstück vorhanden sind. Entsprechend nimmt ein DATEN-Smpuls, der um 1200 Nanosekunden in Bezug auf einen entsprechenden IP-Impuls verzögert worden ist, den Sl-Impuls an der dritten Sender/Empfängereinheit im Verbinderbauteil 13C auf. Die sechs Seitsteuerleitungen, die mit DATEN-A*F bezeichnet sind, zeigen die Position eines DATEN-Impulses in Bezug auf den Sl-Impuls am Ende eines jeden 356,8 Nanosekunden dauernden Äbfrageiinpuls-I»auf ze it interval les.

vJenn ein Sl-Impuls an der Sender/Empfänger einheit im Verkinder-T-jaustelsi 13A ankommt, aat dies keine Wirkung auf den saustein 12ä, -weil der BATEN-Impuis am 1200 iJanosekunden aacaeilt, An

üer Senäer/Empfänge.reinlieit im ^eriiinäerbaustein 123 eilt der ZSÄTSH-Impula 600 SJanoseÄünden Sa^₁₇ so elaß aaa Bauafesia 133 keine auftritt, S»r D£SSW-2mß^la rMR«t den Sl-SHäpals aa der

is Terbisiiierbaisteil 12S öj ec ΐίαΏ die

Am Baustein 13D eilt die fährende Kante des DÄTEN-Impulses dem Sl-Impuls um 600 NanoSekunden vor, aufgrund der Breite des DATEN-Impulses steht er jedoch zur Aktivierung der Sender/ Empfängereinheit im Verbinderbaustein 13D noch zur Verfügung, um Baustein 13E hat die ablaufende Kante den ΪΡ-Impuls Sl noch nicht passiert, obgleich die führende Kante des DÄTEN-Impulses dem Impuls Sl ura 1200 Nanosekunden voreilt. Somit wird die Sender/Empfängereinheit im Verbinderbauteil 13E aktiviert. Schließlich eilt zu dem Zeit^sunkt, zu dem der Sl-Impuls an der Einheit im Verbinderbaustein 13P ankommt, die ablaufende Kante des DATEN-Impulses dem Si-Impuls vor. Deshalb werden die Sender/ Empfängereinheit im Verbinäerbaustein 13F und alle nachfolgenden Sender/Empfängereinheiten nicht aktiviert. Alle Sender/Empfängereinheiten, die durch Coinzidenz von Sl- und DATEN-Xffipulsen aktiviert werden, bleiben einen ganzen Abtastzyklus lang aktiv, so daß sie auf alle nachfolgenden, ankomiriwnden S2-Impulse ansprechen. Die Breite W eines DATEN-Impulses beträgt

W - [_ (L-I) χ DLyJ + dt wobei L = Anzahl der zu aktivierenden Sender-Empfängereinheiten DLY = künstliche Laufzeitdauer dt = ein kleiner Zeitzuwachsanteil willkürlicher Länge,

um geringe Laufzeitdifferenzen au ermöglichen. Ιια Beispiel nach Fig. 13 beträgt die Breite des DATEN-Impulses !(3-1) :; 600 + 300 = 1500 ITa no Sekunden.

Die anfängliche Laufzeit 3D, die fern DATErT-Ivapuls aufgegeben ^T-rirt5, ist

~3L> = il χ DLY,

wobei M c.ie Anzahl <5.sr SEndeJV^EiBpfSngereinheiten. Ist, die zwischen e'er zentralen Steuerstation und der ersten aktiven Sender/Empfängereinheit übersprungen werden·

Wie vorstehend arörtsrt. mrä sin DATA SYPÄSS-Iapuis, der sit einem Sl-Inpuls susanarenfällt,, -/erwenfiet,, aai Daten ^m eine £v^..ac'haJt^. Jsnder/^ffpfängersir.äeit lierumauführen. Sie Verzögerung Bi.-, o~-e- i-::.\ ^Γϋ?ΞΚ 3L⁷SASS-^puis jslativ su ainssi augecrcinetsn 31-

DLI

INSPECTED

wobei K die Anzahl von Sender/Empfängereinheiten ist, die zwischen der zentralen Station und der schadhaften Sender/ Einpfängereinheit liegen.

Nach Fig. 5 bestehen die Daten- und Abfrageverbindungen, die einen Teil des Kabelbündels 52 darstellen, aus jeweils drei parallelen Leitungen. Falls eine der Leitungen schadhaft ist, stehen die beiden anderen zur Verfügung. Durch Majoritätswahl werden zwei gute Leitungen ausgewählt. Eine Majorit-'itswahlschaltung 131 ist mit den Eingangsleitern des Wiederholernetzwerkes 114 gekoppelt und eine andere solche Schaltung (nicht dargestellt) ist dem Abfragenetzwerk 116 zugeordnet. Die Schaltung 131 der Fig. 5 ist im einzelnen in Fig. 6 gezeigt und besteht aus UND-Gattern 136, 138, 140 und einem CDER-Gatter 142. Eine logische 1, die gleichzeitig an zweien der drei Datenleiter vorhanden ist, erzeugt eine logische 1 am Ausgang des ODER-Gatters 142.

Eine Fehleranzeigeschaltung 130 ist mit der Majoritätswahlschaltung im Wiederholernetzwerk 114 gekoppelt und ergibt ein Signal in dem Fall, daß wenigstens eine der Datenleitungen Dl, D2 oder D3 schadhaft ist. Die Schaltung (Fig. 6) besteht aus einem NAND-Gatter 144, einer Diode 146, einem Speicherkondenaator 148 und einem Vorspannwiderstand 150. Eine negative Spannung wird an die Fehleranzeigeleitung 152 angelegt, um sie leicht negativ zu halten, wenn kein Ausgang aus dem Gatter 144 vorhanden ist. Wenn eine der Leitungen Dl, D2, D3 unwirksam wird, wird der Ausgang des NAND-Gatters 144 geöffnet. Während eines normalen Abtastzyklus -,.-fließen phasencodierte Signale mit eines Frequenz von 40 MHz durch die Majoritätswahlschaltung und in das NAND-Gatter 144, das mit den Eingängen des Wiederholernetzvarkes 114 verbunden ist. Solange alle drei Leitungen einwandfrei &ind, tritt kein Ausgang aus dem NAND-Gatter 144 auf. Wenn jedoch eine Leitung defekt ist, ist ein 40 MHz Signal am Ausgang des NAND-Gatter.s 144 vorhanden. Das Signal wird durch die Diode 14b gleichgerichtet. Die resultierende gleichgerichtete Spannung wird im Kondensator 148 gespeichert, wobei eine positive Fehlerspannung

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an der Fehleranzeigeleitung 152 erzeugt wird. Während der Periode, während der der Multiplexer 122 auf den Kanal Nr. O rückgesetzt wird, wird der Schalterarm 154, der zwischen dem Verstärker 124 und dem Analog-Digital-Umwandler angeordnet ist (Fig. 5)_;vom Kontakt 156 auf den Kontakt 160 bewegt und ermöglich!; daß der Analog-Digital-Umwandler 126 den Spannungspegel, der an der Fehleranzeigeleitung 152 vorhanden ist, prüft. In Fig. 5 ist der Einfachheit halber ein mechanischer Schalter 154 dargestellt, in der Praxis kann jedoch ein Bitgeschwindigkeits-Schottky-Feldeffekttransistorechalter verwendet werden.

Meeresstreamerkabel der vorbeschriebenen Art tendieren dazu, sich beim Schleppen um bis zu-1 % zu strecken. Bei einem Kabel von 3000 m Länge beträgt somit die gesamte Streckung in der Größenordnung von 30 m. Die seismischen Sensoreinheiten sind auf 6 m Gruppenraitten innerhalb jedes Kabelabschnittes versetzt. Bei einer Streckung von 30 m werden die Sensoreinheiten im fahrenden Ende der Kabelanordnung 12 um nahezu fünf Gruppenintervalle in Bezug auf die Sensoreinheiten im ablaufenden linde der Kabelanordnung verschoben. Beim Zusammensetzen einer größeren Gruppierung aus einer Anzahl von elementaren Sensoreinheiten ist es erforderlich, den exakten Sensoreinheitenabs t and zu kennen. Wenn der Abstand nicht genau bekannt ist, wird die Wirksamkeit der zusammengesetzten Gruppierung erheblich verschlechtert. Die Beziehung zwischen der Kabelstreckung und der Schlepp spannung ist bekannt. Entsprechend wird zweckmäßigerweise ein Dehnungsmeßstreifen 11 (Fig. 1) bekannter Art mit den Belastungsbauteilen zwischen dem ablaufenden elastischen Kabelabschnitt 16 und dem ersten aktiven Kabelabschnitt 20 verbunden. Der Ausgang aus dem Dehnungsmeßstreifen 11 wird dem Eingang eines Hilfskanales zugeführt, der in der S on de r/Empfänge reinheit im Verbinderbauteil 13* am führenden Ende des ersten elastischen Kabelabschnittes angeordnet ist. Aus der Kenntnis der Schleppspannung können Fehler im Sensoreinheitenabstand, die sich aus der Kabelstreckung ergeben, korrigiert werden.

Wie in der Seismik bekannt, haben die einzelnen Hydrophone selten identische Empfindlichkeit. Eine Abweichung von - 25 %

ist nicht ungewöhnlich. Es wird deshalb eine Δηο:·:·νηυ.ηο· vorgesehen, um die Hydrophone zu eichen. Wenn es erwünscht ist, die Hydrophone zu eichen, wird ein Analogtestsignal bekannter "Amplitude auf die Teststeuerschaltung 136 über die Testsignalleitung 162 Übertragen (Pig. 5). Eine bevorzugte Testsignalfrequenz ist 15,625 Hz. Ein Teststeuersignal wird über die Teststeuerleitung 163 an das Teststeuerrelais 138 übertragen, das einen Schalterkontaktarm 164 von Kontakt 165 auf Kontakt 166 bewegt. Nun wird ein Testsignal aufgegeben, um die elementaren seismischen Sensoreinheiten 21, und zwar jede über einen Widerstand 168 anzutreiben. Ein normaler Multiplexer-Abtastzyklus wird eingeleitet, um den Ausgang aus jeder Sensoreinheit 21 zur zentralen Station 2 im Schiff lO zu übertragen. Die Amplitude des Ausgangssignales für jede Sensoreiriheit wird mit der Testsignalamplitude verglichen, damit ein Bichfaktor für jede Sensoreinheit erhalten wird. Die Eichung der Sensoreinheiten geschieht su einera beliebigen Zeitpunkt, zu eiern seismische Daten nicht aufgezeichnet werden.

Das Testsignal wird verwendet, um eine exakte Messung der Empfindlichkeiten aller Sensoreinheiten in der gesamten seismischen Sensorkabelanordnung 12 durchzuführen, die bis zu zwei Meilen lang sein kann. Über eine solche Entfernung wird aufgrund des Ohmscheu Spannungsabfalls das Testsignal am ablaufenden Ende des Kabels stark geschwächt, wenn die Testsignalsteuerschaltungen 136 parallel an die Testsignalleitung angeschlossen sind. Es wird deshalb ein Widerstand 167 in Reihe mit der Testsignalleitung 162 in jeder Sender/Bmpfängereinheit gelegt. Die Eingänge der Testsignalsteuerschaltung werden parallel zu eiern Serienwiderstand 167 geschaltet; da alle Widerstände den gleichen Widerstandswert besitzen, erhalten alle Testsignalsteuerschaltungen identische Singangsspannungen. Auf diese Weise wird für jede Sender/Empfängereinlieit ein Testsignal konstanter Amplitude gewährleistet.

Sine Snergiespeisequelle 134 ist in jeder Sender/Empfängereinheit 111 vorgesehen. Energie "fird von dem Schiff in den "/erbinäerbaustein

13 über ein Paar verdrillter Leiter 170, 172 übertragen. Jede ünergiespeisequelle weist einen Stromtransforniator und einen nebenschluss regler auf. Die Trans foriuatorpriraärwicklungen in den entsprechenden Sender/Empfängereinheiten in den Verbinder-1: aus te inen 13 sind in Serie geschaltet. Durch Kreuzen der Leitungen 170, 172 in jedem Kabelabschnitt 20 wird abwechselnd jeder Transformator an eine entgegengesetzte Seite der Energieleitung gelegt, wie in Fig. 4 gezeigt, wodurch ein Gleichgewicht in der Leitungsbelastung aufrechterhalten wird. Da die Energieüpeiaequellen in Serie geschaltet sind, hängt der Spannungsalfall l"ngs Cler Kabelanordnung 12 zwischen Schiff 1(3 und Abschluß abschnitt 13 von der Anzahl von Verbinderbausteinen 13 ab, die Miteinander verbunden werden. Bei einer Kabelanordnung mit fünfzig Lbochnitten liegt der Spannungsabfall in der Größenordnung von 400 bis 500 V. Energie wird bei 2000 Hz und 4& übertragen. Diese Frequenz liegt wesentlich über den normalen seismischen Frequenzen und beeinflußt diese somit nicht. In der Si-eisequelle 114 wird die Wechselstrouenergie aus der Energielcitung gleichgerichtet und in - 15 V und + 5 V zur Verwendung in den logischen Schaltungen in den Sender/Erapfängereinheiten ULigetvEn'lelt. l;.i Falle eines Schadens, z.B. eines offenen Stromkreises in einsr Sencer/Empfängeroinh-eit steigt die Spannung im dar Priitrhr./icklung oes Leiatungstrctnsforiaatoro auf einen hell·:-η iJsrt an. liiue _lJeIiⁱ.itz-Triac-GleichrichterbräcZ:<-n,iC.haltung ].. krT'nh--. ..: T:-ui :'- .-.ehe.] b.;■ -""ie Pri i".c ie";lung Icurr;, .; nn ^r?L<: j ■ r-.SUiIj '---c r'.ncn vu^-ittii./i-jn "_trt ansteigt. Bei·' In^er-1 .hdrljsitztn cer Energiespeisequ&lle fallen die betriebssicheren Bypassrelais (nicht dargestellt) im Wiederholernetzwerk 114, iibfri. ge netzwerk 116 und Befehlünetsverk 118 durch Nichterscheinen ab, v/o^urch B-. .".I-.7.ai .]_ulse und phc Pc?neo^rie:L 1:2 Dc:teir.vörtcr c"-.n .'■ „;.:CLd ;jt-:n Du-stein ^?ib.-.i.cl v-ie-ke-n I:önnen.

..x ■) --t-henr¹ beschrieben, weist der IIultipleKer 122 vierzehn Eingänge auf, von denen die Kanäle Nr. 11-13 zur übertragung von Daten aus den Hilfssensoren verwendet v/erden, wie nachstehen'', e ;l"utert wird.

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Der Druckwandler 64, der in Verbindung :-nit Fig. 2a erw":.n": worden ist und nachstehend im einzelnen beschrieben ist, ist ein an sich in der Seismik bekannter v/andler. Seine Funktion soll nachstehen''' 3;nrn evl"ut^rt vrar^cn. Wie in Fio. Ie. g^...i^t, -,.xzt .^r Henkle-:' -sine ^okr^fede,: 174 ;--uf. KiI: -T-. Trv-,-g.'5.i'fcc.n Ende der Feder 174 ist ein Ueicheisenpolstück 176 verbunden. Das Polstück 176 bewegt sich in Längsrichtung in ->iner S^uIe 178, die mit deia fasten Enca der Feiler 174 ate* c-inen Tragarm ISO befestigt ist. Ein Oa^illatnr, d--:.; -;in'-n LC~3cL-./:i.-ngkreio cnthUlt, ist in einen Gc-Ii-iu:^ 132 anfr,«no-r;on. Li--. ^m¹ i. 173 ist der induktive Teil "v uohvingk.rei.es. in ji'-.= ■ witrö-aunc-- ::n ';tol bevirkt eine Druc:":'.\n·" .rung gag-η lio 'ΛοΙι::·.η "⁷^ Vr Γ.74, ."ü: das Pcletäck J.75 aicla in d«r 3-ule 173 fcss-^gt, -.: ^u::ch t"i^ Induktivität und J.anit dia Zr-^uen^ des Oscillator.·; verändert wird. Das Auagangssignai des Druckxrandlers 64 ii¹!-. "cshelS ein fjrequenzraodulierteß Signal, dessen Frequenz auf den umgebenden Ströraungsptitteldruck besagen ist. Das Signal vrird Mbar sin Coaxialkabel auf Kanal Hr. 11 des Multiplexers 122 übertragen, wie in Fig. 7b gezeigt ist.

In Fig. 7b ist eine Leckanseigevorrichtung 186 vorgesehen, die des Vorhandanssin von Salswassar innerhalb der fiUßcnUE.ut 40 eines Kabelabschnittes 20 anzeigt. Die Leckanseigevorrichtung 186 besteht aus swei Drähten 66, 63, die durch poröses kunststoff material schlecht isoliert sind. Der poröse Überzug verhindert einen physikalischen Kontakt zwischen den Drähten, critiöglicht jedoch, dai3 das Tiasser einen Strömungsiaittelkontakt ergibt. Die beiden Drähte 66, 68 erstrecken sich über die Länge des Kabelabschnittes 20. Ein Draht 66 ist mit de;a Oszillatorausgang 184 des Druckwandlers 64 verbunden. Der andere Draht 68 ist mit dem Hilfseingangskanal Nr. 12 des Multiplexers 122 verbunden. So-lange kein Wasser im Inneren des Kabelabschnittes vorhanden ist, wird dem Leckanzeigekanal kein Signal aufgegeben. Wenn "Jasser in den ,iCabelabschnitt eindringt, wird ein stronileitender Pfad zwischen dan beiden Drähten 66 und 68 hergestellt. Bin amplitudeniaodulxertes Signal tritt dann an dem Leckanzeige-Eilfskanal auf. Die Amplitude des Signales ist proportional dem

?098&7/O§S1 BAD ORIGINAL

— / ϊ —

./iderstand des Leckp fades.

Eine wasserunterbrechungsanzeigevorrichtung 72 ist an den „ilfseingangskanal iir. 13 angecchlossen. Diese Anzeigevorrichtung 72 irjt ein :pezielles Lyorophon, das zum Feststellen einer akustikchen welle dient, die ''ir^.cc von der Schallquelle längs eines Pfades in der IJähe der .^siicrobörflache ankommt.

Obgleich alle cxLiven Kabe!abschnitte identisch und gegeneinander auswechselbar sind, ist es erforderlich, einen Impedanzanpassungsabschlufi vorzusehen, ma die Daten-Befehls- und Abfragesignalleitungen, d.h. die Übertragungsverbindungen am letzten Abschnitt abzuschließen, damit unerv/ünschte Reflexionen verhindert vorclen. Ferner vaüssen die verdrillten, in Reihe geschalteten _.nergio-, Test- und Teststeuerleiterpaare vait einer Räckführschaltung versehen ;=ein. Entsprechend ist ein Äbschlußabschnitt -¹G an das ablaufende Ende des letzten .Kabelabschnittes 20 gelegt. Der Aufbau des JJjschlußabschnittes ist in Fig. 3a gezeigt.

In Fig. 8a ist die I.bsel.lu.jstirnwand 46 des letzten Kabelabuohnittes 20 gezeigt. Die Außenschicht 40 ist mit der Stirnwand aber Gtahlb'indir 51, 56 festgelegt. Kabe!bündel 52 und Stecker 18G erstrecken sich Über "ie AbschluGstirnwand 46 hinaus zusarmaen !■■it Belajtungsl aut^:.⁵-ilen 4.2, 1-3 und Zr.ghaken 1-5, 47. Ein Eck-.-j^iv/enlcst-c-iclifc-i: 133 is t c.ui -„7_^laufenden ^nde Γ ...-j Atjjijlilu.Cabsfjlinit-tet: IC voirj!:-· L-^n. ^iα :. ■ j " von. crei ]:ur3in L·^!· tung -^^uteilen ].90, ¹S-?, {'"·.; . "ritte iai: nicht dargestellt) ist in den Steckerkörper eingebettet. Zughaken 194, 196, die mit Zughaken 45, 47 zusammenwirken, sind über Bolzen 198, 200 festgelegt.

Der Abschlu;3baustein 202 ist mit Bei ei^tungsbauteilen 190, 192 ob ar ein Stahlh?n^ °j*· bt ;.\:Dir.igt. Die Leiter, die in einem Kabel-Ij'in^cl Π⁷ . ntLalt^ii . Ind, r-jiiii" i. lel:l:i ^; ..^L uit C^u Absuhlu^bau-

■r.zzin 202 ÜLer 3t---ek--..: 136 und zugehörig--η Steelier 1Π7 verbunden. ;ΐ.ΐ.η·2 Kunsta fcoffs kn.ii-ö "OC is·!', aber "en Steelier 138 und die Abc-jlilußstirnvand 4-C JVj lets'ccn eil:ti^«n Abschnittes 50 gestreift.

ia Stulpe ist c-'rcclx Stahlbänder 203, ?!u, "12, 214 an Ort und

lp

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Stella festgelegt. Der Raum innerhalb der Stulpe- 206 ist mit leichtem Kerosin zur Erzielung eines Auftriebes gefüllt.

Die elektrischen Verbindungen innerhalb des /ibsehlußbauEteine.-j 202 sind in Fig. 8b gezeigt. Coa^ialdatenübertragungsleitungen Dl, D2 und D3 sind über Widerstände 216 mit 50 Ohn, 1/4 Watt abgeschlossen. Die verdrillten Leiterpaarc für die Leitungen IPl, IP2, IP3 der hhfrageverbindung und die Befehlsleiter für die Signale DLTIiW und OLT?. ΒΥΡΛΰ3 sind nit '.iiderständen 218 von 130 Ohm, 1/4 Watt abgeschlossen. Energie·;· Testsignal- und Teststeuerleitungen sind durch Überbrückungsdrohte 220 kurzgeschlossen. Der Zuführkabelabcchnitt 17 ist mit dem führenden Unde des elastischen Abschnittes IG über eine Sender/Erapfängereinheit im Verbinderbaustein 13' gekoppelt. Das andere Unde des Zufährkabel abschnitte s 17 ist mit dem Schiff 10 befestigt, wodurch äie Ilöglichkeit geschaffen wird, den Kabelabschnitt 12 zu schleppen und auch eine Verbindung zur zentralen Station 2 herzustellen. Der Zuführkabelabschnitt 17 ist im Querschnitt in Fig. 9 gezeigt. Er besteht aus einen zentralen Belastungsbauteil 230, vorzugsweise einer::, sich nicht drehenden Stahlkabel mit einem Durchmesser von 0,9375 cm. Das Belastungsbauteil 230 ist mit Neopren oder anderem Kunststoff 232 uv-mantelt. Die Stromleiter, die das Kabelbündel 52 im aktiven Kabelabschnitt bilden, sind spiralförmig um das ummantelte Belastungsbauteil 230 gewickelt. Die Stromleiter sind selbst von einer Kunststoffhülle 234 umschlossen. Die Leitungen sind in Fig. 9 als Coaxialdatenleitungen 236, Energieleitungen 233 nit doppelt verdrilltem Drahtpaar, Befehlsleitungen 240 mit verdrilltem Drahtpaar und coaxialen lokalen Datenleitungcn 242 dargestellt. Da der Zuführkabelabschnitt 17 bis zu 180 n~. lang sein kann, sind die Datenleitungen 236 RG/59U Coaxialkabel, die eine Signalverschlechterung verhindern. Die lokalen Datenleitungen 242 erstrecken sich von dem Schiff lO zum Verbinderbaustein 13', wo sie mit den Eingängen verbunden sind. Die lokalen Datenleitungen 242 können verwendet werden, um die Signale in das System einzuführen, die au:: speziellen Sensoren 222 (Fig. 1) nahe dem Schiff 10 gebildet werden.

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Zur Erläuterung des Filters, das bei der dargestellten Ausführung s form der Erfindung verwendet v/ird, wird nachstehend auf Fig. 14 Bezug genommen, in der eine vereinfachte Darstellung des Digital-Analog-Unv/andlungssysteiris gezeigt ist, bei dem der iiulti^iexer 122 mit Eingangskanälen C₁, C„, C

J- 2» Γ1

ait einer Vielzahl von Signalquellen, z.B. seismischen Sensoren ZZ. verbunden ist. Die Eingangskanäls sind alle mit der Multi- ^lerer-Ausgangsvielfachleitung 312 über Koppelungskondeneatoren 123, Widerstände 315 und Schelter 316 verbunden. Jeder Widerstand 315 stellt in Verbindung mit seinem Kondensator 123 ein i_ochpa3-RC-Filter für seinen Kanal dar. Die Schalter 316 sind ilochgeschv/indigkeits -Feldeffekttrans is tor schalter, bekannter Art.

L£.r Ausgang der Multiplexervielfachleitung 312 ist mit dem ηichtinvertirrten Eingang eines Pufferverstärkers 320 mit der?. Verstärkungsgrad 1 verbunden, der ein Betriebsverstärker, :;.B. Var stärker 142 nach Fig. 5, rait einer hohen Eingangs impedanz sein kann, Der Ausgang des Pufferverstärkers 320 ist mit einer Prüf- und halteschaltung 322 verbunden, die einen Nebenschlußkondensator 324 unc. einen Seriensclialter 326 aufweist. Der Ausgang der Schaltung 322 ist mit einem binären Verstärker 124 mit veränderliche.^ Verstärkungsgrad, wie er in Fig. 5 dargestellt ist und in Verbindung mit den Fig. 39 bis 42 weiter unten bees ehrisben wird, gekoppelt.

Das Sustandssteuergerät, das das Steuernetzwerk 132 ist, ist mit den Schaltern 316, 326 über eine Steuervielfachleitung 341 verbunden, die eine Vielzahl von Steuerleitungen aufweist. Das Steuergerät 132 scheltet den Multiplexer 122 sequentiell, damit die Signaleingangskanäle C₁ - C_R mit der Ausgangsvielfachleitung 312 nacheinander während eines Multiplexer-Abtastzyklus in der oben beschriebenen Weise verbunden werden. Das Steuergerät 132 steuert ferner die Arbeitsweise des Binärverstärkersysteins 124 übe;: die Steuerleitungen 350.

Das Verstärkersystem 124 ist mit dem Analog-Digital-Umwanäler 126 gekoppelt-, der die geprüften Analogsignale in entsprechende

digitale Signale umwandelt. Andera Netzwerke, die nicht zum Wesen der Erfindung beitragen, sind aus den Fig. 14, 15 und 16 der besseren Übersicht wegen v/eggelassen worden.

In Ser Schaltung nai_u Fi^. 14 jeiut jedt:-., ^C-IIo cli^a;; filter einen Serienkondensator 123 und einen Nebenaclilu.'A.'ic.er.otc.nd 315, der mit Erde verbunden ist, v.\xf. Für dia anwendung in der Seismik hat jedes tfochjja£filter eine niedrige Grsnsfr-_._Jlu.=n.i f in der Größenordnung von 1 Ils, obgleich cucli csio^ ;_ Gr--::i?jfrequenzen verwendet \joxi-zn köniisn.

Die x'Capazität C ist durch Iblgende üliichunj ^; u.' (\ λ· Widerstand unC die Grensfrequens f ?^--r.L»senj

C - 1/(2 R 3Tf₀) (C)

!-.us praktischen Gründen d.^r Lualegung ;.auß k verhältnis ill.2ig ;tlein sein, näxalich in der Gröj3enordnung von 10.000 Ohu,. 3oi.it betrujh für f_Q -- 1 Hz der Uert von C " 16 Microferad. Solche großen Kondensatoren sind verhältnismäßig teuer und sperrig. Die !uoelipai3-RC-Filter nach Fig. 14 sind sorait nicht nur teuer, sondern stehen auch einer Kiniaturisierung entgegen.

Die Beschreibung der Filteranordnungen nach dan Fig. 15 und 16 wird dadurch vereinfacht, daß die gleichen Teile entweder rait identischen Bezugs zeichen wie in Fig. 14 oder lvdt identischen BeKugsaeichen und einem (') versehen werden, damit die in best imvaten Punkten bestehende Übereinstiioraung sichtbar wird.

In Fig. 15 ist die Möglichkeit der Vervendung eines einsigen, geaieinsanen Nebenschlußwiderstandes 315' auf der Ausgangs leitung des Multiplexers 122 anstelle eines individuellen LTobciiaahlu¹'--- -xdderstandes 315 für jedan iCanal dargestellt. Wenn d^r ilultiple^ 122 über seinen Kanalauswählsyklus, d.h. JVbtastsyiilus fortgeschaltet \7ird, stellt der Kondensator 123', der in Reihe iait jedei vom Multiplexer gewählten Kanal, z.B. 0-,,"C₂ usw. geschaltet ist, in Verbindung mit den gemeinsamen Nebenschlußv/iderstand 315' das gewünschte RC Filter für diesen Kanal dar.

BAD ORIGfNAL

...Ια ^i^ Julie::.tune nach Fig. 7.5 getestet \mrde, stellte sich a^tiri^fcnt^ll (vas ^päc-r theoretisch bewiesen wurde) c.aiS die ^ap&zität C ":estii-:uat ist durch:

C = [1/(2JTRf₀)] JL/'xJ (D)

-./ofcsi D die V^r-/tildan-r ist, ?..1i. di- Zeitdauer, die jeder cJchalti-r 27-6 geschlossen ist, und ϊ die Ilenalabscheltzeit i^t, f .Ix. di; Zsite¹ au-,r, die jeder Sehe.lter 316 geöffnet ist. Die Verweildauer D ist eins Funktion dar Anzahl von Änalogkcnälen und der Gesamtzeit, die erforderlich ist, um alle diese Kanüle abzutasten. Für einen Multiplexer mit sechzehn Kanälen und-einer Attastdauar von 1.000 MikrοSekunden ist die maximale Verweildauer D o2,5 llikrosekundan pro Kanal und die Kanalabschaltdauer T 937,5 MikrοSekunden.

Verweildauer D kann mit Hilfe der Verweileinstellschaltung 360 nach Fig. 16 gaiindert v/erden. Die Verv/eileinstellschaltung 350 kann eine ,Tiono^tabile Schaltung sein, s.B. National Semiconductor IjIm 74121. Sine mono stabile Schaltung ist eine Schaltung oder Einrichtung, die va:rv7e.nä.et vzerden kann, um die Dauer eines Steuerimpulses durch Strecken oder Kürzen der Impulsbreite zu modifizieren. Die Iii'pulsbreitineinetallung v/ird iv.it Hilfe einer Widerstands-Ivapazit'its-Il'J'.Ciilcopi-lungsschaltung bekannter Art erzielt. Über einen i-Iulti£le"er-«btastzyklus bleibt die gewünschte Ver- \;eilcc.u::r auf den gleichen W-rt eingestellt.

Gleichung (D) kann wie folgt geschrieben werden»

^fo ⁼ [vurRo] [d/ϊ] ■ (ε)

Bei konstanten Werten für R, C, T kann die Grenzfrequenz des Filters durch Änderung der Verweildauer geändert werden. Bei dem oben angegebenen Zahlenbeispiel beträgt die maximale Verweildauer für eine äbtastdauer von einer x-lillisekunde 62,f Mikrosekunden. Die kürzeste Verweildauer wird durch die Erfassiengszeit der Prüf- und Halteschaltung 322· bestimmt. Beispielsweise beträgt die Srfassungszeit acht i.ikrosekunden. Die Verweiid*uereinstellschaltung 16O ---.UiI so programmiert v/erden, daß ein ausv.ählbarer Verv;eildauerbereich erhalten wird, der beispielsweise von einer minimalen Verweildauer von acht Mikrosekund.cn bis zu

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einer maximalen Verweildauer, die durch die iü/tastdauer besti.amt ist, welche 62,5 Hikrosekunden in den. vorstehenden Beispiel beträgt, reicht. Somit kann die Grenz fr ecjuenz des Filters auf einen gewünschten Wert über einen Bereich von nahezu 8:1 eingestellt verJ.en. - "

Die Art und Weise c?er Verwendung dor verbesserten, durch multiplexer kormutiertsn RC-Filter in der seismischen Datenverarbeitungseinrichtung nach vorliegender Erfindung ist in Fig. 16 gezeigt. Da die Fig. 14 und 3 6 sehr ähnlich sind, beschränkt sich die Beschreibung der Fi'j. 16 nur any. <~±e Unterschiede svriachen dnn beiden Darstellungen.

Das wichtigste Merkmal der r.usnutsung Ces Kanr-ltaiswählzyklus d ^s Multiplexers, der in den laehrkaneligen seismischen Datenauf-2,eichnungseinrichtungen verwandet -.vird, ist di~ ;>ovabination mit einem gemeinsamen Hebenschlußwiderstand, der an den i*uegang des Multiplejiers gelegt ist. Dabei ist nicht nur cie Anzahl von Nebenschlußv.'iderständen verringert worden, sondern es ist auch die Größe der erforderlichen Kondensatoren 123^f um einen Faktor 15 j 1 ira Falle von sechzehn Eingangskanälen'verringart worden. Zusätzlich kann die Granzfrequenz durch iinderung der Verweildauer aber einen Bereich von nahezu 8:1 eingestellt v/erden.

Fig. 16 zeigt, daß es zweckmäßig ist, einen Betriebsverstärker 32O^f geringer impedanz zu verwenden. Der Serie:av.'iderstand 315", der"dem Widerstand 140 in Fig. 5 entspricht, ist der Eingangswiderstand in €en invertierenden Eingang C<.s Verstärkers 3 2O¹ . Der nicht invertierende Eingang in den Verstärker 32O¹ ist an Erde gelegt. Da beide Eingänge das gleiche Potential haben müssen, liegt die Verbindungsstelle 333 praktisch auf Eräpotential. Deshalb ist das Filter nach Fig. 16 das Äquivalent zum Filter nach Fig. 15.

Demgemäß ist der Betriebsverstärker 320* mit niedriger Eingangsimpedanz, bei dera der gemeinsame Widerstand 315" des Filters als

BAD OfUGWAL

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Eingangswiderstand verwendet wird, die bevorzugte Filter schaltung. Die Verwendung des Betriebsverstärkers 320* eliminiert die wesentlichen ÄUElegungsgrenzen, die durch den Verstärker 320 verhältnismäßig hoher Eingangsimpedanz (Fig. 14) gegeben sind.

Es wurde festgestellt, daß die Verwendung eines gemeinsamen Widerstandes 315" (oder 140 in Fig. 5), der nacheinander durch Schalter 316 mit Kondensatoren 123 in Verbindung gebracht wird, eine erhebliche Einsparung in der Anzahl der benötigten Widerstände und in dem von den Widerständen und den Kondensatoren Beanspruchten Raum ergibt. Diese Vorteile sind von besonderer Bedeutung bei miniaturisierten Systemen zu Zwecken vorliegender Erfindung.

An dieser Stelle der Beschreibung der seismischen Datenverarbeitung s einrichtung nach vorliegender Erfindung erscheinen einige allgemeine Erläuterungen erforderlich, und hierzu wird auf Fig. 17 hingewiesen, die ein Blockschaltbild des allgemeinen Aufbaues der mehrkanaligen seismischen Einrichtung darstellt, das die zentrale Station 2 und eine Vielzahl von Sender/Empfängereinheiten lila-llln aufweist, die entfernt von der zentralen Station 2 angeordnet sind. Die Sender/Empfängereinheiten 111allln sind in Reihe mit der zentralen Station 2 über Breitband-Datenübertragungsverbindungen IOl4a-lOl4n und Abfrageverbindungen lOl6a-iOl6n geschaltet, die den Kanälen oder Verbindungen Dl, D2, D3 und IPl, IP2, IP3 entsprechen und sie darstellen, wobei diese Kanäle in der vorbeschriebenen Weise innerhalb eines Abschnittes des seismischen Streamerkabels angeordnet sind.

Jede Senoer/Empfängereinheit lil.'.ist so dargestellt, daß sie das Abfrageneiiswerk 116 und ein iiieäerTioiernetzwerk 114 aufweist. iJedec "iederiiclerne-czverlc 114 enth-ilt eine Anzahl von Hingangckanälen 1022, 1022·„- 1022". Drei solche Kanäle sind in Fig. 17 der Einfachheit halber aargesfcellt., es können ^eäoch in der Praxis vierzehn oder mehr solcher Kan''.le verwendet werden, wie weiter oben bereite- ausgeführt wurrV. Z-'Giacntare seismische

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COPY

Sena ore inheiten 21, 21·, 21" sind adt Uingang.ihaniil.jn .1022, 1022', 1022" gekoppelt und es sind biü .-uu sehn oder mehr solcher Sensoreinheiten in jedem Kabelabschnitt vorgesehen, so daß fünfzig oder mehr solcher Abschnitte fünfhundert oder mehr individuelle elementare seismische Sensoreinheiten enthalten, deren jede einen getrennten Informationskanal darstellt.

In Fig. 18 ist eine Sender/Empfängereinheit in detaillierter Darstellung gezeigt; jeder Analogkanal 1022 ist mit einem getrennten Vorverstärker und einem "ALIAS"-Filter 1036 verbunden, das mit einem Eingangsanschluß des Multiplexers 122 über einen Gleichstrom-Kopplungskondensator 123 gekoppelt ist. Der Multix^lex 122 weist Eingangsanschlüsse Cl, C2, C3, C 4, C5 (es sind fünf Kanäle gezeigt, es können jedoch vierzehn oder mehr Kanäle verwendet v/erden) , und zwar einen für jeden Kanal 1022 auf. Der Kanal CO ist der Testkanal. Der Kanal CO enthält einen Kondensator 1043, der an Erde gelegt ist. Der Ausgang des Multiplexers ist über den gemeinsamen Serienwiderstand 140 mit dem Betriebsverstärker 142 verbunden. Die Kondensatoren 123, der Multiplexer 122 und der gemeinsame Serienwiderstand 140 bilden das oben beschriebene, durch Multiplexer komutierte ilochpaß-RC-Filter für jeden Kanal.

Der Ausgang des Verstärkers 142 wird der Prüf- und Halteschaltung 1044 aufgegeben, die einen Serienschalter 1045 und einen Nebenschlußkondensator 1046 besitzt, was der oben beschriebenen Anordnung entspricht. Der Ausgang der Prüf- und Halteschaltung 1044 ist mit einer anderen Prüf- und Halteschaltung 1050 über einen Pufferverstärker 1048 verbunden. Der Pufferverstärker 1048 stellt eine elektrische Isolation zwischen den beiden Schaltungen 1044 und 1050 her. Die Prüf- und Halteschaltung 1050 weist einen Serienkondensator 1051 und einen Nebenschlußschalter 1052, der mit Erde verbunden ist, auf. Der Ausgang der Schaltung 1050 >ist mit dem binären Verstärkungssystem 124 gekoppelt. Der Testsignal 1041, d.h. Kanal CO, stellt in Verbindung mit der Prüf- und Halteschaltung 1050 ein Gleichstromversetzurigs-Beseitigungsnetzwerk dar, das im einzelnen in Verbindung mit Fig. 37 weiter unten erläutert wird. Der Binärverstärker 124 mit veränderlichem

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Verstärkungsgrad weist vier Verstärkerstufen mit zweifachem Verstärkungsgrad auf, nämlich die Verstärker 124a, 124b, 124d und 124d, die in Kaskade geschaltet sind. Jeder Verstärker besitzt normalerweise einen Zustand niedrigen Verstärkungsgrades, z.B. den Verstärkungsgrad 1. Die Rückkopplung kann so eingestellt werden, daß ein diskreter Zustand hohen Verstärkungsgrades für jeden Verstärker erhalten wird, und dies kann durch Schalter 1055a, 1055b, 1055c und Io55d geschehen. Die Binärverstärkeranordnung 124 wird im einzelnen weiter unten in Verbindung mit den Fig. 39 bis 42 beschrieben.

Der Ausgang der Binärverstärkeranordnung 124 wird dem Analog-Digital-Umwandler 126 aufgegeben. Dieser Analog-Digital-Umwandler 126 nimmt eine im Verstärkungsgrad konditionierte Analogsignalprobe auf und wandelt sie in eine Binärzahl in einem Richtungsschrift-Impulscode um. Der Ausgang des Umwandlers 126 wird dem ZwischenausgangsSpeicherregister und Codeumwandler 128 zugeführt. Der Codeumwandler 128 wandelt die Binärzahl von dem Richtungsschrift-Impulscode in einen selbsttaktenden, phasencodierten Impulscode um, der der Übertragungsverbindung 1014 über die Leitung 1057, den Regenerator 1060 und den Sender 1066 aufgegeben werden kann. Die Datenübertragungsverbindung 1014 stellt schematisch die Datenverbindung Dl, D2, D3 dar, die weiter oben in.it Fig. 5 beschrieben ist.

Die Zeitsteuerfunktionen der verschiedenen Netzwerke in jeder Sender/Empfängereinheit 111 werden durch das bereits erwähnte Steuergerät 132 gesteuert, das einen Abfrageimpuls aus dem rJofragenatzwerk 116 in Serie i,\it der Abfrageverbindung 1016, die schenetisch durch Verbindung IP2, IP2, IP3 weiter oben dargestellt wurde, ?■ umnimmt. Ein Haupts teuergerät 1019 in der zentralen Station 2 überträgt über die Verbindung 1016 den weiten Sl-Impuls, anfsich eine Anzahl von schmalen S2-Impulsen innerhalb jedes Abtastzyklus anschließen. Bei den dargestellten dreizehnkinge-ngskcinälen und dem -sinon Teatkanal fordert ein Abtastzyklus die Übertragung eines Sl-Impulses, dem dreizehn S2-Impulse folgen.

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Das Abfragenetzwerk 116 besteht aus einem Impulsbreitendetektor 1031 und einer Verzögerungsleitung 1029. Wenn der Impulsbreitendetektor 1031 einen weiten Sl-Irnpuls anzeigt, gibt er einen . Steuer-SYKC-Impuls über die Leitung 1035 zum Steuergerät 132, ■ das den Multiplexer 122 auf den Kanal CO zurücksetzt, wodurch eine Gleichstromversetzungsbeseitigung und die übertragung eines phasencodierten Datenwortes von dem letzten Kanal der vorausgehenden Abtastung eingeleitet wird. Wenn der Impulsdetektor' 1031 einen schmalen S2-Impuls anzeigt, sendet er einen Impuls über die Leitung 1033, damit das Steuergerät 132 den Multiplexer 122 auf den nächsten Kanal weiterschaltet und auch die Daten aus der vorausgehenden Abtastung überträgt. Die Sl-und S2-Impulse schreiten über die Verzögerungsleitung 1029 fort und ergeben eine ausreichend hohe Zeitverzögerung/ damit eine Trennung zwinchen dem Ende eines lokalen Datenwortes, wie es von <5er Senäer/Empfängereinheit lila aufgenommen wird, unu dem Beginn des Datenwortes, das aus der nächsten, abwärts verbundenen Sender/Empfängereinheit, z.B. der Einheit 111b ankommt, gewährleistet ist. Eine Lücke zwischen Datenwörtern benachbarter Sender/Empfängereinheiten ist erwünscht, um eine einwandfreie Unterscheidung zu haben.

SSie vorstehend erläutert, ist ein phasencodiertes Datenwort lOOO Nanosekunden lang. Die Leitungen lolöa und Iol4a (Fig. 17) sind jeweils 60 m lang und die Fortschreitgeschwindigkeit über diese Leitungen ist 1,6 Nanosekunden/Fuß (5,33 Nanosekunden/m). Die Leitungen Iol4a und Iol6a benötigen somit eine Xmpuislaufseit von (120 m χ 5,33 Nanosekunden/m) « 640 Nanosekunden. Der gewünschte Spalt oder Totabstand zwischen aufeinanderfolgenden Datenwörtern beträgt somit 1/4 der Wortlänge, z.B. 250 Uianosekunden. Somit wird die Verzögerungsleitung 1029 (Fig. 18) für eine Verzögerungszeit eingestellt, die gegeben ist su

.D = L + S - T (Γ)

wobei L die Länge des phasencodierten Datenwortes, S aie gewünschte Worttrennung und T die Summe der Laufzeiten eines Impulses durch die Leitungen Iol4a und 1016a isr. In einem Zahlenbeispiel ist die künstliche Verzögerung D

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D = (1000 + 250 - 640) = 6l0 Nanosekunden

Lie iirbeitsY.eiae der Äbfragung einer jeden Sender/Empfängereinheit 111 durch die Abfrageverbindung Iol6 wird in Verbindung rait den Fig. 43 bis 4S weiter unten näher beschrieben.

Ein Dätenwort besteht aus zwanzig Bits, von denen die Bits 1-3 die Präambel, Eit 4 das Paritätsbit, Bits 5-8 die Exponenten, Bit S das Vorzeichenbitjund die Bits lO - 20 die Matisse sind. Aus dem Änalog-Digital-Umwandler 126 v/erden die Daten im binären Wechselschriftcode (NRZ-Code) formatgesteuert. Dieser Code ist in Fig. 22 durch das Diagramm 6a dargestellt. Ein Bitintervall beträgt fünfzig Nanosekunden. Da zwanzig Bits vorhanden sind, beträgt die Wortlänge lOOO Nanosekunden. In dem dargestellten Beispiel wird Bit 9 als ein Eins-Bit angenommen, während der Rest Null-Bits sine.

Im Codeumwandler 128 v;erden die Daten im phasencodierten NRZ-Impulscoc.e formatgesteuert, wie im Diagramm 6b der Fig. 22 dargestellt. Für ein Null-Bit ist an jeder Bitintervallbegrenzung ein Logikpegelübergang vorhanden. Für ein Eins-Bit (z.B. Bit 9) ist ein Logikpegelübergang in der Intervallmitte vorhanden. Bei Fehlen von Daten, z.B. zwischen Datenwörtern, bleibt der Signalpegel Null. Die führende Kante des ersten Bits eines Datenwortes muß stets ein nach positov gehender Impuls sein.

Phasencodierte NRZ-Daten (Diagramm 6c nach Fig. 22) werden in einen phasencodierten RZ (Rückkehr-zu-Null) Impulscode durch den Sender 1066 zur übertragung in Konstantstrombetrieb in die Datenverbindung 1014' umgewandelt. "Keine Daten" wird durch einen logischen Nullpegel dargestellt. Fünfzig Nanosekunden vor dem Beginn eines Datenwortes fällt der logische Pegel auf minus 5 V für ein Bitintervall, wodurch eine nach positiv gehende führende Kante für das erste Datenbit gewährleistet ist. Es muß ein Polaritätsübergang von - V nach + V (oder + V nach - V) bei jeder Bitintervallbegrenzung für~ein Null-Bit erfolgen. Zusätzlich macht ein Eins-Bit eine Polaritätsänderung in der Intervallmitte erforderlich (z.B. Bit 9). Am Ende eines Datenvrortes fällt der logische Pegel 75 Nanosekunden lang auf - V und geht dann nach Hull»

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Aus den Diagrammen Gb und 6c der Fig. 22 ergibt sich, da.;-wenigstens ein nach positiv gehender Impuls innerhalb zweier Bitintervcille vorhanden sein λ-juß. Für eine vollständige Büschreibung verschiedener Impulscodes wird auf "The Interface I^andbook" von Kenneth Ii. True hingewiesen.

Es ist erwünscht, einen selbsttaktenden Inipulscode, z.B. den vorbeschriebenen, zu verwenden, weil die Taktgeber 1108 in jeder Sender/Eiapfängereinheit (Fig. 19) asynchron zueinander sind, obgleich sie bei identischen Frequenzen arbeiten. Bei Fehlen eines selbsttaktenden Impulscodes müßten getrennte Ze its teuer impulse ö.en Datenwort zugeordnet warden, wodurch das System kompliziert würde.

Daten, die an einer Sender/Empfängereinheit 111b (Fig. 17) aus einer Sender/Empfängereinheit llle unterhalb der Verbindung ankommen, werden vorn Datenempfänger 1068 (Fig. 18) im Wiederholernetzwerk 114 aufgenommen. Der Regenerator 1060 nimmt entweder ein lokales Datenwort aus dem Speicherregister und dem Codeumwandler 128 oder ein Datenwort unterhalb der Verbindung aus dem Empfänger 1068 auf. Das regenerierte Wort wird über die Leitung 1063 in den Datensender 1066 zur Übertragung über eine Datenverbindung 1014 zur nächsten Sender/Empfängereinheit lila oberhalb der Verbindung aufgegeben.

In Fig. 19 ist eine der Wiederholschaltungen 114 im einzelnen dargestellt. Der Empfänger 1068 ist ein Linearverstärker 1100 mit positiver Rückkopplung zur Erzielung von Hysterese. Der Verstärker 1100 verstärkt einkommende phasencodierte RZ-Daten, die über die Datenverbindung 1014 aufgenommen werden, und aufgrund der Hysterese wandelt er sie in entsprechende phasencodierte NRZ-Logikpegel um. Der Regenerator 1060 weist ein ODER-Gatter 1102 auf, das auf die Leitung 1103 entweder Daten aus dem Empfänger 1068 oder lokale Daten aus der Leitung 1057, welche mit dem Ausgang des Speicherregisters 128 (Fig. 18) verbunden ist, abgibt.

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Eine Datendetektorschaltung 1104 zeigt einen Nulldurchgang an, insbesondere den Übergang von Negativ auf Positiv an den ersten Bitintervallgrenzen, damit eine Datensynchronisiereinrichtung 1106 wirksam gemacht wird. Der Datendetektor 11Q4 zeigt auch das Fehlen von Daten, beispielsweise der Lücke zwischen Datenwörtern an, wenn keine Polaritätsübergänge am Ausgang des ODER-Gatters 1102 innerhalb eines bestimmten Zeitintervalles auftreten. Somit nimmt die Leitung Hol nur Datenwörter von unterhalb der Verbindung auf, während die Leitung 1103 entweder lokale Datenwörter oder Datenwörter unterhalb der Verbindung aufnimmt.

Jede Sender/Empfängereinheit 111 besitzt einen Kristalloszillator oder Taktgeber mit genau 80 MHz. Die Taktgeber in den entsprechenden Sender/Empfängereinheiten sind frei schwingende Taktgeber und somit asynchron zueinander. Wegen der Geräuschbeeinflussung und der Ilochfrequenzverschlechterung durch die Datenübertragungsverbindung Iol4 werden die phasencodierten Datenwörter verzerrt. Ferner werden aufgrund der Leitungsverluste die Signalpegel· geschwächt. Somit ist es zweckmäßig, die Datenimpulse an jeder Sender/Empfängereinheit zu verstärken und zu regenerieren, zur Regeneration der Datenimpulse an jeder Sender/ Empfängereinheit müssen die Datenimpulse aber zuerst mit dem lokalen Taktgeber neu synchronisiert werden.

Der lokale Taktgeber 1108 (Fig. 19) synchronisiert phasencodierte NRZ-Dcitenvörtar,. in der Datensynchronisiereinrichtung 1106. Die Leitung 1107 nimmt neu synchronisierte Daten auf, die zum Sender 1066 unter Steuerung eines Steuerimpulses aus der Leitung 1112, die mit dem Datendetektor 1104 verbunden ist, gesendet werden. Die Leitung 1113 aus dem Datendetektor 1104 sendet auch Steuerimpulse zur Datensynchronisiereinrichtung 1106.

Das Regenerator- und Synchronisiernetzwerk l060 weist Flip-Flops 1070, 1071, einen Zähler 1072, einen Kristalloszillator, der der Taktgeber 1108 ist, und einen durch zwei teilenden Baustein 1074 auf. Zuerst wird der Flip-Flop 1071 rückgesetzt, wodurch sein Q-Auügang auf NULL gesetzt wird, wodurch der ^-Aus^na '"-ze Flip-FIo^a 1070 auf NULL rückgesetzt *.vird. Der Teiler 1074 wirC so -

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rückgesetzt, da3 keine Taktimpuls über die Leitung Ilo9 zum Zähler 1072 übertragen werden. Wenn das erste Bit eines Datenwortes über die Leitung UO3 aufgenommen wird, wird der erste Datenimpuls auf der Leituny 1103 ein nach Positiv gehender Impuls, wodurch eine Änderung von NULL auf EINS erfolgt. Dieser nach Positiv gehende Impuls taktet den Q-Ausgang des Flip-Flop 1071 auf eine EINS, wodurch über die Leitung 1113 der Flip-Flop 1070 und der Teiler 1074 freigegeben v/erden. Dar Teiler 1074 überträgt einen 40 MIz Taktimpuls über die Leitung 1109. Der Taktimpuls, der am nächsten in Phase mit dem nach Positiv gehenden Datenimpuls auf der Leitung 1103 ist, triggert den Flip-Flop l07o so, daß die logische EINS am D-Eingang auf den Q-Ausgang als regenerierter, neu synchronisierter Datenirapuls übertragen wird.

Der Datendetektor 1104 weist den Zähler 3.072 auf, cla.ait das Vorhandensein eines Bc-tunvortes r_:uf ö-.sr Leitung 1103 getestet wird. Der erste nach Positiv gehende Impuls eines Datenwortes auf der Leitung 1103 ergibt ein Rücksetzen des Zählers lO72. Die Taktleitung 1109 sendet einen gegatterten 40 MIz Taktimpuls zum Zähler 1072. Der Zähler zählt drei Taktimpulse. Da die Impulse alle 25 Nanosekunden auftreten, nehmen die drei Zählungen 75 Nanosekunden ein, 25 Nanosekunden mehr als ein Bitintervall beträgt. Wenn der Zähler nicht durch einen nach Positiv gehenden Datenimpuls innerhalb des Intervalles von 75 Nanosekunden rückgesetzt wird, läuft der Zähler 1072 nach drei Impulsen aus. Wenn der Zähler 1072 ausläuft, sendet er einen Rücksetzimpuls über die Leitung 1114 zum Rücksetzen des Flip-Flops 1071 und bewirkt, daß die Leitung 1113 auf NULL geht, wodurch der Flip-Flop 1070 und der Teiler 1074 rückgesetzt werden und der Sender lO66 über die Leitung 1112 unwirlcsam gemacht wird»

Fig. 20 zeigt einen Satz von Zeitsteuerdiagrammen, die die Arbeitsweise des Regenerators 1060 erläutern. Das erste Diagramm 1200 zeigt Binärdaten, die als ein phasencodiertes NRZ-Datenwort_t formatgesteuert werden. Das Bitintervall beträgt 50 Nanosekunden. Für ein NULL-Bit ist keine Polaritätsumkehr zwischen den Bitintervallgrenzen vorhanden, während für ein EINS-Bit die Polarität sich in der Mitte des Intervalles ändert. Eine Polaritätsumkehr muß an jeder Bitintervallgrenze auftreten. Die Bitintervallgrenzen

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vcrdcn durch Pfeilt: oberhalb des Diagrainmes angezeigt. Die Bit-.vorte sind zwischen die Teile eingeschrieben. Ein voll-

.0031^: Hit

ständiges Datenbif / aus 20 Bitintervallen und ist deshalb lOOO Nanosekunden lang. Aus dem Diagramm ergibt sich, da" wenigstens ein nach positiv gehender Impuls innerhalb zweier Eitintervallt vorhanden sein uiuß. 2\nf diesem Herkraal beruht die Arbeitsweise des Datendetektors 1104 (Fig. 19) .

Las zweite Diagranra 1202 der Fig. 20 stellt eine Folge von 80 IL.iZ Taktimpulson 1224 dar. Das Diagramm 1204 zeigt die Kurvenforra eines einkOiOiaenden Datenwortea, das durch den Empfänger 1068 von dem phacencodierten RZ-Impulscode in den phasencodierten LIRZ-IrIi-Ul^code übersetzt worden ict. Bedingt durch Geräusch- und Störeinfl"isce sind die ursprünglichen Impulse, die im Liagrä..Uiii 1200 dargestellt sind., verschlechtert worden. Die aufganoauaenen Irapulse sind außer Phase und unsymmetrisch.

Nacn den Fig. 19 und Γ.0 taktet der erste nach Positiv gehende übergang λ P 20 -L" i ag ram.a 1204-des Datenv/ortos den y.-Äusgang des FIi₁P-FlOp 1071 ?.u" cine LILTu. Die logische EIITS auf der Leitung IMS e.:z; Acjt ein Steu c-ignal J.222 zum Tail'-r 1074 und Flip-Flop "(,-7J ·- Ll-- it;-, -ji. ■:. ".7-üZ. L=. ' n'Ach - '·-. JO lLIz Takti^ule λ"?.:-, ■"" r in ■"■ : 1"¹C-CG- r, τ "-'Aston xiit der ansteigenden Bitkante 1220 ist, v/ird der erste 40 MLz Taktimpuls 1226 - Zeitdiögramm 1208. Der Taktimpuls 1226 taktet die logische LIKS am D-Eingang des Flip-Flop 1070 in den Q-Äusgang vvUrr .lie Leitung 1107 als die jl.r niu :iante !2.⁰O <ⁿ_·- ci.-ε;t<-n nc-u synclirconisic-rten, ,-regent rier-■'.---. _wi--.j:"¹ *':■- . Bo Lisije sine io^i^'.I.L EIlIo au ^r: ("uii L^itunt;--!! Γ. ■"..'.'". .-■-.·" 111" 7o-:..L.V-"< η i^t, -..xucIlc in Sende-S teuer signal 1230 - Zeitdiagrarara 1212 - den Ausgangssender 1066 wirksam. Die Datenbits auf dex Leitung 1107 können dann von phasencodierten NRZ-Dacen in phasencodierte Ift-tston zur übertragung auf 'Uo nHchr^te S^nder/E apflingereinheit oberhalb der Verbindung uiiigewando.lt v:erden. Wenn die erste ansteigende Bitkante erneut synchroniciert v.Ordon ist, werden die 40 MIIz Talitiiupulse erneut synchronsiert und regenerieren die übrigen Datenbits. Das Zeitsteuerdiagramm 1214 zeigt den Zoisgang aus der Leitung 1114 vom Zähler 1072. S7enn ein Datenwort über drei 40 MIz Takt impulse auf NUlI bleibt, senden der Zähler 1072 einen Impuls 1232 aus, um den Flip-Flop

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1071 und den Zähler 1074 räckausetzen sov/ie ä^n 3t.nJ.cr 106C rkscu.i zu machen.

Dar Sender lOGG (Fig. 19) v.eiat einen Jpan uuwanältr 1076 und einen HxIE-in ;iS-U..i-..-anc'ilor 1077 cuf. Uiä Daten zuverlässig über eine JLcrtragunjsverl/incu-i:,, z.B. ein Coaxialkabel su senden, soll-n '.ie Signale ;7ech;j_lstro~ ...ignal_ ohne niedarfroiiuentfc !Component.;.!! sein. Vorzugsv.:. ia^ vird «ino Übertragung im Kons tantstroiake trieb v^rv/endct, u.._t eic. Notv>;e.nd:!.·_, keit der Verwendung breitbsmdiger dynamischer ϋι.\,_ fänger .1063 ^r;.va vermeiden. Spannungsverluste pro Längeneinheit dir Datenverbindung 1014 bewirken eine erhebliche SignalSchwächung. Eine Übertragung ia Ixonstantstroiabetrieb ergibt in wesentlichen konatentc Spannungspegel an dem ÄbschluiSv/iderstand .1150 an Eingang des E^vopfangers 1068, unabhängig von Vt rlustcn in C^" tu.tcnv..rbindcn 10.14 zwischen benachbe-rtsn Sender/^ai ?''njor..itih-.i^-.n II"¹..

υ,Λ eine Übertragung i>r. konstant-tro Joctri-'b "U c-•:.-;i^:-.l..--n_/ \^r^n" λ\ die X'haijencodio.rt,.n 'ü< '-:. n."ör::.:r voji .ins-" Β_-Λ.^-χι^ ·π "η η konstant- η S t co· ■ δη:-, el. ~· η 3':-:· .". .·. ·ί~Ί·. ~: ¹O'''" i.r ■■_ ^ν 'V:. Dv-. locj:i..".ohe ü^annungsg-'"■!:.'-■ ι- .!.075 V7--l.gt sowohl in/ortierendi als auch nicht invertierende Ausgänge 1075a und 1075b auf. Widerstände 1073a, lO73b (die c'on gleichen Wert R beoita^vi) unü Transistoren 1078a, 107SL x-andeln die Spannungen vg:..". -~-i._· Ijgischen Gatters ^Ί.ϋ75 i.i. "ο-Ώε!:; ntt Strö ·ε u--.

Di:. £,;.!ί^·ι "_.·:·; 'rj;c.n£ic^;:ü^rv--ii ".07Gi. ■ i" 10761: ■ ^.>:".■<> " '. .^:u··= Jj-unaanc, V. g^s-t;.;-, v.oV-J v, ^l-;!(_.* '."■.· l-jüLL-Lii.'i: 'ι. - ■' ■"..·: -.i^~ 'j"ngc .10 75 ei and 10751. ■ '." -u logi.^-_;L-.'_n G^tt_,:i tine. „J ._■-... Γ::-.. Spannung des WULL-Zustand^s hängt von der Lxt der ^ „·;,^;'ililt«n Logik ab. Die Spannungen V_R, die an den Widerständen 1073a und 1073b auftreten, sind Ausgangs;apannungssuatänclo (V - V-^) und (V, - V₁). Deshalb ist der Strom durch die beiden Widerstände

¹IiOCh ^{= (V}R' ^EINS-^Zustanä - V₁ oder ¹HiGdLrI ~ ^^Vr>' ^HULL~^Zu3tanä "

Der Ausgangsstro-ii in der Datenverbindung Io 14 wird deshalb ^IaUoch^Ibniadrig'

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LXts übergang. Die ζτ ^ateii uLwC L-. bipolaren tfliS-Stroiai ϊ**ά Ijiic.e iinei; Datan-.r/.-t&i erjiY'- lxcu eine niederfrequente -•:x.iponcii--i ". -~^."Χλ1 Cz:: Ξ-χΜιοη-'^-α^π des Transformators 1079 '.·..-u" der coc.:;ic.l-3ii DatenT,irbin_"lr.ng 1014. Urr. die niederfrequente .;o.apcnenta zv. /arhindern, wird das NRZ-Signal in RZ durch die Schaltung 1077 umgewandelt. Wenn der Sender durch einen Impuls "J.-.21- die Leitung 1112 v/irksam genacht wird, wird der Schalter Io77c: ct. CAo Spannung. V-, gelegt. Der Einfachheit halber ist der S-whalter lO77a als -.iechanir^cher Schalter dargestellt; in der i-rs:;is i^t sr jedoch ein Fastkcrperschalter, z.B. ein Transistor (Faldeffakttrancistor) . Uenn das Ende minies Datenv;ortes durch Cm Da Lende ttktor 1104 (Fig. IS) festgentellt v/ordan int, bewirkt -in Ii.puls durch CLe St .uerlsitung 1112, die an den Datendetektorc 7._o: i.-\3 = :-:Zi:.-jz.,-=.i ist, ö.c·; ->.r Scliülter lO77i vi.~: V. -jwlialti-t. 7- i.~. i". ij7. ri'.li f"s«. ZIITS-Sr₁ .;-.rnd or:: I.u^g".age 1075a und 7.^.751, : . "': -I ■"':■.;■ rrc.n^i· to'ren 7.078? und lO73b cbgerjchaltet werden. Der J'vx-y. in c'>;,:..· !Jb:.:rtragungoVerbindung l0l4 geht auf Hull, so daß 7. r l'.ipolrrt ITIiZ-iUiFjgang das Transforwators 1079 in d.3n bipolaren, ^liasencociertiii RS-Inpulscode u:.gewandelt wird. Die Wicklungen '.073a, IO79b,lO79c dös Trans for. ;ic.Lors 10S9 haben ein Vvindungsv-arhsltnis von i : 1 : 1.

iVc-ch den Fig. 17 und 21 weist die Zentralstation 2 einen Datenc-npfünger 1023 au,;, der die phasencodierten RZ-Datenwörter aufni:.uit, die von den Sender/Errp fänger Einheiten 111 über die Datenäbertragungsverbindung 1014, die die dreifach redundante-Coaxial-/erbindung Di, D2, Ό3 in Fig. 5 ist, übertragen v/erden kann. Der Lateneapfänger 3.028 übersetzt die phasencodierten RZ-Datenwörter in einen binären HRZ-Impulscode zuerst als Zahlen mit gleitendem Konraa, und wandelt sie. d.cinn von Zahlen mit gleitenden Komma in Zahlen mit featiu ICoioiaa u". , die die Datenwörter darstellen. Die Datenwörter Mit feütsn lio. de. sind in einer Kanalfolgenatrix in einen ZuordnungsSpeicher in der Gruppenformeinrichtung 1030 an-

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geordnet, wie nachstellend erl'iutcrt wird. Jede elementare seismische Sensoroinheit stellt eine Untergruppe dar, da sie drei individuelle Detektoren iva Falle der beschriebenen Lnsf ührungs form aufweist. Die Ausgangs signale aus einer /»nzahl solcher Untergruppen werden in der Gruppen foruie in richtung 1030 so kombiniert, da.3 sie üina neue zusammengesetzte Signalcharakteristik einer viel größeren, d.h. verlängerten Gruppe bilden. Das gebildete, aus a.\3Aenge setzte Signal v;ird in eine Formatsteuereinrichtung 1032 übertragen uni von dort in ein Magnetbandgerät 1034, in welchem die Signale aufgezeichnet werden, damit sie später zu einem seismischen überschnitt der Erdschichten verwendet werden können.

Zu Beginn eines seismischen J₄rbe its Vorgang es wird cn der Zentralstation 2 ein Eich-2idressenbetrieb eingeleitet. Ein iibfrageimpuls wird von der Uauptsteuerung lO-lS über Cit. iJ-jfr^jwV^rldncung 3.015 KU den entsprechend- η 3 nfor/L-^: _"-lnyerc:'.nhaiton Ml gesendet. De jede Sender/Erap fängereinheit den Abfrage impuls anzeigt, wird ein Datenwort in den Datenempfänger 1023 über eine Datenverbindung l0l4 zurückgesendet. Ein Zeitumwandler lO35 iul3t die Zeitdauer zwischen der Übertragung des Eich-r„bfragei;apulses und e'er !»nkunft der resultierenden Datenwörter aus den Sender/Unipfängereinheiten 111. Jedem der Datenwörter aus jeder Sencler/Lmpfingerein'heit ist natürlich eine Zeitverzögerung zugeordnet. Die Zeitverzögerungen werden als Binärzahlen codiert, so daß sie einen i.dressencode bilden, und werien über die Leitung 1027 iva i.c1rosrjcnspeicher Iol7 gespeichert. ~-7"ih:i:i_:v~ •„!•its noraslyi L·-"¹"¹- i tsvorgc-n«jo.i· al·- "^! " Z-aitu,:iR'.'an<?l^r Γ 07 5 ι"¹:: .-j Intervall zwischen entoi rccLcn^en Lbfrrgeimpulsen und f"3n räclii:ehrenden, phasencodierten Lc.tc—r./örtorn. Die Zeitintervalle '.χγΓ-π :ü.t den gespeicherten i'.drcysoncoios verglichen. Dar Aäressenspeicher 1017 identifiziert dann jedes aufgenommene Datenwort in Bezug auf die Ursprungs-Sender/Enpfängereinheit und bewirkt, daß die Gruppenfoirmeinr; chtung 1030 das aufgenommene Datenvort in die richtige Stelle in der Matrix in einem Kernspeicher einsetzt.

Fig. 21 zeigt eine schcvaatische Darstellung der Gruppenformeinrichtung 1030. Liese Gruppenformeinrichtung 1030 weist ein

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Steuergerät 1081, einen Zuordnungsspeicher 1083a, lO83b, eine Speicherschreibsteuerung 3-037, einen Datenkanalabtastspeicher 1047, eine Lesesteuerung 1049, eine Multiplizierschaltung 1053a und lO53b, einen Coeffizienten-Festwertspeicher (ROM) 1055, einen Z.öuierc:·: 1064a und 7.0G-IL, iJdzui-ulaii-jrrcgliter lO65a unu 10651-, einon :.u:j-jal:-c..ixi.icli£.r lOOO und einen llikroprograram-Speicher (ROH) 1067 auf» e'er ein Nur-Lese-Speicher ist.

Der Empfänger 128 nimmt, wie vorstehend angegeben, die phasencodierten Datenwörter aus den Sendern/Empfängern lila - Hin unterhalb der Verbindung auf und wandelt die phasencodierten RZ-Datenwörter in NRZ-Binärzahlen mit gleitendem Komma um, die wieder in Zahlen mit festem Komma formatgesteuert werden. Gleichseitig identifizieren bei den Empfang der Datenwörter der Zeitzähler oder UiiA/ancller 3-015 und der Adressenspeicher 1017 jede Zahl in Bezug auf ihren Ursprung in Form der Sender/Empfängereinheit-Zahl und der Datenkanal-Zahl. Die Zahlen mit festem Komraa aus dem Empfänger 1023 werden in die Gruppenformeinrichtung 1030 übertragen und in dem Zuordnungsspeicher 1083 der Gruppenformeinrichtung gespeichert, wo sie in cie Datenkanalfolge unter Steuerung des Steuergerätes 1031 und der Schreibsteuerung 1037 eingeschrieben werden, nachdem eine Datenkanalidentifizierung über den Ädressenspeicher Iol7 erfolgt ist.

Die Datenkanäle v/erden von 1 - 500 beziffert, wobei mit der ersten elementaren seismischen Sensoreinheit begonnen wird, die der nächsten unterhalb der Verbindung angeordneten Sender/ Empfängereinheit lila zugeordnet ist, und die mit der letzten seismischen Sensoreinheit enden, die der am weitesten entfernten, unterhalb der Verbindung angeordneten Sender/Empfängereinheit Hin angeordnet ist. Die phasencodierten Datenwörter jedoch werden nicht in numerischer Folge aus der Datenübertragungsverbindung .l0l4 aufgenommen, sie koraaen, wie oben erläutert, als Sender/ Empfängerkanal 1 aus allen Sender/Empfängereinheiten lila, Hin, dann als Sender/Empfängerkanal 2 aus allen Sender/Empfängereinheiten lila - Hin usw. an. In der Datenkanalbezifferung wird Kanal 1 des Senders/Empfängers lila !Canal 1 in der Zuordnungs-

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speichermatrisc 1033a, Sender/Empfänger 111b, Kanal 1, wird Datenkanal 11, Sender/Einpfüngereinheit 111c, Kanal 1 wird Datenkanal 21, und Sender/Erapfängereinlieit Hin Kanal 1, wird Datenkanal 1 + Io n. Die Sender/Empfängerkan'ile O, 11, 12 und 13 sind in der vorbeschriebenen Ausführungsforra ^.lilfskan'ile. Deshalb iat die Funktion des ZuordnunysSpeichers 1083a (Fig. 21), die Daten mit festem Komma, die aus dem Empfänger Io28 ankommen, in der richtigen Datenkanal folge in einer SpeichermatrL·.: zusammenzusetzen und die Hilfskanäle in ihre richtige Folge in einer üilfskanal-Speicherstelle 1033b zu trennen. Wenn oino. Abtastung der seismischen Daten und der Daten ira llilfskansl in c.en Zuordnungs speicher lOS3a, lO83b eingeschrieben v/o rot. η i^t, v/cri^n die Datenkanalsignale auü 0<.-i, Zuordnungaspeiahe-r löOZi in den Datenkcinal-Äbtastspeic:.·---." Γ.ΰΛ? an«" ^i-. „il^kiau.:¹. "■?. t^n ""07Ib in den Äu.-'r-abespcii'·!*:!?: TOGO ^in-jeschric-ben.

Die Digitalzahlen, die im Zuordnungsspeicher 1083ε;. gespeichert sind, stellen die Signale aus den fünfhundert elementaren seismischen Sensoreinheiten dar, von c\_-nen jede eine hurst Untergruppe bildet. Der Steuerspeicher 1067 mid cV.c 0 )cf ;:x:dienten öjfsiöh-^'-: Iü55 sine ^o vorp:cogrc. ojiie.Cu, ΰί^Ι i;L Zi.--.- Ci-j '.ti. λ„:ί Signale aus auEge-.'Uil·¹-^n Untdrgx'Uppen ];o ?^i:tiv.r:n, r. . t.in 3;-üairaitengeaetztes digiteiles Signe·! su bilden, .1.0.3 oliiirakttfriai-.iach für eine wesentlich größere ga^.'änschta Gruppe iat. Di<^:. Eov/jrtung bzw. das Gewicht, das das Digitalsignal einer individuellen Untergruppe zu dem gesamten, zusammengesetzten Digitalsignal beiträgt, wird, durch den Coeffizientenspeicher 1055 gesteuert. Die Verfahren und Techniken zur anwendung von Bewertungscoeffizienten sind weiter unten erläutert.

Das seismische Datenkanalsignal im Äbtastdatenkanalapeicher 1047 wird in der Datenkanalfolge ausgelesen, wobei der Datenkanal 1 der erste und der Datenkanal lon der letzte ist. Die Datenkanalsignale werden über die Datenvielfachleitung 1032 auf Multipliziereinrichtungen 1053a und ".053b übertragen. Unter Steuerung des Steuergerätes 1080 und des programmierten Gruppenmusters, das in Steuerspeicher 1067 gespeichert ist, wird jedes Datenkanals ignal mit dem entsprechenden Bewertungscoeffizienten

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Multipliziert, der im Coeffisientenspeicher 1055 gespeichert ist. Wenn clas Signal aus einen Datenkanal nicht in einer Gruppe verwendet werden soll, v/ird sein Coeffizient ITuIl sein und somit ist das Ergebnis der Multiplikation Null. Die bewerteten Datenkanalsignale v/erden dann in Addiereinrichtungen lO64a un-1 1064b zu den Ausgängen eier Register 1065a und Io65b hinzu ciddiert. Die akkumulierten Resultate in den Registern 1065a und 1065b entsprechen der Summe der bewerteten Datenkanalsignale. Das Steuergerät 1081 überträgt in Abhängigkeit von dem Speicher 1067 den Inhalt der Register 1065a und lO65b in ein Ausgaberegister 1030 als eine Datenprobe für jede zusammengesetzte Gruppe, wenn die vorher programmierte Anzahl von individuellen Datenkanalsignalen , die jede zusammengesetzte Gruppe bilden, summiert v/orden ist. Der Vorgang wird fortgesetzt, bis alle Datenkanäle in dem Abtastdatenkanalspeicher 1047 in zusammengesetzte Gruppensignalproben verarbeitet und auf den Ausgabespeicher 1080 übertragen worden sind. Der Inhalt des Ausgabespeichers 1030 enthält dann eine Abtastung zusammengesetzter Signalproben für die zusammengesetzten Gruppen. Hilfskanaldaten werden in ähnlicher Weise unter Steuerung des Steuergerätes 1081 forLtatgesteuert.

Beispielswaise sei angenommen, daß eine seismische Kabelanordnung fünfhundert individuelle kurze Untergruppen besitzt. Die Ausgangssignale aus aufeinanderfolgenden Sätzen von zwanzig Untergruppen können so kombiniert werden, daß zusammengesetzte Signale erzeugt werden, die fünfundzwanzig wesentlich längere Gruppen darstellen. Durch Verwendung von Doppelmultipliziereinrichtungen 1053a, 1053b, Doppeladdierern 1064a, Io64b und Doppelregistern 1065a, 1065b können einige der Signale aus einigen der zwanzig Untergruppen, die jeweils eine der aufeinanderfolgenden Gruppierungen bilden, mit benachbarten Gruppierungen, d.h. Sätzen, zur Erzeugung zusammengesetzter Signale, die fünfzig sich überlappende, längere Gruppen darstellen, verbunden werden.

Der Inhalt des Ausgabespeichers 1030 v/ird sequentiell auf die Formatsteuereinrichtung 1032 und dann auf das Aufzeichnungsgerät 1034 übertragen werden. Wenn dieser Verarbeitungszyklus

für die erste Abtastung abgeschlossen ist, wird die nächste Abtastung neuer Daten im Speicher 1083a und 1033b neu geordnet. Bei Beendigung der Verarbeitung der ersten Abtastung, wie sie durch das Steuergerät 1031 festgelegt ..dru, va-rven die neuen Daten zur Abtastung öoa Datensteuersj>eicher£ 1047 übertragen, v/o die Verarbeitung zur Bildung einer zweiten Abtastung von Signalraustern für die nächste zusammengesetzte Gruppe beginnt.

Der vorstehend erläuterte Vorgang wird fortgesetzt, bis der Aufzeichnungs- und Verarbeitungszyklus abgeschlossen ist, wie •dies durch Steuerungen im Hauptsteuergerät 1019 festgelegt wird.

Die Arbeitsweise des bisher beschriebenen Systems ist wie folgt: Eine Anzahl von Sender/umpfängereinheiten 111 ist in regelmäßigen Intervallen entfernt in Bezug auf die ,zentrale; Station 2 angeordnet. Jede Sender/Buipfängereinheit besitzt vierzehn Eingangskc.n".lr., mit eignen üüirjroicchci Sonsorunts.-j:: .ι_ια_,οη, w.\ - auc'L _;.ino KanalauGwähluinricirLv-ng, nämlich der Kultiple:;:ur 122, un<5 eine gemeinsame Signalkonäitioniereloktronik der Sendur/Empfängereinheit verbunden ε inc.. Von den vierzehn Kanälen α ine. sehn Datenkanäle. Der Rest sind Test- und Hilfskanäle. Der Ausgang der gemeinsamen Signalkonditionierelektronik ist mit dem Wiederholernetzwerk 114 verbunden. Innerhalb jeder der Sender/ Empfangereinheiten ist das Abfragenetzwerk 116 angeordnet.

Die Wiederholernetzwerke 114 der Sen£er/3mpfängerainheiten sind alle in Reihe .geschaltet und mit deia Dateneriufänger 1023 in der Zentralstation über die Breitbandübertragungsverbindung 1014 verbunden. Die Abfragenetzwerke 116 sind alle in Reihe geschaltet und mit dem IIau£jtsteuergerät 1019 in der Zentralstation 2 über die Abfrageverbindung Iol6, die die dreifachredundante Leitung IPl, IP2, IP3 der Fig. 3 ist, verbunden.

Periodisch "U Beginn sin ; jt-Oen ;\btt.jtin':£rvallii, s.B. jcc.^r iiilliijakunae, rj-,.nuot das Haupts teuergerät 1019 einen breiten Sl-Ii-ipuls, der ein Abfrageimpuls ist, über eine Abfrageverbindung 1016 aus. Da das 2-ibfragenetzverk 116 in jeder S-nder/Empfängereinheit 111 den Sl-Impuls identifiziert, wird die Kanalauswähl-

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einrichtung auf Kanal Nr. O zurückgesetzt. Das digitale Datenwort aus dem letzten Kanal der vorausgehenden Abtastung wird in ein :-. e. lbs t taktendes, phasencodiertes RZ-Datenwort umgewandelt und über den Sonder 1066 des Wiederholernetzwerkes 114 der Übertragungsverbindung 1014 zur Übertragung auf den Datenempfänger 1028 in der Zentralstation 2 aufgegeben. Ein S2-Ii,vpuls wird dann von dem Hauptsteuergerät 1019 übertragen und zwar genau 71,4 Mikrosekunden später. Wenn jede Sender/ Empfängereinheit den S2-Impuls aufnimmt und identifiziert, wird die Kanalauswähleinrichtung, d.h. der Multiplexer 122, auf Kanal Nr. 1 weitergeschaltet. Das seismische Signal, das im Kanal Nr. 1 vorhanden ist, wird geprüft, konditioniert und als ein phasencodiertes NRZ-Digitalwort als lokales Datenwort digital dargestellt. Das lokale Datenwort wird in ein phasencodiertes RZ-Datenwort umgewandelt und der Datenübertragungsverbindung 1014 aufgegeben.

Jede Sender/Empfängereinheit überträgt zuerst ein lokales Datenwort. Dann erwartet sie die Ankunft eines entfernten Datenwortes aus der nächsten, abwärts in Bezug auf die Verbindung angeordneten Sender/Empfängereinheit und im Anschluß daran die Ankunft eines Datenwortes aus der abwärts in Bezug auf die Verbindung angeordneten Sender/Empfängereinheit, die der nächsten benachbart ist, usw. Jedes entfernte Datenwort, das auf diese Weise aufgenommen wird, wird regeneriert und aufwärts in Bezug auf die Verbindung zum Datenempfänger 1028 in der Zentralstation 2 rückübertragen. Somit überträgt die Sender/Empfängereinheit lila das lokale Datenwort und nimmt dann entfernte Datenwörter nacheinander von den anderen neunundvierzig Sender/Empfängereinheiten (falls fünfzig Sender/Empfängereinheiten insgesamt vorhanden sind) auf, regeneriert sie und überträgt sie. Die' letzte, die fünfzigste Sender/Empfängereinheit überträgt natürlich nur ihr eigenes lokales Datenwort.

Um alle Kanäle in allen Jander/Empfängereinheiten zu prüfen, v/erden somit ein Sl-Impuls und dreizehn S2-Impulse während eines Abtastzyklus übertragen. Somit werden Datenwörter in den

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Datenempfänger 1028 in einem Zeitfolge/Kanalfolge-Zweistufenmultiplexzyklus übertragen.Dfcs heißt, daß Datenwörter aus den entsprechenden Sendor/Empfängereinheiten .llla-llln in iVbhi.uigi«j- :ceit von der Abfrageivivulslyufr.ait zwischen au feinander folgenden Sendern/Empfängern getrennt werden. Eine künstliche Verzögerung wird in jedes Abfragenetzwerk 116 eingeführt, um eine Trennung zu gewährleisten. Datenwörter aus den entsprechenden Kanälen innerhalb jeder Sender/Srapfängereinh'.o.t Wercltin voneinander in Abhängigkeit von der ^äncilmiüvr'hlfolge getrennt.

Wenn die Datenwörtex- au Dciton^.^fanger 1020 zailzo-.'en, ,-,incl sie auf den Zuordnungsspeieher 1083a gerichtet, x/o ;iß in einer Kanalfolgematrix geordnet werden. Der erste Datenkanal der ersten Sender/Smpfängereinheit lila ist Kanal 1. Der letzte Datenkanal der letzten Sender/Emp fängereinhe it Hin ist Kanal 500. Somit v/erden in Abhängigkeit von dem ersten Abfrageimpuls Datenwörter aus den Datenkanälen 1, 11, 21 usw. aufgenoraraen. In Abhängigkeit von dem zweiten Abfrageimpuls werden Datenwörter aus den Datenkanälen 2, 12, 22 usw. aufgenommen, und so fort.

In der Zentralstation 2 ist der Steuerspeicher 1067 so vorprogrammiert, daß. er Signalproben herauszieht, die von ausgewählten Sätzen von seismischen Untergruppen aus dem Zuordnungsspeicher 1083a stammen. Die ausgewählten Signalproben werden auf den Datenkanalabtastspeicher 1047 übertragen. Vom Speicher 1047 werden die Signalproben auf die Multipliziereinrichtungen 1053a, 1053b übertragen, v/o sie mit ausgewählten Eewertungscoeffizienten unter Steuerung des Coeffizientenspeichers 1055 multipliziert werden. Die bewerteten Proben werden dann in Addierern 1064a, lO64b zusammengesetzt und bilden eine einzige, zusammengesetzte Signalprobe, die eine wesentlich größere Gruppe mit vorgewählten Eigenschaften darstellt. Die zusammengesetzten Daten werden im Ausgabespeicher 108o für die nachfolgende Übertragung in die Formatsteuereinrichtung 1032 und anschließende Aufzeichnung im Aufzeichnungsgerät 1034, z.B. auf einem Magnetband, gespeichert.

Daraus ergibt sich, daß das vorbeschriebene seismische Datenverarbeitungssystem ein einziges seismisches Kabel aufweist,

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das die Formation einer gewünschten seismischen Sensorgruppen- !configuration aus einer Vielzahl von Untergruppen ermöglicht. Us ist nicht notwendig, physikalisch das seismische Kabel oder andere Bestandteile des Datenaufbereitungssysterns am Einsatzort zu ändern, um unterschiedliche Gruppen zu erhalten, die sich ändernden geologischen Bedingungen gewachsen sind. ■

Nachstehend wird ein weiteres spezielles Merkmal der beschriebenen ausfuhrungsform der Erfindung in Verbindung mit den Fig. bis 35 erläutert.

Fig. 23 zeigt ähnlich wie Fig. 1 eine schernatische Darstellung seismischer Erkundungsanordnungen, die eine Ausfuhrungsform eines seismischen Erkundungs- oder Explorationssystems zeigen. Ein Schiff 10 mit einer großen· Kabelrolle 2054, die am Heck befestigt ist, schleppt ein langes meeresseismisches Kabel 2056, das von der Rolle 2054 abgerollt wird. Der Heeresboden ist durch die horizontale Linie 2058 angedeutet, und verschiedene geologische Schichtgrenzflächen sind durch horizontale Linien 2060« 2062 und 2064 bezeichnet.

Das Kabel 2056 besitzt einen ersten Abschnitt 2O56¹, der sich näher am Schiff 10 befindet, und einen entfernten Abschnitt 2056", der sich weiter weg vom Schiff befindet. Wie bei meeresseismischen Kabeln üblich, sind eine große Anzahl von seismischen Sensoren in das Kabel eingebettet. Wie oben erwähnt, kann das Kabel eine Länge von z.B. 3000 m besitzen und 500 Sätze von elementaren seismischen Sensoreinheiten aufweisen, wobei jeder Satz drei miteinander in Verbindung stehende seismische Sensoren enthält. Bei dieser Anordnung sind aufeinanderfolgende Sensoren zwischen 1,8 und 2,1 m , vorzugsweise 1,875 m voneinander entfernt und jede elementare Sensoreinheit, die aus drei Sensoren besteht, hat eine Länge von etwa 3,75 m, wobei der Abstand von Mitte zu Ilitte für benachbarte Sensoreinheiten beträgt 5,625 m.

Die schematische Darstellung nach Fig. 23 zeigt verschiedene Gesichtspunkte eines speziellen Merkmales der dargestellten

äugführungsform, die nun nachstehend im einseinen beschrieben werden. Zuerst wird die an der Stelle 2066 angeordnete elementare Sensoreinheit erläutert. Die Sensoreinheit an der Stelle 2066 nimmt nacheinander auftretende Reflexionen auf, nach-dem an der Stelle 2063 eine Sprengladung/des flecks des Schiffes und in der Nähe des benachbarten End<^ des Kabels 2056 zur Detonation gebracht wird. Im Anschluß an den AnfangsimpuIg, der als die "erste Unterbrechung" bekannt i;:t, vnö. dar üblii_-l)£.;v7eiL<_ direkt durch Ci-- ot.. re Sch:'.'V'..'; ' .s Viusaerc aur Sensoreinheit 2036 wandert, ist die erste reflektierte seismische V/elle die aus .dem Meeresboden 2058. Dieses erste reflektierte Signal, das an der Sensoreinheit 2066 aufgenommen vird, wanöcPc über den verhältnismäßig kurzen Pfad 2070. Der Strahl bzw. Pfad 2070 bildet beim Auffall auf die Sensoreinheit an der Stelle 2066 mit der Horizontalen einen verhältnismäßig flachen Winkel Θ-, Anschließende Reflexionen aus den geologischen Grenzflächen 2060 und 2062 folgen Pfaden, die die Linien 2072 und 2074 einschließen. Die,3e Strahlen bilden aufeinanderfolgend größere Xiinkel Θ- und $■_, mit der Horizontalen. Somit ändert sich die Richtung der Signale, die auf die Sensoreinheit 2066 auffallen, während der Aufzeichnung der seismischen Reflexionen und insbesondere nimmt der Winkel der aufgenommenen Signale relativ zur Horizontalen mit zunehmender Zeit zu. Ferner können Sie Signale, die längu der Strahlen 2070, 2072 und 2074 reflektiert werden und nacheinander an den Sensoreinheiten 2066 aufgenommen werden, von einem vereinfachten Standpunkt aus als die Darstellung einer Spur von reflektierten Signalen von Punkten längs Aer vertikalen Linie 2075 (eingeschlossen die Punkte 2070', 2072* und 2074') angesehen werden.

In Fig. 23 ist eine zusätzliche Sensoreinheit 2076 am entfernten Ende des seismischen Kabels dargestellt. Aus Zweckriiäßigkeitsgründen ist die innere Hälfte des raeeresseisinischen Kabels mit der Bezugsziffer 2O56¹ und die äußere Hälfte mit 2056" bezeichnet, wobei die Sensoreinheit 2076 am äußeren Ende der entfernten, äußeren Hälfte des Kabels 2056" angeordnet

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ist. Zu einem späteren Zeitpunkt nimmt die Sensoreinheit 2076 Signale auf, die von der geologischen Grenzfläche 2062 längs des Pfaclc.3 2073 reflektiert wftrd^¹ Zu einem noch späteren Zeitpunkt ni>:uat du Juiioorcinheit 2076 Reflexionen längs des Pfades 2030 aus der tiefen geologischen Grenzfläche 2064 auf. Insbesondere ist zu vermerken, daß die Sensoreinheiten 2066 und 2076 Signale auo einer bestimmten Schicht nit unterschiedlichen Winkeln und zu unterschiedlichen Zeiten aufnehmen.

V7ie bei anderen Arten der Wellenfortschreitanalyse können die Wellen etwa durch wandernde sphärische Viellenfronten oder aber durch Strahlen, die einen Teil einer solchen wandernden Wellenfront bilden, dargestellt werden. Ferner werden die Strahlenformen 2072 und 2074, die in Fig. 1 geradlinig dargestellt sind, an den Grenzflächen 2053 und 2060 mit TJinkeln gebrochen, die auf die physikalischen Eigenschaften der Schicht bezogen sind, vie C-Lei: in eer Technik bekannt und in Fig. 1 gezeigt ist.

Natürlich sinC genau horizontal gelagerte geologische Grenzflächen, vie die in Fig. 23 dargestellten horizontalen Grenzflächen 2058, 2060, 2062 und 2064, unäblich und für den Geologen nicht besonders interessant. Von größerem Interesse sind geologische r.nonalicn, wie z.B. Verwerfungen, Horste und andere kippenC.c, ε ehr'ige oder "einfallende" geologischen Grenzflächen. In Fig. 23 ist die geneigte Lbene 2032 dargestellt, die einen ^•u'jiti/en UinfailVinkel relativ su der horizontalen Ebene 2064 cr:jibt. Die q es t:; ich öl to Linie, die eine Einfalleheno 2002 r^igt, stellt o.en Gegenstand dar, der in Verbindung rrd-t den Fi¹J . 24 und 25 -weiter unten erläutert virc¹.

D-:r seicnische Ffac "OCI (Fig. 23), der gestrichelt dargestellt i.jt, triTft auf Cic Li.n/Trllebene 2082 an dar Stelle 2OG3¹. Ic P& 11·"· -inc" L¹^ η;--, "¹JC nr-:,h unten von for B^"v/fcyungGric-.-i-.un-j ":·3 3d. if. Cis \· ^:j -in Tällt, v:ir " υ η ;-,-■;:<: Vr.rx/cn^unij "e:: G^^ itri·-. ■\ ■■ A. 5'ij. 1 ■"'■- -i : i«v/.^J:-i --."·"■. ; .1. -i-j. :..-. Signal, das an dsr Senaoreinhoit 2076 angeseigr wird, in der Intensität verglichen mit dem Signal, das durch Reflexion aus einer Ebene, die in :ntgagengesetztar Hiwhtung ge^i^pt ist, bs^r.v. einfällt, verringert,

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Dies wird im ein--;;:.In·,η i.\ V-.:;Lin-";uio si':. : _n 3?".j. ' "-, ". Z α:ι" 30 erläutert. Lv.f ^ucilitutivor Basis jedoch ist r.s.^tr,v.^t:.ll..n, CnZ konventionelle s ο i suit; ehe Gruppierungen ev-ip "in*"¹ Ii...!: v,; S;'\c Signale sind, die vertikal en der Gruppierung anko^B.cn vac weniger empfindlich gegen Wellen sind, die in vorh'Htni.j i'.'.jig kleinen kinfallv/inkeln anko,.u.it,n. F--:ener i," t di..;_-j ^.ruöht- L·,..^,-findlichkeit ausgeprägter für herkomnlieli:;. sois-.iiswa- Gruppierungen bei höheren akustischen Signal fr^ji^nstn. ν/ie in Fig. dargestellt, ist dar seismische Pfad 2003 gcg^n die S-isorainheit 2076 in einem kleineren Einfallwinkel zur ^lorisontalen al,- der Pfad 2030 gerichtet. Wenn die Ebene 2032 in der entgegengesetzten Richtung gekippt ist, ist der Einfallwinkel an der Seiuor^inheit 2076 noch näher der Vertikalen und die ÄnsprechintensitLit würde entsprechend vergrößert. Diese Erscheinung wird auf ^u ν nt it·;· ti ν^:>: Basis wci'-.'.c.r unt^:c:]i in ~J --: rl j in ■'u "ig iit de:·: Bes;:!.::. J.];v.n'j ^c; Fi.j'. ?."--, 25 und 30 Letraehtet.

In vorliegender Besehreibung wird auf dan Unterschied in i"Je-is ^"tischen uberv/achungsergebnissen, die in einer Bewegungsrichtung erhalten werden, im Vergleich mit der entgegengesetzten Bewegungsrichtung bei der Durchführung einer Meereserkundung Besug genommen. Vvie vorstehend ausgeführt, ist diese Differenz durch die Differenz in der Richtung der Übertragung dar seis-.άsehen linergie bedingt, die für Heereserkundungen mit einem seismischen Ii.ipuls aus dem Schiff entsteht. Bei systematischen Landerkundungen kann natürlich der seismische Impuls aus verschiedenen Stellen eingeleitet v/erden, einschließlich Stellen an der Rückseite oder an der Vorderseite einer linearen Kabelanordnung längs der Traverse. Wendet man die.vorliegende Analyse auf Landerkundigungen an, ist die Lage der seismischen Impulsquelle relativ zu dem seismischen Kabel ein bestimmender Faktor.

Fig. 24 ist eine graphische Darstellung des relativen ^nsprechens auf reflektierte Signale einer ungelenkten Sensorgruppe mit der in Fig. 26 gezeigten bekannten Konfiguration, die in einem Abstand von 300 m von der Abschußstelle längs des Kabels 2056 in Fig. 3 angeordnet ist, bei verschiedenen angeseigten Frequenzen und im Lnschluß an ein Zeitintervall einer Sekunde von dem

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i>hscliu^ 1'ings das Refle;--ioncpfades zu der Sensorgruppe. Das An^prte-hen bei 2üO ixZ wird durch fortlaufende z:, bei iOO Uz durch fortlaufende +, bei 50 Hz durch kleine Dreiecke und bei 20 L.z durch kleine iCcei^e identifiziert. Das Ein-Sekunden-Zsitinvervall bestrahlt ^usaüuaen wit der Geschwindigkeit d.is Ilindringtiof- £c.z reflektierten Signale. In FiC₁. 24 v/ird die Geschwindigkeit aus der Lochgoschwindigkeitsnuftragung nach Fig. 20 entnoiniaen und beträgt deshalb 1800 ro/sec;die Eindringtiefe beträgt entsprechend etwa 900 m. In Fig. 24 ist in der horizontalen J.chse der ächichtkippwinkel entsprechend dem iXippv.inkel zwischen der gestrichelten Linie 2082 und der horizontalen Linie 2084 in Fig. 23 aufgetragen. Bei einer Versetzung von atv/a 300 ..ι von €-<ϊζ Abschuß stelle ergibt sich, daß das maximale Ansprachen bei allen Frequenzen bei ein era Schichtkippwinkel von citv/a - Io auftritt, vias die seismischen Wellen von der Abschuß- £. tolle et-..a vertikal gegen die Sensorgruppe reflektieren würde. hx^se BediiKjung ma:ciualfcn Ansprechens wird durch die vertikale Linia 2084 in Fig. 24 dargestellt.

Dir jr33tw Teil der seismischen Arbeit ist bisher bei verhältnis. rl3ig nieJrigen Frequenzen aus den in Fig. 24 angezeigten G "in·"cn. 'Jz ist dabei su beachten, daß an der zweiten vertikalen Linie 2oS6 in Fig. 2-_-, f.ie einem positiven liippwinkel von lO cni-.fjj-riohi-, in dar in Fig. 23 gt-z-dgten Richtung bei der Tendenz, jj.-j-rui7.c- ε, . 7 >■*!-.·: seis^r Li--. chtn Sen3o:;"rn su in t-in^a horizontaleren _.v'^ri-:--~2..\ü:L Ί :.a reflJcti r-n, ^rc-xtisch 3c"::^;.nt Energie bei "00 Hz .n ~ .: £-^n₁Sο.'"Q-..." j^ e aufg. ΐΐο i-.ten wird.

i.eiterhin ir_^;t zu beachten, daß längs der vertikalen Linie 2086 die bei IOO Hz aufgenommene Energie einen Pegel von etwa - 18 db besitzt und relativ zur normalen Jiinplitude, trie durch den 0 db Pegel auf d'-r Ol'evstite der graphischen Ducstellung in Fig. 24 drnrgosteilt ι t, v/es en blich ο. -: -Lischt v/irc . Fig. 25 ctellt ^ int: ositreiaere Be-.-"iiijuiTj ' Ic -"i i'i Zig. 24 ^e^i-jte für ein-.=·:, ung^l^nkte Anordnung ι"«·:, .ji. jiJt .?".!. . i.nr-n ^bstcivir! -- η etwa 1?UO να von der AljschuS-.-.telltzur Sensorcaifnahmesteile, eine verhältnismäßig niedrige Geschwindigkeit von etwa 1500 m/sc, eine Charakteristik von Wasser oder oberflächennahen Materialien in einigen Teilen der

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Welt, und ». in-'ί Zeitdauer von nuv .i"..-.- J.'^nnde- cntG^rcton" .1 '■-.'■:. i < η-ni aus ein.:: ν v·.-·',.."7 ■',-,:' _;..„"; ι ^ . j .·.-it'-: η ■_, ;u.". ,-j■; ....".^n J ■ 1.· ι <:!;■!-.. Tile i^^rü. E-j ¹VHJi-IiIh ■ -..-■·. Γ ;.i_ ■-;·.-.' ·ί.·:■'„.■! .J₁- j, Γ U C G vo Fi j. ~5 tntno ·: -η -;_;:·^η kenn, \.-.:dr.n * _\ --i ·.«·.-. .;i_x]r\.in::-: 1 \rr.n -f Iu" ;.-':?lliijt f."i^ ..--:i- ■-:!...'.Ivan Üivjm.! >jii 5u _..v Lz-yvi-olinit^cn unö. mn: dir-: c^lir nie^rij^n Pre^ucnK-n, j:-.E. -"¹X-:. Fr- ν:υη:?-η vun 20 IiZ, die riurch die iUiftragung 2090 ijiT.^igt sind, '.-/arc⁷on von den Sensoren angezeigt. Bestimmte Seiten-Schleif> η rar "00 Uz sin-J bei 2092, .7,094 unc¹ 2096 gezeigt. Licae orgeben jedoch keine wichtige Information, c"a sie fehlerhaft oder in ner Phact gestört d oder andere An-o.aalicn aufweisen.

Die Diagrarane nach Fig. ?A und 25 stellen im Detail die Probleme dar, die bei festen, ungelenlcten Gruppierungen der in einigen der oben erwähnten Veröffentlichungen erläuterten Z.rt auftreten.

Insbesondere seigt Fi-j. 26 eine Grupfe au:j s^chcan üleiüenten, die eine gleichförmige Bewertung ?·£-.' Sensor einginge und einen variablen .LbsLand verwanden. Lic Gc.at.-'tlängfi -^r Gruppe betragt 63 m, unc der Abstand, itt dur^h folg^ndi nu.icriüche Werte gegeben:±Z' , + S¹ , + Io' , + 19' , + 25" , + 30' , + 33' , + 4",¹ , + 52'·, + 61", + 71', + 30', + 105', "-.Obei die sechsunc.fr.ansig Elemente von der Mitte der Grupi>e durch die angegebene ϊ« η zahl von Metern im Abstand versetzt Sind,

In Fig. 26 zeigt die gleichförmige iiöhe der Linien 2023 die gleichförmige Bewertung der Sensoren an, eic horizontalen Stellen geben den relativen Abstand der Sensoren l'ings des seismischen Kabels an. Die resultierende L-if finclichkeit ist symmetrisch über die vertikale i-litt en linie, ist relativ breit und unterscheidet nur gegenüber horizontal laufenden Wellen. Die Sensorgrupjpe der Fig. 26 wurde bei der Erstellung der Liagraurrae nach den Fig. 24 und. 25 .verwendet.

Die Gruppe noch Fig. 27 besteht aus zehn elementaren Sensoreiriheiten, deren jede drei Detektoren enthalt. In der abgeschrr.gten Gruppe nach Fig. 27 haben öie Sensoreinheiten2l02 und 2104 am jeweiligen Ende eine Bewertung von"1" im Vergleich mit einer steigenden Bewertung von 2, 3, 4, 5 für die oensor-

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einheiten gegta die Kitte aar Gruj.pt zu, wobei die beiden Sensoreinheiten 2Γ.Ο6 und 2108 in uir χ ,.it te Bewertungen von "5" LaI:en. Lic. Lle^iant^ der Gruppe sind ir.t gleichförmigen J.bstand -on einander angeordnet und erstrecken sich über einen Gesaiatabstanc von 6 S d vom ersten Sensor his sum letzten Sensor.

Diese abgeschrägte Gruppe nach Fig. 27 besitzt eine Jmsprechcharaktecistik uiit einer ziemlich scharr definierten L.auptschleife. Wie weiter unten noch er? Uutert wird, kann die abgeschrägte Konfiguration der Fig. 27 in Verbindung mit dem hier erörterten Gesichtspunkt der Erfindung verwendet werden.

Fig. 28 iüt ein Diagraum, bei denjdie Geschwindigkeit in Meter jo Sekunde über der xieflexionsdauer in Sekunden aufgetragen ist. In Fig. 28 erscheint die Linie 2110 geringer Geschwindigkeit, die rait V bezeichnet ist, als horizontale Linie, die eine konstante Ge-

schwind.igkwit von 1500 la/sec anzeigt. Dies ist die Geschwindigkeit C^i: ceiw,..i-chen ',/tllen in viasser oder in der Uähe der Erdoberj'jl'ichc; Li; ist bc-Londcrs v;ichtig für eine welle, die nahezu horizontal in v.ascer verläuft. Die Linie 2112 hoher Geschwindigkeit, die i:iit V . bezeichnet ist, nirout jedoch in der Gesehwindig-

IX

keil: -.lit ^unel^iender Ticf^ durch die Erde (i:a Gegensatz ^u wasser-bedingungen) r;u. Bei gröSsren Re flexions dauern nimmt der quadratische i:ittel-..^.rt der Gesehv;indigkeit in Iletern pro Sekunde stark V-i- zu ^ine , .t-^ij-ial^n wert bei einer vier Sekunden betragenden iU ricioncdaut :■: /on 3Z00 ία/sec zu. uii Linie hoher Geschwindigkeit stellt die taerschlichen Gesehwincigkeitsbedingungen in vielen Teilen der v/elt dar. Die 2\nalyse der Fig. 24 basiert auf d-_r Charakteristik V. hoher Geschwindigkeit der Fig. 23, während

ix

Li- Fig. 25 und 30, die extremere Bedingungen darstellen, auf "■; _ Chc.::i;.:;t-..rii-tik V₁ nr.e-driger Geseliv-indigkeit der Fig. 28

Ui ch ein-Yi \veit„r-n wichtd.gen lierlzraal der Jiusführungsfor-α vorliegender Erfindt.iig eind eine große Anzahl von Gruppen in Längsrichtung eines seiSitiischen Kabels ausgebildet, und jede diccex Gruppen kann individuell gerichtet werden, so daß sie für seisiai cehe iiellexie-nen ώ.-ij JTindlich ist, die aus unterschiedlichen, vor

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hestii.iaten Tiefen eines geophysikalischen Terrain,j, das untersucht \jxrd, reflektiert \v-rden. Dies kann dadurch errreichL werden, o.a.ο zu Beginn eine grole Anzahl von seiK.uicch^ii Signalen ims el JiI₁-V-H tar an seismischen Sensoreinheii; „n, '.Ii-. lünjs c¹-as Kc.fc--£:lj ^rs^tst Bn^eor^n.:!: vine!, ä>-r': ^.Q :n :λ. V^-t. L^ "in <.-._r--n j j nc <jr:'>- λλ,:; ..'I . -i. .''..!'. " . Ί.·:- "-j, Cu -' . ν ir: Gr.i^^n an 30, 50 ■:■■£■-:..: m/Lr i.¹ J'.^tau-'¹ /-__-..- !■-".i-.en Jt^ll^n llinjj Kabels aus f^en Signalen festgelegt, tfie von Con j.V^.-itcntEx^n Sensor'iinheiten aufgeno ü-en ^r..'or"cn. jjiesi. G"·: ϊ^'-cn, die l'lngü des i;::tcils vorsetzt angeordnet oinrl, warden uo gerichtet, 'la.3 sio seianiüche Signale ciis ausgewählten Tiefen längs benachbarter vertihaltr Linien des -untersuchten gGojphysikalischan Eor^iches fühlen. Diese Richtungsenpfindlichkeit kann culcIi ent&xroehend«.. Verzögerungssignale orzielt v/erden, die aus benachbarten ele. lentaren Sensoreinheiten stau-vnen. Im Anschluß daran v/erden die seismischen Signale aus benachbarten vertikalen Linien kombiniert, so daß sie einen Querschnitt oder jine zusammengesetzte geophysikalische Messung des zu untersuchenden Terrains ergeben.

Zur Erzielung des richtigen Verzögerungswertes zv/ischen oignalen aus benachbarten elementaren Sensoreinheiten, dia eine Gruppe bilden, ist 33 wichtig, die ünti-rüchäe^': in den ^i:un.?hun-:i';cn seis.'':icch_r Ljignali an dün 1:^n^olibarten elc^enuaren Sensoreinheiten festsulegen. Fig. 29 und die nachstehende :-.,iathematische Untersuchung zeigen, V7ie diese Verzögerung berechnet v/erden kann. In Fig. 29 wird ein seismischer Impuls aus der Äbsehu"stelle 2116 von der geologischen Grenzschicht 2113 in die 3ensorgruppe 2120 reflektiert, wobei die seismischen Signale längs der Strahlpfade 2122 und 2124 wandern.

in der folgenden mathematischen Analyse beziehen sich die Buchstaben "s", "ic" und"d" auf die in Fig. 29 gezeigten Abstände und Punkte. Aus Zweckm-ißigkeitsgründen wird, der Punkt 2116 in den Punkt 2126 reflektiert, der das virtuelle Bild des Punktes 2116 relativ zu der Ebene 2118 ist.

Für die mathematische Untersuchung gelten die folgenden Definitionen:

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κ - Abstand der Sensorgruppe von der LbschufSstelle ν - V/e.ndergeschvindigkeit der seismischen Welle

el - Tiefs der reflektierenden Grenzschicht

ε - Pfucl'mge C<,s reflektierten Signales

t - übertragungsdauer der reflektierten seismischen Welle längs des Pfades

t - 'Jbertragungsdauer der reflektierten seismischen Welle über den Abstand 2d.

Es gilt s -- vt (G)

in der geonetrischen Darstellung nach Fig. 29 gilt

-J O T

I χ² + 4cl" (H)

υ 2 , 2.2
s - vt ~ Vx +vt

quadriert raan diese Gleichung, ergibt sich, daß t und t durch den folgenden Ausdruck gegeben sind:

v²t² = τ? + v²t_o ² (J)

v²t_o ² -- vV - τ? (K)

ZiUS dar Gleichung (I) ergibt sich

* = ] Φ^{2 +} %² i^L)

und die r^bleitung _

dt Il .^ . „^ * ^₁₁)

Setzb mein Gleichung (K) in Gleichung (M) ein, ergibt sich

Λ 7

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Niuij.it nan folgende Werte an:

x -- 1.300 ία

ν - 2.100 iv/sec

t - 1.000 uiv-c, und

. einen Abstand eier elementaren Sensoreinheiten (':■: ~- 6 n, kann wie folgt nach dt aufgelöst werden:

r>. 1.800

dt =■- dx _v2_t - 20 _(2aoo)2 _(lf0*₀₀₎ - 2,45 Millisekunden (0)

dies stellt die gewünschte Verzögerung zwischen elementaren Sensoreinheiten, die 6 m voneinander versetzt aine, dar, was erforderlich ist, damit die seismi;chin Signale -:u.-i Zeitpunkt t an benachbarten Einheiten in einer Gruppe gleichzeitig ankommen.

Der Winkel θ in Fig. 23 sum Zeitpunkt t ~ 1.000 Sekunden beträgt θ - cos"¹ f = cos "¹ a- « _Cua -¹ g/7 = 3:.° (P)

Wenn die Zeitdauer t sunimiat, treffen llt:flc::ionen aus tieferen Schichten ein, θ ninmt ^u und die ^rforderliche V; raögerung ^,v/iüchen den Lleuient^n r7er Gruppe, die an der 3"!-elle 212o (Fig. 29) angeordnet sind, niiirrt für das ι la^inalc i.nsp;;eclien und das ^rna:;ii-ele 3igna].-Geräusch-Veri3*:lltni3 ab.

Fig. 30 ist ein Diagreiiim zu!.. Vargl-^ich "J i· d_n Fig. 2-1 und 25, bei dem das Ansprechen über de^%·- G-jI.·..!· -I.lv. .igunga-.:ink: I aufgetragen ist. In Fig. 30 sind -M-.-.- individuellon Gruppi'.n, d.i.- aLv. -t;:i:!:i iiichtungy]^ nfiguc· .'So^ '"■■·: Jn F^. 27 _j ::... ig'v. "i .'- >. t "¹^:- L-:·.-?.:.: ii, .^: ι Ll'-ij·--'-! Ι.¹;--.-ι2 <"- f~tisniüchen _Χ^Ί ..■"..- nfjvor'ii- ^;· ünso g_:.. Vjbtet, <3i.~ sie Energir aufnehi-n, die aus einer horizontalen Ebene in der Tiefe reflektiert wird, die der verstrichenen Zeit- - dauer vom Zeitpunkt des Abschusses bit- _u·· 'Z-. itpunkt der IVufnah'-ii 'jii'j^iiuchcr j^ofle:;i < ·ν\ . ü ■ n'.j rieht, ^i¹- '"'"...^v?.·.:-.!

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syie 1 sweise in Verbindung mit Fig. 23 dem Richten der Gruppe, die an eier Stelle 2066 angeordnet ist, in solcher W~ise, o.al na.iiviale Energie aus dem Meeresboden 2058 längs des Pfades 2070 c.ufcv" no -.in V--'?.--:-"¹. Zu > in ..λ. geringfügig späteren Zeitpunkt ν:!:.:'" fie GiVi_xI-- 2066 weiter nach abwärts gerichtet, damit r;ie Energie aus der Grensflache 2060 längs des Pfades 2072 aufnimiat. Diese Richtungsänderung kann beispielsweise durch Änderung der Verzögerung zwischen den verschiedenen elementaren seismischen Sensoreinheiten erreicht werden, die die Gruppe an öer Stelle 2066 längs des Kabels bilden.

Fig. 30 utelit das Ansprechen einer lenkbaren Gruppe dar, die an einer Stelle zentriert ist, die 2400 ra von der Abschußstelle entfernt angeordnet ist und die in einer Richtung "blickt", die einer verstrichenen Zeitdauer für die Ankunft reflektierter seisnischer Signale gleich lOOO Sekunden entspricht. Sie basiert auf der Linie 2110 (V ) niedriger Geschwindigkeit der Fig. 28, und ist somit voll mit Fig. 25 vergleichbar. In Fig. 30 ist ähnlich wie in den Fig. 24 und 25 das Ansprechen bei 200 Hz durch aufeinanderfolgende ι., bei lOO IxC durch aufeinanderfolgende -1-, bei 50 IiZ durch aufeinanderfolgende kleine, Dreiecke und bei 20 Ls durch aufeinanderfolgende kleine Kreise gekennzeichnet. In jecfc/i Zeitaugonblick ist die Gruppe so gerichtet, daß sie Lnergic aus einer horizontalen geologischen Grenzschicht aufnimmt, die in der richtigen Tiefs angeordnet ist, damit reflektierte Signale an den Sensoreinheiten entstehen. Im Gegensatz zu den Anordnungen nach den Fig. 24 und 25 zeigt das Diagramm nach Fig. 30 ein maximales Zuisprechan Lei allen Frequenzen ?^ei einem S chi ca tne igung s winkel von 0 entsprechend der Kittcllinie 2123 in Fig. 30. Das Ansprechen bei jeder Frequenz einculiiieSlich car loirve 2130 dar höchsten Frequenz 200 Kz ist im wesentlichen symmetrisch um die Linie 2123. Für negative Schichtneigungswinkel trifft die 200 x-s-Jinsprechkurve den W rt von - -~Q Ch bei etwa 22°, wie durch die Stelle 2132 gezeigt ist, und für positive Schichtneigungswinkei liegt der Schnittpunkt bei 2S°, wie durch cit Stelle- 2134 gezeigt. D^r Verlust der lOO Uz-Jignale an den Sehichtneigungswinkeln von + 15° beträgt weniger -. :.ü 3 ob, und der Verlust cer 50 Hs-3ignale liegt in der Größeng von 1 - 2 db. Dice ist gründeütslich ί·α Gegensatz zu

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den Diagrammen nach Fig. 25, bei denen keine nutzbare Information bei den 50 uz, lOO Ls oder 200 Hz FreCjXumspegeln bei äera Schichtnaigungcvinkel von + 15° erhalten werden.

Anordnungen, die individuell und kontinuierlich, veränderbare, gerichtete Gruppen in Lüngcrichtung Z-:s seismischen üiabel^ verv.enden, haben den zusätzlichen Vorteil, 0.^,2 sit: weitgehend unerrj-findlich gegen di:. Richtung der kureuejaorung j'.n". 'wenn ίηκbesondere eine seia .a^ahe i/archc^ucrung bais^-icl^..· ...Iu. von Ost nzxSli V/aat vorlauf':, Lei. "?■?:>: ein Syst·..' >. dt Γ... ■ i.:.i^Χ':Λ.Ιί' η ■ic-c.:. ."!„η Fig. 24 o-V·:: 25 vt:; ,:i:„t ·?.1:-.", -./Ib;-:. <■;.-:.-. .,-_u":l?.'X. ■ n" ·■. :·■ iu-JSiilt·.!·?: ersislt ··.-/-:-;ci.en alt; "dt Cz_:a glsicl'-n System bei einer Durchquerung von Wgat nach Ost. Verwendet :.a?.n hingegen eine· .anordnung mit den Anapreeheigenschcitten nach Fig. 30, lä.3t sich keine wesentliche Z.bvoiahung zwischen den s-ais-iiachen Durch que.-rungen in beiden isv.t-incuvvi : - xt-j^j^ncjccc tr:ten xiichtungen £zs t s tu 1 len.

chdem nun das Grundprinzip dieses ilerla.ic.les nach der dargestellten aus führung s forra dar Erfindung erxäuter-rt und einige Vorteile des neuen Verfahrens und der neuen Anordnung erlüutert worden sind, wird nachstehend eine JiUsführungsfo::ia der neuen seismischen Anordnung und des neuen seismischen Verfahrens im Detail erörtert.

In Fig. 31, die' ein Blockschaltbild einer derartigen ausfährungsforra der Erfindung zeigt, weist das Kabel 2152, das dem Kabel nach Fig. 1 und dem Isabel 2056 nach Fig. 23 entsprechen kann,

eine große Anzahl von Kabelabschnitten 2156a, 2156b, 2156c

2156n auf. Diese Kabelabschnitte sind miteinander durch elektronische Verbinderbausteine 2164a, 2164b, 2164c .— 2164n verbunden, die den Verbinderbausteinen 13 nach Fig. 1 entsprechen und soi-dt die Sender/Empfänger enthciltsn. Die i^e;belanor>".nring 2152 kann in UatiGor in Laufe einer ne;ere33-.;.iü:uischcn Urkunc.ung angeordnet sein, wie dies in Fig. 23 gezeigt ist oder ist im Falle eines Landkabels über das zu erkundende Terrain ausgebreitet, wobei die seismischen Sensoren, die dann Geophone sind, auf der Erdoberfläche aufliegen.

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Der übrige Teil der Unordnung nach Fig. 31 im Blockschaltbild ist an eier Zentralstation 2 im Schiff Io oder einem Zug fahrzeug oder ce.3rgleich^n angeordnet; bei bestimmen Änv/endungsfillen können bestiutvite Vorgänge, die in Fig. 31 dargestellt cinc, an einer zentralen Verarbeitungsstelle entfernt von der seismischen Erltundung durchgeführt werden. Wie in Fig. 31 dargestellt, wird der Datenwortausgang aus dem Kabel in die Datenempfänger- und Syatemsteuereinheit 2172, beispielsweise in den Datenerapfinger 1028 der Fig. 17, geführt, und die seismischen Dc ten, dis von den Kabel an der Einheit 2172 aufgenommen v/erden, können so verarbeitet werden, da» sie a) einen seismischen Monitorabschnitt 2174 zur Prüfung durch die Erkundungsraannschaft unc!/einen endgültigen Querschnitt 2176 hoher Auflösung für die Geologen erzeugen. Seismische Datan aus der Steuereinheit 2172 werden auf eine erste Gruppenformeinrichtung 2178 übertragen, die der Gruppenformeinrichtung 2130 in Fig. 17 entspricht, und ferner auf einen herkömmlichen Monitorschreiber 2080 für die seismischen Abschnitte übertragen. Der Ausgang aus der Gruppenforraeinrichtung 2178 kann auch auf einem digitalen Bandauf se ichnungs gerät 2182 aufgezeichnet v/erden. Die von dem Kurvenschreiber 2180 auf dem Monitor aufgezeichneten seismischen Abschnitte stielen mit denen überein, die bisher im Einsatz unter Verwendung verschiedener unterschiedlicher seismischer Kabel erzielt v/orden sind. Nunmehr können verschiedene Arten von Erkundungen, die bisher durch Austausch eines Kabels gegen ein andeires erzielt worden sind, durch Verwendung des Spezialkabels nach vorliegender Erfindung und die spezielle Steuerschaltung 2172 sowie die Gruppenformschaltungen 2178 realisiert werden, ohne daß die seismischen Kabeln mit einer Länge von zwei Heilen räumlich ausgewechselt werden müssen.

D-.r Ausgang aus der Steuereinheit 2172 wird auch einer zweiten Gruppenformeinrichtung 2184 aufgegeben, die auch als die Strahllenkeinrichtung bezeichnet wird. Falls erwünscht, kann die Strahllenkeinrichtung 2134 direkt aus der Steuereinheit 2172 betätigt werden. Oft ist es jedoch erwünscht, lediglich die seismische Information aus der Steuereinheit 2172 auf dem Aufzeichnungsgerät

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- IM -

P..136 hoher Gfcsch^T.;in<fi<jkf it unc hoher Dicht». <r.u !jniwt.icl.ni-. ι u.n·'" :i ic :ΐι· ο in ei upätr-r^n Ξ . itj.--nn" ·.·:·. >"-.?: Jtviä.?..". n'.i 'imriclr¹:;^ j "T.G' uni;-; j: V. :■:·. rri^Vin^ <V.j suüHtslich-in Bandger'tter.· ."133 zuzuführen. Die .kuf Zeichnungsgeräte 2186 und 2133 :;.'vi ·-■ >..B. Videorecorder·:· νο-Λ 1χ]_ i.CZl-Versahit ct.in. Dv.\; Γ,ν^^η·., ^tifj .""·.:.; Stralillenlieinrinlitung 2184 kann de?λ l-ierkörauiiichen digitalen BanäciufEuiclinungs-.' cjorllt 2190 und einer no;aaalen seisndsclien Liatenvorarbeitungseinrichtung 2192 aufgegeben v/erden, um den endgültigen Querschnitt 2176 hoher Auflösung unter Verwendung eines harkö:rimlichen seismischen Kurvenschreibers 2194 zu eratellen. Eine norraale Verschiebungslcorrektur für die Gruppensignale kann durch die Verarbeitungseinrichtung 2192 ersielt werden. Andererseits kann eine normale Verschiebungskorrektur auch innerhalb der Strahllenkvorrichtung 2184 (s. weiter unter) erreicht werden.

Viie vorstehend im einzelnen erläutert wurde, kann das Kabel 2152 der Fig. 53., wie in Fig. 32 gezeigt, eine Reihe von Datensender/Enpfänger-ainheiten innerhalb der Verbinderbausteine 2164a, 2164b, 2164c .... 2164n enthalten, :ju '"α¹? Ciz. Fio. 32 i --ecrcntlicLen €ohi oberen Teil der Fig. 7-7 fvatc^ricl.t, ;..n C±^-sk:>: Stelle jedoch viiederholt wird, ma das Verständnis für die Erläuterung der Stre-hllenkung zu verbessern.

Die beiden Breitbandübertragungsvcrfaindungen Sxnden die Steuereinheit 2172 (Fig. 31) mit den Sender/Empfängereinheiten; die erste Breitband-übertragungsvorbindung ist die Datenverbindung 1014, die zweite die Steuer- und i.bfragevorbindung lOlö, vj±e in Fig. 32 gezeigt, die auch darstellt, daß jede Sonder/Empfingereinheit ein i.bfrerjentttsvicrk HG und ein Viiederholernetsv/erk aufweist.

Wie oben erwähnt, weisen die fünfzig Kabelabschnitte 2156a, 2156b, 2156c 2156η der Fig. 31 gleichförmig in ihrer Längerichtung eine Reihe von Sensoren auf, wobei jeweils drei Sensoren zu einer elementaren Sensoreinheit verbunden sine". Drei der zehn • elementaren seismischen Sensoroinheiton 21, die jeden Kabelab-Gchnitt zugeorO.net eine, sine, in Fig. 22 gezeigt. Seismische

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- 7.12 -

Analogsignale aus jeder der seismischen Sensoreinheiten 21 werden i.i Iiultiple^betrieb übertragen und in digitale Form in der ;iiederhoier-Umv;andlersohaltung 114 in der Sender/Empfüngereinheit uiLigev/anoelt und durch einen zweiten Ilultiplexschritt der Breitbandübertragungsverbindung Iol4 aufgegeben, v.ie oben erläutert. Die Zeitsteuerung der übertragung der im Multiplexbetrieb übertragenen Signale wird durch die Abfrage-Signale gesteuert, die auf der Übertragungsverbindung 1016 de/Λ ;^:.bfragenatzv/erk HG aufgegeben v/erden, wie im einzelnen oben beschrieben wurde.

Fig. 33 zoigt einen Teil des Blockschaltbildes der Fig. 31 im Detail und entspricht in mancher Beziehung Fig. 21. In Fig. ist die Gruppenforneinrichtung 2178 im großen Block, der gestrichelt dargestellt ist und der die Bezugsziffer 2178 trägt, untergebracht, und entspricht der Gruppenforiueinrichtung 1030 der Fig. 17. Die Systensteuereinheit 2172 der Fig. 31 ist in Fig. 33 durch die Blocks 2212 und 2214 dargestellt. Daten aus der Übertragungsverbindung 1014 des Kabels 2056 v/erden in der Datenaufnahue- und Verarbeitungseinrichtung 2214 aufgenommen, die der Datenaufnahraeeinrichtung 3-028 der Fig. 17 entspricht, die die Datenwörter der Gruppenforraeinrichtung 2173 unter Steuerung des Eauptsteuergerätes 2212 aufgibt, die ihr Gegenstück in der Hauptsteüerung Iol9 der Fig. 21 findet. Die Aufnahme- und V-rarbeltU&gseinrichtung 2214 wandelt die übertragenen seismischen digitalen Daterifört-r aus dem Datenkanal 1014 in Einürzahl^n un imd bev/irkt eine Format steuerung dieser Daten in Bintlr zahlen .:-..:".t feste· ι Koroma, die zur Verarbeitung in Γ er i"if;itr.ltn Gruppe nforneinriclitung 2178 ijeeign-it ein". Gl ?..-I.^r-: rt:"/j "lit ^r<-.i: I.ufnz.':: \e der Dateninformation an der i".üfnaluaeainrichtung 2214 wird eine Speicheradressen- und Zeitsteuerschaltung 2216 (entsprechend Iol7 in Fig. 21) in Betrieb genommen, ü... die ursprüngliche Lage unc¹ Zahl der seismischen Sensor einleiten 7.V. 1-- ntifir.ieren und sie der - ufgcnoiu-'-.inen seismischen In:7o:r'''".~tion r.uzucor^nrn. Die r."i,'j:\icch<n Daten mc C-" Vert-rbei-uncj '..γλι-;.1 .Ltr.n^ "214 ^τ-,-; ::C.cu de.v Z\io •".nunc-.vnpaichcr 2218 (entsprechend 10ΠΞ in Fi<j". "I) aufgegeben, \:\-, sie cvnt.ut gsorc.net und ent-

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cv-rc-.Jlvjnv. In.'jtrulitiJiTiVi aur. Zo,: Üfjhi-.-.-.iü.'.cteu-Trrrjchaltiino· 22ΞΟ (entsprechend 1037 in Fig. 21) in dio Derfcenkanalfjl-jc ^ingesuhr:i.5ben v-erden. Aue da:» Suor^nungssp-ijh· .r 2218 '„arc^{1 Ί}χν S("ji;3,aischv= In formation auf don LcLtcnJzanuIabt.-.st.-pciclior 2222 (e::itsprechend Speicher .1047 in Fig. 21) übertragen. Die Datenkanlile sind von 1 - 500 beziffert, v.-obei mit der ele.aents.ren seisrai sehen Sensoreinheit 21a begonnen \/irc., die '".er Systeracteuureinheit am nächsten liegt, und wobei mit der α.Λ v/eitajten entfernten seismischen Sensoreinheit 2ln geendet ..ird (vgl. Fig. 32)'. Dieses Bezifferungsschema fär die Sensoreinheiten ist auch in Fig. 35 dargestellt. Der Zuordnung^schritt wird verwendet, um die unterschiedliche Folge des Aufgebens seismischer Datensignale in die Datenverbindung 1014 unterzubringen, wie weiter oben erläutert wurde. Die detaillierte interne Steuerung der Gruppenforneinrichtung 2178 wird durch die Steuereinheit 2224 erreicht (vgl. Steuergerät 1081 in Fig. 21). Dem Steuergerät 2224 ist der Gruppensteuer-Lesespeicher 2226 zugeordnet, der dem Speicher Io67 in Fig. 21 entspricht. Information in Bezug auf die gewünschten Gruppenkoiobinationen der seismischen Signale aus den fünfhundert elementaren seismischen Sensoreinheiten wird in den Steuerlesespeicher 2226 eingeführt. Diese Gruppeninformation kann beispielsweise eine Gruppe, wie die in Fig. 27 gezeigte, bilden. Dies wäre eine Gruppe aus zehn Elementen mit geänderten Bewertungskoeffizienten, wie oben beschrieben. Die gewünschten Gruppenbewertungskoeffizienten v/erden in die Gruppenformeinrichtung 2178, insbesondere in den Lesespeicaer 2228 eingeführt (entsprechend Speicher 1055 der Fig. 21).

Bei der Bildung de3: Kombinationen von seismischen Werten, die zur Bildung der bewerteten Gruppen erforderlich sind, werden die im Speicher 2222 gespeicherten Daten in Abhängigkeit von i^m Lesespeicher 2228 gespeicherten Koeffizienten in den iiultipliziereinrichtungen 2230 und 3332 bewertet, und die Elemente einer jeder Gruppe werden im Anschluß daran in Addiereinrichtungen 2234 und 2236 hinzuaddiert, wobei diese Komponenten uiit 1047, 1055, 1053a, 1053b, l064a und 1064b identifiziert sind. Es ist natürlich auch eine Lesesteuerschaltung 2238 (entsprechend 1049 in Fig. 21) zur zeitgesteuerten Ausgabe der seismischen Daten

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aus cleu Speicher 2222 vorgesehen. Die Summen eier seismischen Daten, die jede Gruppe bilden, v/erden vorübergehend in Reg ic tern 2240 und 2242 gespeichert (entsprechend 1065, lO65b in Fig. 21). Die Doptelkanäle, el is die ilultipliziereinrichtung 2230 , die radiereinrichtung 2234 und das Register 2240 sowie die Multipliziereinrichtung 2232, die Äddisreinrichtung 2236 und das ^legiüter 2242 enthalten, werden verwendet, ura sich überlappende Gruppen, die die Verwendung seismischer Daten aus einer einzigen eleicientciran Sensoreinheit in zwei unterschiedlichen Gruppen einschließen, -dt wahlweise unterschiedlicher Bewertung der seismischen Information aus einem einzigen Kanal, wie er in unterschiedlichen Gruppen verwendet wird, aufzunehmen. Aus den Ausgaberegistern 2240 und 2242 v/erden die Gruppensignale in derä Luc gäbe spei eher 2224 (entsprechend l080 in Fig. 21) gespeichert, von -.-/eichen sie eier Foruatsteuereinrichtung 2246 '..-.n>l -Ic;.?. r.ufr.e.ichnungEgerlit 2248 aufgegeben v/erden (vgl. die Schaltungen 1032 und 1034 nach Fig. 21). Wie in Fig. 31 angezeigt, kann ein Echtzeitschreiber 2180 mit dem Ausgang der Formatsteuereinrichtung 2246 verbunden sein. Andererseits kann der Kurvenschreibar 2180 über Bänder gespeichert werden, deren Daten im Aufzeichnungsgerät 2248 aufgezeichnet sind.

Nach Fig. 31 ist die Strahllenk-Gruppenformatsteuereinrichtung 2134 in bestin, lter Hinsicht ähnlich der Gruppenformatsteuercinrichtung 2178 der Fig. 33, weist aber auch die zusätzliche wesentliche Eigenschaft der J.uswahl von Gruppensignalelementen i.ü3 untercuhic "liehen ^nkunJ:::.. reiten an den /orschiedenen

cr .xnricl-t-ing 2134 (No. 2) nacli Fig. 31 L-.t in BlockschaltbiloforCn in Fig. 34 dargestellt, und seine iirbeitcwfeise wird nachstehend in Verbindung mit dem Diagraram der Fig. 35 erläutert. In Fig. 34 ist das Aufzeichnungsgerät 2128 hoher Geschwindigkeit und hoher Dichte links außen gezeigt, und die Kauptsteuerschaltung, die als Block 2252 dargestellt ist, steuert alle Funktionen in der Strahllenkeinrichtung. -

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Innerhalb der Strahllenlzeinrichtung 2184 α tollt die hohe !Kapazität des MatriKeingabespeichers 2254 einen der v/esentlichen Unterschiede gegenüber der Gruppenfοrrnatsteuereinrichtung 2178 dar. Anstatt eines Speichers, der einen einzigen Wert der seismischen Daten aus jedem der fünfhundert Kanäle S£jeichert, speichert der Matrixspeicher 2254 Datenv/örter, die 123 Werte der seismischen Information aus jeden der fünfhundert Kanüle darstellen. D?r Speicher 225-1- kann ;':■-_:. ^-i^lc.^iju ale i;e:cii;ipöiche:c ausgebildet coin. Lit 3t:.;cvhllr.n:_^inriulitung 2134 nach Fig. 34 weist den Gruppen-Lesespeicher 2256, dan Kanalkoeffizientspeicher 2253, die Verzögerungsauswahl- und Verarbeitungseinrichtung 2260 und die spezielle Datenverarbeitungsschaltung 2262 auf. Zusätzlich enthält die Gruppenformeinrichtung die Eingabe- und £.usge.bepuffercchaltungen 2264 und 2266.

Iii Betrieb kombiniert di-a Gruppenformeinrichtung nach Fig. selektiv eine große Anzahl von seismischen Dateneingabesignalen zur Bildung von Gruppen, die sich fortlaufend in ihrer Richtung maximaler Signalaufnahme ändern. Diese Richtungsänderung soll die Änderungen im Winkel θ aufnehmen, der in Verbindung mit Fig. 23 erläutert ist. Wenn erwartet wird, daß Signale von aufeinanderfolgenden tieferen Grenzschichten längs des seismischen Abschnittes reflektiert werden, der der Linie 2075 in Fig. 23 entspricht. Um die Gruppen zu lenken, iaüssen die Verzögerungen längs der einzelnen Kanäle der seismischen Information, die miteinander kombiniert werden, geändert werden, wenn aufeinanderfolgende vollständige Zyklen der Bildung von Gruppenausgängen während aufeinanderfolgender Perioden von einer Millisekunde abgeschlossen werden. Dies wird durch die Verzögerungsauswähleinrichtung 2260 (Fig. 34) erreicht, die eine Adresseninformation in den Großspeicher 2254 gibt, um seismische Daten aus jedem Kanal aus dem Speicher 2254 abzugeben, die in Bezug auf seismische Daten aus benachbarten Kanälen in richtiger Weise verzögert sind.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Strahllenkeinrichtung 2134 unter bestimmten anderen Gesichtspunkten erläutert, um ihre Wirkungsweise deutlicher zum Ausdruck zu bringen.

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In Fig. 35 ist ein äusführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, tai x.'&lchem ein Auf zeichnung j? fahrzeug 10 &uf der rechten SäitF ^ezeigt n>t und <*zr- :■>■!:el 2056 sich nach links .-:rstrockt. Die f'-lnfhun^v rh .7 · ^ntnrcn ε: i^idLsehi n. Scnoor'.-:irihe.iten, (cle.ren jede <";:: i i · l.hs'-rn^ 7F.r,j:t.i·:-: Dt toiktorea c.ufvreist), die in Längsrichtung Ces iJuh^ls cmgeorr.net sind, sind durch mit Zahlen verse'hsne Punkte dargestellt, die längs des KobeIs 2056 gezeichnet sind. Die ersten acht Sensoreinheiten, die im ersten Kabelabschnitt cngoordnet sind, sind in Fig. 35 zwischen der Stelle 2302 und der Stelle 2304 dargestellt. Die Einheiten Wr. 251 bis 270 erstrecken sich von der Stelle 2306 bis zur Stelle 2308, und die !Zndsensoreinheiten ITr. 491 bis 500 erstrecken sich von der Stelle 2310 bis zur Stelle 2312. Jeder der Punkte, der in Fig. 35 in der Matrix 2254'' gezeigt ist, stellt eine mehr zif fr ige Binärzahl dar, die in dem Großspeicher 2254 nach Fig. 34 gespeichert ist.. In der Matrix 2254 der Fig. 35 sind Daten, die von bestimmten Kanälen aufgenommen werden, unterhalb der zugeordneten, bezifferten Sensoreinheit angeordnet, und die Daten, die in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen von einer Millisekunde aus einem speziellen Kanal aufgenommen werden, sind längs einer vertikalen Linie angeordnet, wobei die Zeitintervalle am Rand der rechten Seite in Fig. 35 angegeben sind. Während eines Zeitintervalles von einer Millisekunde werden die gesamten fünfhundert Kanäle entsprechend den fünfhundert seismischen Sensoreinheiten längs des Kabais geprüft, und die resultierenden seismischen Daten werden ira Speicher 2254 gespeichert. Bei fortschreitendem Zeitzyklus werden alte Daten aus dem Speicher 2254 gelöscht und neue, auf den letzten Stand gebrachte Information wird eingeführt» Es wird jedoch ein "Zeitfenster"- oder Zyklusdauer-lntej^fall von Millisekunden entsprechend 128 Prüfungen aus jedfer der fünfhundert seismischen Sensoreinheiten im Speicher 2254 gespeichert. Dies ermöglicht, daß die Kombination in der Gruppenformeinrichtung 2184 von seismischen Daten aus -den Sensoreinheiten in eine Gruppe eingeschlossen wird, wobei die zulässige Zeitverschiebung für die aufnahme der Prüfungen bis zu 128 Millisekunden beträgt.

Un ein spezielles Beispiel dafür zu geben, wie das System nach Fig. 34 in der Praxis arbeitet, identifiziert das Diagramm nach

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Fig. 35 die Speicherstelle für drei sich überlappende Signalgruppen durch die Linien 2314, 2316 und 2318, die sich diagonal über die Speicherdarstellfläche 2254¹ in Fig. 35 erstrecken. Jede dieser Signalgruppen weist Signale aus acht Sensoreinheiten (von denen jeder drei Sensoren besitzt) auf, wie in Fig. 27 gezeigt. Das Beispiel beruht auf einem Abstand :t (vgl. Fig. 29) entsprechend der 251-stan Sensoreinheit, die in einen Abstand von 1800 ία von der Äbschußsteile, normalerweise in der Nähe eines Endes des Kabels angeordnet ist. Des weiteren wird angenommen, daß die Zeit t ^:- einer Sekunde ist- und da.3 die seismische Geschwindigkeit 2100 m pro Sekunde beträgt. Der Abstand d;£ zwischen den Sensoreinheiten beträgt 6 m im Falle vorliegenden Beispieles. Setzt raan diese Werte in die Formel (O) ein, wird dt = 2,45 Millisekunden. Dies ist die gewünschte Verzögerung zwischen seismischen Signalen, die von benachbarten elementaren seismischen Sensoreinheiten ausgehen, welche in einem Abstand von δ hi in die Gruppe eingeschaltet sind. Bei der Ausführung wird, wie in Verbindung mit der Linie 2314 in Fig. 35 zu ersehen, die erste Probe aus der Sensoreinheit No. 251 zum Zeitpunkt t gleich ipOÜ Sekunden genommen. Das s^v.-/ei-fce Gruppensignal wird aus der Sensoreinheit No. 252 suva Zeitpunkt t gleich 3jüO2 Sekunden genommen. In ähnlicher Weise wird die dritte Prüfung aus der Sensoreinheit No. 253 zum Zeitpunkt t - 1^005 Sekunden genommen. Die übrigen fünf "Einheiten der auf diese Weise geprüften acht Einheiten sind die, die oberhalb der Punkte längs der Linie 2314 erscheinen, ά.Ii. bis ^ur 253-st^n einheit, Oj.v ·?.ϊ ι Zeitpunkt t gleich Iül7 Sekunden geprüft wird. Diese ausgewählten Verzögerungen entsprechen den gewünschten 2,45 Millisekunden pro Kanal und ergeben die gleichphasige Summierung der reflektierten seismischen Signale.

In Fig. 35 stellen die Linien 2316 und 2318 sich überlappende Gruppen dar. Insbesondere weist die durch die Linie 2316 angezeigte Gruppe elementare seismische Sensoreinheiten No. 256 bis 262, und c.ie Gruppe, die J.urch die Linie 2318 dargestellt ist, Sensoreinheiten No. 261 bis 268 auf. Die Gruppe, die durch die Linie 2316 dargestellt isjt, beginnt in einem ijostanc¹ von 1830

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von der Lbs chui3 stelle , und die Anordnung, die durch die Linie 2313 cargaGt.-allt ist, in einest J.bstenC ν K₁ 13'ZO _:i /on der IJhf.:cT.va?-tillo. Untt-.c V :;^v.'" *"·"'ΐ nj qo: ■ L¹.. .:]. (ü) wirr Φ* fir Ti^se ]:ii"-n Sri'.j.-i-ι¹ Γ,:' I ivr^C 2,52 ill llic SkUiU¹Cn, :;oh^i de £eit t /,000 Sekunden l:3':rägt. Die gemanschten 2,4S Millisekunden Versögerungrjunterschied pro Kanal für die Gruppe entsprechend der Linie 231G ergibt das gleiche Schema von relativen Verzögerungen für d.i^; Linie 2316 wie für die Gruppe der Linie 2314. Die Gruppe, die durch die Linie 2318 dargestallt ist, besitzt jedoch einen wesentlich größeren Verzögerungsunterschied zwischen Kanälen, so da.! das vierte Element der Gruppe aus dem Speicherschlitz entsprechend einer Zeitdauer t gleich 1,008 Sekunden anstatt 1,007 Sekunden wie iia Falle der Gruppen entsprechend den Leitungen 2314 une 2316 ausgewählt ist. In ähnlicher Weise werden ."ia sechsten und achten Prüfungen zu Zeitpunkten 1,013 und 1,018 Sekunden anstelle 1,012 und 1,017 Sekunden für die Gruppen entsprechend den Linien 2314 und 2316 genommen. Diese Vergrößerung in der gewünschten Verzögerung r/./iacLen Prüfungen, Cic iioubiniert vc.T-Vn, υ..;» iina gl-sicIiplic-sig-H: Su:::i-.ierung zu ergeben, würde natürlich !..ι Full-- von Gruppen, die weiter von der Abschußstelle entfernt sind, und rait größerem Winkel der auftreffanden seismischen "i/ellen erwartet werden. Allgemein können für jede Gruppe in Längsrichtung des Kabels die gespeicherten seismischen Prüfungen in Abhängigkeit von der Formel (0) gewählt v/erden.

Gruben, die die ersten Sensoreinheiten umfassen, die der £b-Gcliußstelle au nächsten liegen, nehmen im Falle der Fig. 35 Signale längs Pfaden auf, die weitgehend senkrecht zum Kabel orientiert sind und deshaLb keine große Verzögerung zwischen su kombinierenden Kanälen erfordern. Andererseits verlaufen für die Endgruppe aia Ende des Kabels die einkommenden Reflexionen in einem kleineren Winkel als die in der Mitte des Kabels, und erfordern deshalb eine wesentlich größere Verzögerung zwischen benachbarten Kanälen, da die Signalinformation kombiniert wird. Zusätzlich ändern sich die gewünschten Verzögerungen zwischen den Kanälen rait der Zeit und werden mit zunehmender Zeit reduziert, ca Reflexionen aus fortschreitend tieferen geologischen Grens-

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flächen mit nahezu vertikales Auftreffwinkel auf die Gruppen ankommen. Vom mathematischen Standpunkt c.us können die Gruppen durch Gleichungen der folgenden Form ausgedrückt werden«

Y^J = C Y²⁵¹ +*C Y²⁵² ^Xl,000 ^C1,J *l,00 ^{+ C}2,J ^Yl,002

^{+ C}3,J *

wobei eine Y. eine Gruppenprüfung der Abgabe der j^ten Gruppe zum Zeitpunkt t, Y¹^. ₊ ^j eine Prüfung eus dem K^uen Eingangskanal zum Zeitpunkt t ist, wobei t um die Neigung ζ multipliziert mit der Prüfzahl m zunimnt, und C^ der i^te Koeffizient ist, der einem Eingabekanal für den Ausgang der.J~^en Gruppe aufgegeben wird. Gleichung (Q) ist auf kurze Gruppen, z.B. die Gruppen mit acht Elementen, die durch die Linien 2314, 2216 und 2318 in Fig. ^35 angezeigt sind» beschränkt, da die Gleichung (Q) davon ausgeht, daß die Neigung ζ konstant ist, und diese Annahme nur für kurze Gruppen zutreffend ist.

Bei der Auswertung der Gleichungen (Q), (R) durch Computer ist zu beachten, daß die aufeinanderfolgenden Gruppensignalausgänge eine Kombination von Signalen aus acht benachbarten Sensoreinheiten sind, die zu unterschiedlichen, getrennten PrüfIntervallen genommen werden," welche so gewählt sind, daß sie sich der Neigung der Verzögerung gegenüber dem Abstand der ankommenden seismischen Wellen nähern. Im vorliegenden Fall beträgt diese Neigung 2,54 Millisekunden für den Sensoreinheitenabstand von 6 m. Entsprechend sind die ausgewählten Proben ura swei oder drei Millisekunden voneinander versetzt.

Für die Gruppe mit zehn Sensoreinheiten nach Fig. 27 sind die zehn Koeffizienten 1, 2, 3, 4, 5, 5, 4, 3, 2, 1. Somit ist beispielsweise für die achte der zehn Koeffizienten in einer •Gruppe einzuschließenden Proben nach Fig. 27 C_8J ^{= 3}·

Andererseits und für andere Erkundungen kann eine Bewertung für alle Proben angewendet werden. Zusätzlich können natürlich eine größere oder kleinere Anzahl von Kanälen bei der Formation

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- 1Γ.0 -

•r.,n Gru;-^-η-ic.iv.·l:r: - ;"-.7e-.n.;3t ;:trccn. Uo:: .c-ltrvreise sind jedoch .τ-.·;i^cfcen acht und swsiunddreißig ^eler.ientare seismische Sensoreinhsitin in jeder Gruppe vorgesehen. Vorliegende Erfindung eröffnet die ^i-s'-ts liehe Möglichkeit der Verarbeitung von Daten unter Verwendung von Gruppen, die in dia erwartete Richtung der Ankunft von seismischen Signalen gelenkt werden, und der anschließenden Verarbeitung der Daten, um die Gruppen in modifizierten Richtungen zu lenken, die auf die speziellen geologicchen Bedingungen abgestellt sind, damit ein besseres "Bild" über das zu erkundende Terrain erhalten wird, ohne daß"zusätzliche Arbeit an Ort und Stelle erforderlich v/ird.

In Verbindung mit meeresseisraischen Systemen wird der seismische Impuls nornalerweise auf dem Schiff eingeleitet, wenn das Kabel hinter dera Schiff geschleppt wird. Die Strahl lenkvorrichtung for:.at entsprechend die Gruppen so, daß ihre Richtung maximaler Aufnahme auf das Schiff zu und nach unten gerichtet ist und mit zunehmender Zeit immer weiter nach unten zeigt, wenn seismische Reflexionen aus tieferen geologischen Grenzschichten zurückkehren. In ähnlicher Weise werden in Verbindung mit Landerkundungen, bei denen die seismischen Impulse entweder am Ende des seismischen Kabels oder in der Nähe der Mitte des Kabels entstehen, die Anordnungen zu Beginn auf die erwarteten Reflexionspunkte des seismischen Impulses aus horizontalen geologischen Grenzschichten gerichtet. Es sei bemerkt, daß in Bezug auf die normale Korrektur dieses erforderlichen-falls innerhalb der Strahllenkvorrichtung 2184 anstatt in der Verarbeitungseinrichtung 2192 durchgeführt werden kann. Dies wird in Verbindung roit den Fig. 34 und 35 dadurch erreicht, daß seismische Gruppenproben aus dem Speicher 2254 ausgewählt werden, die zeitlich als eine Gruppierung aus den Proben, die in benachbarten Gruppen eingeschlossen sind, verschoben werden. In Fig. würde dies in quantitativer Weise der Verschiebung der Linie 2316 nach abwärts, d.h. zeitlich später, im Feld 2254¹ entsprechen, so daß die entsprechende Gruppe zeitrichtig verschoben wird; dadurch würden die Gruppensignalen aus den Gruppen, die durch die Linien 2314 und 2316 dargestellt sind, zu jedem beliebigen

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Zeitaugenblick beide Reflexionen aus der gleichen Tiefs darstellen. Natürlich müßte der Speicher 2254 in seiner Kapazität vergrößert werden, damit er die erforderlichen großen Verzögerungen aufnehmen kann. Auf diese Weise kann eine normal; korrektur zusätzlich zu der Gruppenformation in der Strahllenkvorrichtung 2134 erreicht werden.

Zur Fortsetzung der Beschreibung der seismischen Laten^erarbeitungseinrichtung nach vorliegender Erfindung wird nachstehend ein Merkmal der dargestellten ausfiihrungsform erläutert, die in dem Bereich analoger Signalaufnahme durch die elementaren seismi schen Sensoreinheiten durchgeführt v/ird.

Zum besseren Verständnis des zu erläuternden IIerk.ae.les wird auf Fig. 36 Bezug genommen, die eine vereinfachte sch.eiL.c-/cis ehe Darstellung der Anordnung nach Fig. 14 ist. So zeigt Fig. 14 den Multiplexer 122 mit einer Vielzahl von Aufnahn.ekanälen C-, , C₂.... C verbunden, die alle an die Multiplexervielfachleitung 312 über Gleichstrom-Kopplungskondensator 123, Nidarstände 315 und Schalter 316 angeschlossen sind. Die Signe.laufiic'ix ie:;anl~le sind mit seisnischen Sensoren 21 gekoppelt. Jeder ',ViVerstand in Verbindung nit seinem Kondensator 123 bildet ein i j.o clip a.^-RC-Filter für seinen Kanal. Der Filter entfernt die Gleichstro.akomponenten der einkoramenden Analogsignale. Die Schalter 316 sind Hochgeschwindigkeits-FET-Schalter bekannten Aufbaues.

Der Ausgang aus den IIultiple:;er 122 auf der Vielfachlaitung ist rd-t einem Signalkonditionier- und Verstärkernetsv/erk (SCAN) 3011 verbunden, das schematisch die in Fig. 16 gezeigte Schaltanordnung darstellt und somit beispielsweise den Verstärker 320' und die Prüf- und Halteschaltung 322' aufv.'zist. Dieses Ij^h^.crk" konditioniert und verstärkt die geprüften ^n^iogci^nciie, 1:'. /o:: :.5.r J.ner ;₄U3\/i::h^:/o ;;■■. -'1J-..--j- Zc-- :M.^üjbtn werben. Dec ι;·_·-':γϊ-■ erT: "Oll kran einen :/u.c:> -■:"..-.:■::. ':":ck^.: ι -it festen V^rctä.rkun-ji;-fa]:-';or, eine PrAf- und Iialtesol_?.ltunc; -and i..nc!cre 3'.::·:o:'kreise zuui Vor]:onditionieren ein^r Signalprobc vor de:: 'öl.ertragung auf die Aus^.-ertvorrichtung 3033 aufweisen, vjobei dii Äusvrertvorrichtung in der Pras-iis des Verstärkungsayster: 17.4 und oer

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Änalog-Digital-Unwandler 126 der vorstehenden Beschreibung ist. Intern erzeugte fehlerhafte Geräusche im Multiplexer 122 erscheinen an jedem Kondensator 123 als Störspannung V₁, die in Bezug auf Srde eine der Saiden Polaritäten besitzen kann,und cie intern erzeugte Störgeräuschspannung V„ am netzwerk 3011 tritt Άιλ Ausgang auf und wird allgebraisch der Spannung V-, liinzuadc:.iert. Wenn die Spannungsamplituden der einkommenden gewünschten Signale mit den Störspannungen V-i + V« vergleichbar werden, wird das Geräuach-Signal-Verhältnis zu hoch. In der Saisr.i!·: ::axZ eine Spur, die su sehr axt Geräusch behaftet ist, li'-'.u.Tig -J^löscht -..'-arden, wodurch wertvolle seismische Information verlorengeht.

Stör- bzw.
Dxe/Streuspannungen V, + V„ haben vxelgestaltige Ursachen, z.B.: thermoelektrische Einflüsse, Peltiereffekte, Versetzungsdr iften der Verstärkerstufen im Netzwerk 3011 usw. Jeder der FET-Schalter 316, der im Multiplexer 122 verwendet wird, induziert cie Ger'AuGchspannung V-, an einem Kondensator 123. Es ist bekannt, ca.! FET-Schalter, cfie Halbleitersclialter sind, Durchführungskondensatoren und Ableitwiderstände zwischen ihren Steuer- und Schaltelementen (nicht dargestellt) haben. Darüber hinaus wird jedes Steuerelement in jedem FET-Schalter durch einen verhältnismäßig großen Steuerimpuls, der durch das Netzwerk 3011 vorgesehen wird, an eine Steuerieitung 3021 aktiviert. Dieser Steuerimpuls gelangt über den Durchführungskondensator und den Lbleitwiderstanc. des zugeordneten FET-Schalters 316 an jeden Gleichstromkopplungskondensator 123.

Die Kondensatoren 123 sind identisch, und die Durchführungskondensatoren und Äbleitwiclerstände der FET-Schalter sind ebenfalls identisch miteinander. Deshalb sind die Streuspannungen an den Kondensatoren 123 gleichförnig.

ITach Fig. 37 ist entsprechend einer verbesserten Ilodifikation einer der Singangskaniila zu:o. Multiplexer 122 geerdet. Dieser' l'.anal, der als dar CO- oclsr "Test^M-iic,nal bezeichnet ist, ist in jeder Hinsicht Ähnlich den Signale aufnehmenden ilultiplexer-Lingangskanälen C₁-C_-1 ,, wobei η die Anzahl der Kanäle

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ist, ausgenommen, daß der Eingangsanschluß zum Kanal CO mit Erde verbunden ist, so daß keine externen Signale an den Testkanal CO gegeben werden können. Der Testkanal weist einen Kondensator 123* auf, der den gleichen Kapazitätswert wie die Kondensatoren 123 besitzt. Dem Kondensator 123' ist ein Multiplexer-Schalter 3023 zugeordnet.

Zwischen Netzwerk 3011 und £.uswertvorrichtung 3033 ist das Prüf- und Halte (SIi) -Netzwerk 1050 (Fig. 18) eingeschaltet, ■das den Serienkondensator 1051 und den normalerweise offenen Nebenschluß- FET-Schalter 1052, der an Erde gelegt ist, wie bei der Erläuterung von Fig. 18 erwähnt, aufweist.

Der Ausgang aus dem Multiplexer 122 auf die Vielfachleitung 312 ist mit dem Netzwerk 3011 verbunden, das in typischer Weise den Verstärker 142 mit Verstärkungsfaktor EINS (Fig. 18) aufweist, dessen Ausgang rait der Signalprüf- und -Halteschaltung 1044 (Fig. 18), die in Fig. 37 nicht gezeigt ist, verbunden ist.

Das Zustandssteuergerät 132 steuert alle operativen Netzwerke der Schaltanordnung nach Fig. 37 über die Sttuerl-iitungen 3021. Beispielsweise schaltet '"eis Steuergerät 132 sequentiell r".j.ei Multiplexerkanäle C₀-Cs.. über einen Multiplexerabtastzyklus und steuert die Signalauswertvorrichtung 3033, die das Verstärkungssystem 124 aufweist, welches mit dam &nalog-Digitalümwandler 126 in der oben beschriebenen VIeise gekoppelt ist. Der Umwandler 126 wandelt die im ilnltiplerb itri^b geschalteten Analogsignale aus den Kanälen C-^-C * in .?iitf._-r'-chenc-.e digitale Zahlen u-~u Andere Ketzwarke, die in Susara^nlung rit den hie:: erörterten Merkmal nicht von Bedeutung sind, sind aus Figl o.er besseren Übersicht wegen weggelassen.

In Betrieb des Systems nach Fig. 37 wird· su Beginn eines ivultiple:r.er-Motastzyklus eier llultiple::er 122 auf den Teptkanal CO rückgesatzt, und zu diesen Zeitpunkt werden oer Schalter 3023 und ein weiterer Scheiter 3026 geschlossen. Die Strevspannung V₁, die an Kondensator 123* erzeugt wird, v;ird allgebrais« der Streuspannmig V~ hinzuaddiert, die am Netzwerk 30-11 entsteht.

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— ι "7 Λ —

Die auf diese Weise '.;--x-.tinierte Spannung V₁ + V„ wird au:: :-.incn !Kondensator- 3ΟΠ5 übertragen, oanit dort eine Früfspannung V erzeugt v/ire, v.io bei geöffnetem Schalter 2026 öie entgegengesetzte Polarität mir Spannung V, + V^ hat. Je-r-Dsrnal, wann der i-Iur.tij: le:-:e,r c,u.? Γ.ΐη I¹ stkanal CO rückgi-setzt wire", erhält c.as P:.:Hf- UiV/. lüaltonstsverk 3024 die Streuepannungen aus cLsei Test- ;:arcil CO unc aus deia ITetEwcrk 3011. Ir= Anschluß daran bleiben c.i-3 Schalter 3023 und 3O2S geöffnet, während der Multiple::er sequentiell die aktiven, Signale aufnehmenden Kanäle C₁, C₂····

C τ abtastet.
n-i

i/enn c.ie lioncensatoren 123 und 123' die gleichen Kapäzitäts- ;;;rt3 basitsen und \/enn die Gesaratverstärlcung des Netzwerkes 3011 konstant bleibt, gilt V¹ = V₁ + V^. Wenn der Multiplexer 7.22 die Kanüle C₁ ~ C , abtastet, besitzt jeder Kanal am liUsgang des Netzwerkes 303-1 eine Signalspannung V wie auch

die Streugerauschspannung V, + V₀,die nacheinander und allgebraisch der Prüfungspannung V hinzuaödierrt wird, die von dem Kondensator 3025 nach folgender Gleichung gehalten wird:

V + V₁ + V₂ + (-V) = V

η η

so daß jsde 3t:reuspannung V₁ + V_n aus jedem Signale aufnehmenden Kanal durch die Prüfspannung V¹ weitgehend gelöscht wird.

Fig. 2'6 zeigt das Prinzip· der Löschung von Streuspannungen, wie sie der Schaltung nacn Fig. 16 aufgegeben werden. Der einzige Widerstand 315" wird anstelle der individuellen Widerstände 315 in Fig. 37 verwendet, .aus vorstehend angegebenen Gründen haben die Kondensatoren 123 und 123* einen wesentlich kleineren Kapazitätsv/ert als die entsprechenden Kondensatoren der Fig. 37. Entsprechend erzeugt ein gegebener Streustrom von einem Schalter 316 beispielsweise eine größere Spannung an den Kondensatoren 123 oder 123' nach Fig. 38 als an den entsprechenden größeren liondensatoren der Fig. 37.

In Fig. 38 weisen andere Stromkreiselemente, die nicht identisch mit denen nach Fig. 37 sind, sondern Stroinkreiselementen der

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Fig. 18 entsprechen, einen llultiplexer-Puffervaretärker 142 den Signalprüf- und -haltakondensator 1046 und den Pufferverstärker 1048 auf. Abgesehen von diesen geringeren Stro.ikr-iaunterschieden, ist die vorstehende Beschreibung eier Fig. 37 voll c.nvvendbar auf Fig. 38, unc. die ^^jpenLi at ions spannung wird am Kondensator 1051 eraeugt (der auch nur in der detaillierteren Schaltung nach Fig. 13 gezeigt ist), un die Stromspannungen, die an den Kondensatoren 120 auftreten, zn kompensieren.

Zur Fortsetzung der Beschrei?cung der seismischen Datenverarbeitungsainrichtungen nach vorliegender Erfindung wird nachstehend eine detailliertere Zrläuterung d^3 Verstr.rkungssyste.-as mit veränderlichera Verstärkungsgrac in Verbindung mit den Fig. bis 42 gegeben.

In Fig. 39 zeigt die linke Seite das Analog-Digitai-Erfassungssystem einschließlich dec iiultiplexers 122 i.dt Signaleingangskanälen C₁ , C .. .C , wobei der .Ausgang des Multiplexers auf der Vielfachleitung 312 "d.t dem nicht invertierenden ai eines Pufferverstärkers 320 mit dem Verstärkungsfaktor verbunden ist, der ein Betriebsverstärker, z.B. ein LF 356 der Firma National Semiconductor Inc. sein kann, dessen Γ-uagang mit der Prüf- und Halteschaltung 322 vercbuncen ist; o.i,vse dt.oj kreiskonponenten sind vor;si:.h.-iid, i i-^esondere in Verl:incuntj ..li Fig. 14, in einzelnen erläutert worden.

' Das Verstärkungssystem 124 rait veränderlichem Verstärkungsfaktor weist einen Eingangsanschluß 3130 und einen Äusgangsanschluß 3132 auf, und besteht grundsätzlich aus wenigstens zwei, vorzugsweise vier Verstärkern mit Uweifachverstärkungsfaktor, d.h. Verstärkerstufen A₁, A_ ... A , die in Kaskade geschaltet sind. Jeder Verstärker, d.h. jede Stufe, weist ein Paar von Eingangsanschlüssen 3133, 3134 und einen AusgangsanschiuS 3135 (Fig. 40) auf. Der nicht invertierende Eingang 3133 zur ersten Verstärker stufe A-, ist mit Jera Eingangsanschluß 3130 verbunden, der das Ausgangesignal aus der P:>;Üf- und Lialteschciltung Ξ22 Eufniriint. I/ie liuafjangsspannung Ί<.-χ 1^h;,'.-.^n Ve :a'-". rj.erijtufe ^_n a-n Äuagangcanschlu." 3j32 v;i:cd eine:·: Signalausw^rtvor .*i.:Irhung

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: ."!;:: ^.ni.lo^-^i-ji'n λ-Ό';?:.:ζ.η^1'.ν 125 in iin hier :.-. jcl.:::".. ;zc.nen J^ jt'.i i.x'r., \-±l ö.ucL l-r Verr lei.jhseinrichtung Z'.?3. Jr Verstärkung faktor -iinsr je<-"/„n Verstärkerstufe kann ■■-U.C 3inen '/on s^r.;.:i Zuc-tlln-en g-csatst, -f.L₁. eingestallt werden, n"..-lioh ;;inen Zustand je ringen Verstärkungüfaktorü, vorzugsweise 3Ic ich EINS, oder ein- n. Zustand _ait hohea Verstärkungsfaktor GL, -./ob^i G₁ ein diükrets.:: '.'/art hohen Verstärkungsfaktors für den i-lr.cn (i = 1/2 ... .r.i) Verstärker ist.

Lc^- Sustandssteuargertlt 132, das vorstehend in Verbindung mit Fig. Ii erv/ähnt v.urde, ist zv/is^hen die Schalter 316 und 326 über c.ia Steuervielfachleitung Si-"¹- eingeschaltet, die eine Vielzahl von 3teuorleitunge.n aufweist. Das Steuergerät 132 schaltet j-sc^uentiell die Signaleingangskanäle C-, -C über einen Multiplexerj":btastzyklus, vie vcrateilend beschrieben.

Ι.Λ Zustc/arssteucrgorl'!:. λ32 sind ein /eritlil^r Eizugscelcodierer C -·4 uiv" ·;!*ie S¹EHiJ'.-jr/irglöichsein'cichtung 313S augeordnet. Ver-Gt;lrkung3-Steuerleitungen 3150 und Gär-duschlösch-Steuerleitungen 3160 verbinden das Zustandssteuergerät 132 mit jeweils einer dar Vsrstärkerstufen «, - A . Der Einfachheit halber ist nur

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eine Verstärkungs-Steuerleitung 3150 und eine Geräuschlösch-Steuerleitung 3160 in Fig. 39 gezeigt, es sind jedoch so viele Steusrlviitungen vorhanden, wie Verstärker, d.h. Stufen vorgesehen ;jind.

Βε-i ein&r bevorzugten aus führung sfor m der Erfindung ist das Zustandssteuergerät 132 ein synchroner, programmierbarer fühler, 2.E. ein 74S161 mit integrierter Schaltung, hergestellt von Texas Instruments. Der Besugsdekodierer 3144 ist ein Digitalen alog-Uiav/andler, z.B. MC 1408L, hergestellt von Motorola. Die Vergleichseinrichtung 3138 kann eine LM 311 Spannungsvergleichseinrichtung sein, und jeder Verstärker A₁-A^ ist ein Betriefcsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz, z.B. LF 156, beide hergestellt von National Semiconductors, Inc.

Jeder der Verstärker A₁-A weist eine Steuerschaltung für den

1 m

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Verstärkungsfaktor und eine Schaltung zur G; ::S.uschlöschi..ng auf, beide sind im einzelnen in Fig. 40 gezeigt. Die Steuerschaltung v/eist ein SpEnnungst.-eilernctzw~.rk auf, <*es durch Widerstände 3170, 3172, FET-Schalter 3174, 3176 unC. die spezielle Verstarkungasteusrleitung Ξ150 gebildet ist. Beia Vorgang des Einstellens des Verstärkungsfaktor?.¹, -..·εηη der Schalter 3176 geschlossen und der Schalter 3174 geöffnet int, \.ird das iiUsgangssignal des Verstärkers vo· ι Ausgang 3135 ar-f cen inverti.-rendc-n 33ingang 3134 rückgekoppelt, -rodurch der V'.:-::-tHrk£r in a-rin^n Zustand niedrigen Viryt^rkungogrc/"-■-·· c ε-■-.-..-. t \.L·:*, 5er g.l·-:.i:l_ IiIHS ist. ".,^nn r\-.v 3:Le':··;;: Z"¹ T-" j --.· ■-i.:..--.-:- ·- i-v³ r"¹-..--ScIiG]ter 3176 c/e öffne-:·¹: i,;t, -/Ir' -"-r £-.l:t.Ttsr in seinen Zustand hohen Verstärkungsgrades (z.B. G-, fär .den Verstärker A·,) gesetzt, da der Widerstand 3170 dann in der Rückkopplung-··.·? ".-_*..<-_.ife des Verstärkers liegt. Ler-ge*.?ün?:*:ht'- Vsr^tarku-Vj.^^.i-tanc'. v;i:cd in Ab"'..'"j">^;ji jk^ it von ein·'·'-! St> nrr .-ignc 1 --vz '"■ " 3t~--."·--.-r;----"t 1ΓΓ Γ^ν -"ir- Stf-uerleitung ?"SiQ ς·--.-··--:-.r,t, di.-. ^. 1 -τ' .":. "·:. ·■'-;. t-Vc:ist"-::r-rstui , :.B. I., in Fi'-. 40 1 : r -: C^--.

Die Geräu^chlöscl;£ohclt«mg ■.:■■. ist K'J-Cii.-Lc-.T·'·-,:: 31S?., 313·*, 313^, •iinen i:onc's_nsator 3188, unc eine Geräu-';];löacL-3tc^;.i--::leitung 3160 auf. let d£sr Schaltsr 3132 geschlossen, v-.-re.n ei; dcTia-lter 3134 und 3185 geöffnet. Im Gp:c".ui3ch- od<-;r Vf-rcv-t^ung^löschhetrifcl··, ::;it cassen Hilfe 'die charakteristischen Z igen schäften sine.? jeden Verstärkers korrigiert v/ardsn, senf et das Steuergerät ein Signal über dia Steigleitung 3150, ν λ den Schalter 3176 zn schließen und den Schalter 3174 zu öffnen, wodurch jeder Verstärk;:·: auf den Zustand nit Verstärkungsfaktor EIWS gebrecht wird. Gleichzeitig trennt das Steuergerät 132 den EingangsanschluS 3130 zu-ü Verstärkungssystem 124 durch Öffnen des Schalters 3132 und· stellt durch Schließen des Schalters 3184 (Fig. 40 und 41) die Verbindung zwischen der Verbindungsstelle 3190 und dem iVusgangsanschluß 3135 des Verstärkers her. Der Eingangsanschlu3 3133 suin Verstärker wird durch Schließen des Schalters 3185 geerdet. Die Schalter 3132, 3184 und 3186 werden durch ein Signal betätigt, das auf der Steuerleitung 3160 ankommt. Jedes Gleichstromgeräusch ("Versetzung") erscheint dann am Ausgangsanschluß 3135 des Verstärkers. Ein Kondensator 3188, der in der dargestellten Weise geschaltet ist, wird mit dtn Polaritäten-an §f.ⁱ9fi¹A%¹^^{tten 3ls8a}> 3188b aufgeladen,

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c"ii in Firj. -"-2 ear eine V^rc'itzungss^c.nnu.ng + V sine", die an --"en'SingengEc.nschluiS 3J.33 auftritt. Wenn der Vers^tzungt-löschung sbe trieb abgeschlossen ist, schließt äss Steuergerät 132 den Schalter 3182 und öffnet die Schalter 3184 und 3136 :~it UxIfe eines zweiten Signales über die Steuerleitung 3160, 3O ca" eier liingangsanschluß 3130 wieder mit dem Verstärkerrjyijtei.i 124 verbunden wird, und die Verstärker in ihren normalen Batrieb zuräckgeführt v/erden.

I/ie LEdun-jtspannung +V am Kondensator 3188 wird nun allgebraisch itiit den einkremenden Signal V. addiert und wird vollständig durch das äe.a Verstärker eingeprägte Versetzungssignal H-V gelöscht, wie in Fig. 42 gezeigt. Das I.usgangssignal des Verstärkers wird somit frei von Gleichstrongeräusch, unabhängig von den Verstärkungsfaktor, auf den der Verstärker eingestellt worden ist-. Die Faktoren, die festlegen, wie oft es erforderlich ist, in den Versetsungalöschbetrieb zu gehen, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der das Versetzungsgeräusch driftet, und von dem Viert der Eingangs impedanz des Verstärkers.

Betrieb r.iit veränderlichem Verstärkungsfaktor beginnt der Verstärkungsfaktor-Bestiraiiiungszyklus für jeden Kanal (z.B. Kanal C,), in-dGici alle Verstärker auf den Verstärkungsfaktor 1 gebracht werden. Das Zustandssteuergerät 132 ergibt eine Folge von Digitalcodes, die eine entsprechende Folge von veränderlichen Bezugsspannungsschritten darstellen. Die Digitalcodes werden in entsprechende diskrete Bezugsspannungen V_R durch den Bezugsdekodierer 3144 umgewandelt. Die Bezugsspannungen können durch die Folge

^VR1 - V^G1' ^VR2 ^β V^G2 · * ' ^VRm ⁼ V

'G.

abgestuft werden, wobei G₁, G₂·.· G_n el ie höheren Werte für den Verstärkungsfaktor der Verstärker L· , K₀ ... A_m sind und V_ß eine Basisspannung gleich einem vorgewählten Bruchteil der vollen Spannung des Analog-Digital-Umwandlers 126 ist. Die Verstärkungsfaktoren G₁, G₀ usw. sind proportional einer ausgewählten Potenz der gleichen Zahlenbasis, z.B. zwei. Die vorgewählte Energie ist für jeden Verstärker eindeutig. Die veränderlichen Bezugsspannungs-

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schritte V„£ sind invers proportional den eindeutigen Vrrstlirkungsfaktorwerten ihrer entsprechenden Verstärker. Las Gh-uargerät 132 weist als Teil des Versetzungsbesaitigungsfcetriobes und öse Betriebes mit sich änderndem Verstärkungsfaktor c.i^ Einstellung des Verstärkers auf den Zustand, iait Verstärkungsfaktor 1 auf. Dieser gemeinsame Schritt vereinfacht die Durchführung dieser Funktionen.

Bei einer bevorzugten ims fährung s form ist G. =2 exp Γ. ^Λΐ'~¹ . Für ein Verstärkungssystem 124 mit vier Verstärkern (n -- 4), sind die entsprechenden Werte hohen Verstärkungsfaktors für die Verstärker: G-,= 256, G₂ ~ IS, G₀ ~ 4, G^ " 2. Bei nur vier Einstellungen mit hohem Verstärkungsfaktor kann der Verstärkungsfaktor des Binärverstärkungssyste^is 124 so aasgelegt werden, daß er von einem Minimum von zwei zur nullten Potent (d.h. οins) bis zum Maicimum von 2 zur fünfzehnten Potenz (d.h. 32.733} in Schritten von Potenzen von 2 reicht. Um dies su erzielen, sind nur vier Verstärkungsgradentscheidungen notwendig. Lie Verstärkungsgradvergleiche müssen so durchgeführt werden, daß der Verstärker, der die Einstellung mit höchstem Verstärkungsgrad hat, zuerst vorgenommen wird, und da.3 anschließend die Vergleiche in der Reihenfolge abnehmenden Veratärkungsgrades der V~rstär];-.r vorgenommen werden, unabhängig von der elektrischen Position des jeweiligen Verstärkers in der Kaskade.

Die Arbeitsweise mit sich änderndem Verstärkungsfaktor wird nachstehend im einzelnen erläutert. Sind alle vier Verstärker auf den Verstärkungsgrad Eine' eingestellt, wird der Absolutwert der Ausgangsspannung |V_Q|des Systems, äie an dera Ausgangsanschluß 3132 auftritt, mit der ersten Bezugsspannung V_Rl = V_ß/256 durch die Vergleichseinrichtung 3138 verglichen. Die.Vergleichseinrichtung 3138 richtet die Spannung V_Q gleich und vergleicht ihren Absolutwert mit der Bezugsspannung V_Rl· Die Entscheidung, die auf diesem Vergleich basiert, wird, dem Steuergerät 132 aufgegeben. Wenn JV_Q| >V.^ ist, be-v/irkt cas Steuergerät 1Ξ2, CslZ der Verstärkung."akto:: .Vs. Verstärkers A^ auf einem Wert Eins bleibt. Wenn IV I.JgV_ul ist, s&tst .""es Steuergerät 132 den Verstärkungsfaktor des Verstärkers &·, auf G₁, d.h. 256. Die variablen Bezugsspannungen V_R2# J^a'oYuM/^VvTe^^cc^en ^-^ann sequentiell mit den

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:.u.7tainE:n.f.Gr"fo.l'j-:nd,on J .rt-n der r.rsgcnQ-sSi-annung V verglichen, die: auftritt, nach-5.e:.. ."is -^u^ntielien Schaltentscheia-.nge-n durchgcführ⁴: -orden cine. Jena jeder Vergleich durchgeführt -./orden ist, wird eine Verstürkungsgradentscheidung von clera Steuergerät 132 für dan Verstärker durchgeführt, der den nächsten nachfolgend geringeren Verstärkung«faktor entsprechend der Bezugs- -\jc.nnung, die für Jen Vergleich verwandet v/irä, hat.

Die-Vergleichseinrichtung 3138 vergleicht somit die Äusgangsspo.nnung|v_o| a*a Anschluß 3132 mit dar Bezugs spannung V , entsprechend der.; Verstärker A^. Wenn der Vergleich negativ ist, d.h., v;enn der Absolutwert von V kleiner als V , ist, gibt die Vergleichseinrichtung 3133 einen Befehl an das Steuergerät 132, da::iit di?r norr:alorv/iisci gi-'chlosasna 3 cha I tar ;:.7€ geöffnet v.nl der normalerweise offene Schalter 3174 geschlossen wird (Fig. 40) . Der Verstärker A₁ hat nun die Einstellung mit hohem Verstärkungsfaktor. Das geprüfte Signal, das durch die Prüf- und Halteschaltung 322 gehalten wird, wird wieder durch das Binärsystem 124 mit sich änderndem Verstärkungsfaktor vifwsffeäiWb, wobei der Verstärker A₁ auf seine Einstellung mit hohem Verstärkungsgrad eingestellt wird und die Verstärker A₂ - A₄ auf ihren Einstellungen auf Verstärkungsgrad Eins bleiben. Wenn der neue Wert V_o|kleiner V. _ ist, d.h., wenn das Resultat des zweiten Vergleiches wieder negativ ist, gibt die Vergleichseinrichtung 3138 einen Befehl an das Steuergerät 132, um den Verstärker A₀ in seine Einstellung mit hohem Verstärkungsfaktor zu bringen. Das geprüfte Signal wird wieder durch das Binärsystera 124 mit sich veränderndem Verstärkungsfaktor, das Verstärker A₁ und A₀ auf ihren Einstellungen mit hohen Verstärkungsgrad und Verstärker A₀, A₄ auf ihren Einstellungen mit Verstärkungsfaktor Eins besitzt, verstärkt. Vienn der nächste Hart |vJ<Y_R3 ist, d.h. wenn das Ergebnis des dritten Vergleiches wieder negativ ist, bewirkt das Steuergerät 132, daß der Verstärker A₃ (nicht dargestellt) seine Einstellung mit hohem Verstärkungs^rad annimmt. Wenn nach dem vierten Vergleich j V_Q|< V₄ ist, bewirkt das Steuergerät 132, daß der Verstärker A₄ (der der Verstärker A I sein kann^ seine Einstellung mit hohem Verstärkungsgrad annimmt, wenn aber|v_o| ^> V_R4 wird, hält das Steuergerät 132 den Verstärker auf dem Verstärkungs-

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gjrad Eins. Nach Beendigung des vierten Vergleiches gibt die. Vergleichseinrichtung 3138 einen Befehl an das Steuergerät 132, damit der Änalog-Digital-Urawandler 126 die Spannung V_ annimmt, die dann am Ausgangsanschlug 3132 auftritt, und sie in eine digitale Zahl umwandelt.

Nach Beendigung einer jecen Verstärkungsfaktorauswählfolge wird der Gesamtverstärkungsfaktor der Kaskade von vier Verstärkern durch das Steuergerät 132 als ein digitciles Verstärkungsfaktor-Kodewort codiert, das so viele Bite enthält, wie Stufen, d.h. Verstärker im Verstärkungssystem 124 vorhanden sind. Jedes Bit des Vers tärkungs faktor coclewortes stellt den Zustand des Schalters 3176 dar. Der Verstärkungsfaktorcode ist EINS, wenn der Schalter 3176 offen ist, er ist KULL, wenn der Schalter geschlossen ist. Sorait ist Lm Falle von vier Verstärkern, wenn alle Verstärker auf den Verstärkungsfaktor ILins eingestellt sine, der Verstärkungsfaktorcode OOOO. '.Jenn e'er Gesamtverstärkungsfaktor 64 ist, wird der Vers tärkungs faktorcode 0--10.

Bei vier Verstärkern, ö.ie nur vier Entscheidungen erfordern, ergibt somit das • Binärveretärkunr-sByetc.;··. Γ.Γ4 rit sich "tn^-rnCc ■. Verstärkung faktor, das hier erläutert U't, T' V^r faktorstufen. Dieses Ergebnis su erzielan, haben bekannte Systeme fünfzehn Verstärker und sechzehn getrennte Entscheidungen und Abläufe erfordert. Somit kann das binäre Vers tärkungs system. mit der beschriebenen Steuerschaltung c!ie Auswahl ein^s cjc eigneten Verstärkungsfaktors Ln einem Bruchteil flor l-iL-her bei bekannten·Syste· ι erforderlichen Zeit vornehmen, und es nimmt nur einen Bruchteil des Volumens ein, das bisher notwendig war, lim ein herkömmliches binäres Vtrytärkungssyoteia ;.ii': sich "inclernden Verstärkungsfaktor unterzubringen.

Im Laufe der Erläuterung des Diagranras nach Fig. 13 ist das Prinzip der Verwendung einer Signalaufnahme zwischen einem verhältnismäßig langsam fortschreitenden Äbfragesignal und einem verhältnismäßig rasch fortschreitenden Befehlssignal, nämlich dem DATEN-Signal, erläutert worden. Dieses Merkmal wird nachstehend in Verbindung mit den Fig. 43 - 48 weiter erläutert,

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da es allgemein zura Zwecke der Einleitung eines Schaltvorganges verwendet ^T.-;ird. ·

Fig. 43 ist eine schematische, vereinfachte Gesamtdarstellung der bisher erläuterten seismischen Datenverarbeitungeeinrichtung, die die ger.ieinsar.ie, zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, d.h. die Station 2, und die Vielzahl von identischen, im Abstand versetzten vielkanaligen Datenerfassungseinrichtun^F¹ d.h. Sender/ Erapfängereinheiten lila, 111b, illc, llld au five ist, Vielehe in Serie. ge^r:clu.ltet tine dt der Zentralstation über Übert.regungi·- lcitu.ngen verbunden sind, die vorutehend erläutert wurden und die in vereinfachter Weise in Fig. 43 als eine Signalübertragungsverbindung 4016 rait drei Kanälen dargestellt ist. Die Trennung zwischen den Erfassungs- d.h. Sender/Empfängereinheiten ist vorzugsweise konstant, und beträgt etwa 60 - 90 iu.

Die Zentralstation 2 weist eine Steuereinheit 4018 und eine Aufzeichnungseinheit 4020 auf, die schematische Darstellungen der erläuterten Schaltung sind. Die vereinfachte Darstellung von Einheiten 4018 und 4020 ist so zu verstehen, daß sie die Systemsteuereinheit und den Datenempfänger (Block 2172 in Fig. 31) darstellt, wobei ein detaillierteres Blockschaltbild der Zentralstation 2 weiter oben in Verbindung mit Fig. 21 erläutert und dargestellt ist. Das Aufzeichnungsgerät 4020 kann ein Magnetbandauf zeichnungsgerät bekannter Art sein. Die Steuereinheit 4Ol8 weist eine Signalübertragungsvorrichtung, z.B. eine Taktschaltung bekannter Art, zur Übertragung der Mehrzustands-Äbfragesignale IP, z.B. Impulse Sl und S2, an vorgewählten PrüfSignalen und/oder ein Steuersignal durch die Kanäle 4090 und 4091 der dreikanaligen Signalübertragungsverbindung 4016 auf, wie sie weiter oben erläutert wurde.

Nachdem jede Sender/Erapfängereinheit lila, 111b die Übertragung ihrer lokalen Daten abgeschlossen hat, nimmt sie Daten aus weiter entfernten Datenerfassungs- oder Sender/Eiapfängereinheiten auf, regeneriert sie und überträgt sie auf die Zentralstation 2. Die Datenerfassungseinheit 11a, die der Station 2 am nächsten liegt,

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überträgt somit ihre lokalen Daten suerst und nimmt dann Daten aus den übrigen 99 abwärts in/eile verbindung gelegenen Einheiten auf und überträgt sie (wobei unterstellt ist, daß 100 solche Einheiten in dein System vorhanden sind) . Die letzte Datenerfassungseinheit überträgt natürlich nur ihre lokalen Daten.

Wie ebenfalls weiter oben bereite erläutert, kann ein Z.bfragesignal einen einer Vielzahl von Zuständen oder Eigenschaften besitzen. Die bevorzugten Abfrage- und Steuersignale sind Rechteckwellenimpulse, obgleich auch andere Arten von Signalen verwendet werden können. Die Ausbreitgeschwindigkeit eines Impulses durch den Abfragekanal 4-090 ist unterschiedlich von de:·: Ausbreitgeschwindigkeit eines Impulses durch den Steuerkanal 4OSl, wobei der Abfragekanal 4090 scheinatisch Übertragungsleitung en IPl, IP 2, IP 3 darstellt, während dir Steuerkanal 4091 die 'DLTEU- und Daten-Nebenschluß-Leitungen der Fig. 5 und 8b daretel.lt. Bei 5er hier erörterten Aus führungs fom ist die Ausbreitgeöchwiii^lgke it durch den Steuersignal 4091 größe:: ?.1ε duroh .Vn Äl::::>-fhrnrl 1050.

Wenn eine Datenerfsssungseinheit, z.B. eine S <?.η der/Empfänge reinheit 111b, schadhaft wird, muß sie so in Nebenschluß gelegt werden, daß Daten, die aus einer weiter entfernten Einheit, s.E. der Einheit 111c übertragen werden, dadurch nicht bee in F.lvS.'i wurden. Zilin Steuer impuls \7x:<:C von der Ste\iercinhs:!.t -'-O' "■ ^r-".?;e:c den Steuerkancü. 4091 abert::cig:2n. Β-Λ eiiv.r pu^g-wählton Einheit, s.B. der Scnder/Σ;· vpfinger^.inlieit 111b Überholt >."!■:-■:: 1:«ιρ-fängeriripuls den Abfrageimpuls aufgrund dr ".TntarscliiaCiicr.en Ausbreitgeschwlndigkeiten in den kanälen 40S0 und 4091, und fällt rait ihm zusararaen. Die Coincident der.beiden Impulse an der Einheit 111b bewirkt, daß die Einheit in KebenschluS gelegt wird.

In den Fig. 43 und 44 sind die Datenerfassungs-, d.h. Sander/ Erapfangereinheiten lila, 111b, 111c, llld mit einer Vielzahl von Eingabekanälen versehen, wobei jeder Eingabekanal rait einer elementaren seisiaischen Sensoreinheit 21 in der vorbeschriebenen Weise verbunden ist. Jede dieser Einheiten enthält die Signal-

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konöitionierlogik, clic cen Multiplexer 122, die Prüf- und Halteschaltung 3024, dia o.en Verstärkungsfaktor konclitionierenden Verstärker 124, den Analog-DigitEl-Univ/andler 126 und das Aus-^ gang&signalspeicharregister 128 aufweist. Diese Stroiakreiskoitijponenten vsrbinf.fni ölia seismischen Sensoren 21 an den Signaleingangskanälen wit dem Datenkanal 4092'. Sie können herkömmlicher i*rt sein, wie in der Seismik an sich bekannt. Der den Verstärkungsgrad konditionierende Verstärker 124 ist zweckmäßigerweise der Binärverstärker nit veränderlichem Verstärkungsfaktor und mit gleitendem Komma, wie er in Verbindung mit den Fig. 39-42 beschrieben ist, dar einen Verstärkungsfaktorcode mit vier Bits aufweist, u.n die Einstellung des Verstärkungsfaktors für jede Datenprüfung anzuzeigen. Der Analog-Digital-Umwandler 126 kann beispielsweise ein 12-Bit-Umwandler vom Typ Micronetics 15N 5212 sein, obgleich ein Umwandler mit größerer oder kleinerer Auflösung ebenfalls verwendet werden kann. Das Ausgangssignal-Speicherregister 128 kann ein herkömmliches Serieneingabe-"Serienausgabe-Schieberagistir mit 15-20 Bits sein. Bei einer bevorzugten Lusführungsform besitzt das Register 128 eine Kapazität für mindestens 12 Datenbits au£ dem Anaiog-Digital-Uiawandler und vier Verstärkungsgradcodebits für e'en den Verstärkungsgrad konditionierenden Verstärker.

Wie weiter oben beschrieben und in Fig. 44 gezeigt, ist das Steuergerät 132 vorgesehen, das durch Signale Sl oder S2 auf den Leitungen Sl oder 32 aktiviert wird. Die Signale Sl (Abtastinvervall-i-ibfrageiiapuls} oder S2 (Teilerabfrageimpul3) werden in Abhängigkeit von Abfrageimpulsen erzeugt, die entweder einen ersten Zustand oder einen zweiten Zustand einnehmen. Die entsprechenden Abfrageimpulse/ die generell durch die Buchstaben "IP" bezeichnet sind und die über den Kanal 4090, z.B. die Verbindungen IP 1, IP2, IP3 der Fig. 5 übertragen v/erden, sind ebenfalls mit Sl und S2 bezeichnet, wobei Sl einen Zustand, (nämlich eine bestimmte Breite) und S2 einen anderen Zustand (näialich eine andere Breite) einnimmt. In Abhängigkeit von einem Signal Sl setzt das Steuergerät 132 den Multiplexer 122 auf den Kanal CO,

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den Test- oder Leferkanal zurück. In Abhängigkeit von einem Signal S2 im Anschluß an ein Signal Sl verschiebt das Steuergerät 132 den Multiplexer 122 auf den ersten Eingangskanal in der Folge, damit die Prüf- und Halteschaltung 3024 eine Eingabe aus dem ersten Kanal prüft. Der Sl Impuls setzt das Steuergerat 132 so, das die Datenabgabe in Abhängigkeit von S2 Impulsen über die Dauer des Abtastzyklus' ermöglicht wird, wobei der Abtastzyklus der Multiplexerbetrieb zur Prüfung aller vierzehn Eingabekanäle ist.

Wird die Signalprobe durch den Verstärkung^ faktor-konditionierer 124 verstärkt und dem Analog-Digital-Ur-wandler 126 dargeboten, wird der Verstärkungsfaktor in entsprechender Weise als Verstärkungsfaktorcode mit .vier Bits ausgedrückt. Wenn das nächste $2-Signal aufgenommen wird, stellt das Steuergerät 132 den Multiplexer 122 auf den nächsten Kanal ein, und bewirkt gleichzeitig* daß der Analog-Digital-Umwandler 126 die im Verstärkungsfaktor konditionierte Probe aus dem ersten Kanal in eine digitale Zahl umwandelt. Zu Beginn des Urawandlungszyklus wird der Verstärkungsfaktor code mit vier Bits in Serie aus dem Verstärkungs-"faktorkonditionierer 124 auf das Ausgangsregister 123 über die Iseitung 3036 übertragen. Wenn die Analog-Digital-Umwandlung "fortschreitet, werden clio zwölf Bits, die. cie. Digite-lr-c-hl darstellen in Serie in das Ausgangsregister 128 aus eiern ilnalog-Digital-Umwandler 126 gegeben. Im Register 128 werden die |^2 Datenbits mit den vier Verstärkungsfaktorcodebxts zur Bildung eines Digitaldatenwortes mit 16 Bits entsprechend der Probe aus dem ersten Kanal kombiniert. Vier Präambelbits können hinzuaddiert werden, so daß ein Wort aus 2o Bits entsteht.

Wenn der Umwandlungszyklus für einen Kanal, z.B. Kanal K beginnt, überträgt das Steuergerät 132 das digitale Datenwort aus dem Kän&l Kl, das vorher im Ausgangsregister 128 gespeichert wurde, auf den Batenkanal 4O92¹; Ein Zähler-Decodierer 3037 zählt die Bits, die in Serie aus (Sem Register 128 ausgetastet worden sind, und gibt dem Steuergerät 132 den Befehl, die Übertragung der Datenbits zu beenden, wenn die Zählung abgeschlossen ist. Der Datenkanal 4092* einer jeden Sender/Empfängereinheit 111 wird normalerweise mit eier fiÄtenübertragungsverbindung 4092 verbunden,

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wie sich aus der nachstehend beschriebenen Fig. 45 ergibt. Die Verbindung 4092 der Fig. 43 und 45 entspricht der Verbindung Dl, D2, D3 (s. oben) .

Fig. 45 zeigt v/eitere Einzelheiten einer dsr Batenerfassungseinheiten, z.B. Sender/Empfängereinheiten lila, 111b usw. einschließlich einer Signaleigenschaftsidentifiziereinrichtung 4038 und erster und zv/eiter Signalkoinzidenzdetektoren 4040 und 4042, die mit gestrichelten Linien umschlossen dargestellt sind. In Serie mit dem i.bfragekanal 4090 sind Nebenschlußschalter 4044, 4046 mit Leistungsverlust, ein Leitungsempfinger 4048, ein Schalter 4050 zum Unwirksammachen der Äbfragesignale.und ein Leitungstreiber 4052 verbunden. Der Steuerkanal 4091 ist mit einem Leitungsempfänger 4054 und einem Leitungstreiber 4056 versehen. Der Datenkanal 4092 weist einen Leitungserapfänger 4058 und einen ODER-Gatter/Leitungstreiber 4062 auf. Die beiden Eingänge in den Leitungstreiber 4062 sind die Eingänge 4092 von. leitungsabv/ärts liegenden Datenerfassungseinheiten, d.h. Sender/ Empfängereinheiten, und der Eingang 4092* aus dein lokalen Datenabgaberegister 128 (vgl. Fig. 44). Die Schalter 4064 und 4066 bewirken, daß eine Datenabgabe über die Bypass-Leitung 4068 in Nebenschluß gelegt wird, wenn sie entaktiviert v/erden. Die Richtung des Datenflusses in den Fig. 44 und 45 ist umgekehrt wie die in den Fig. 43 und 46.

Die Signaleigenschaftsidentifiziereinrichtung 4038# die aus einer angezapfen Verzögerungsleitung 4072, dem UND-Gatter 4074 und dem Inverter 4076 besteht, identifiziert den Zustand, d.h. die Eigenschaft eines Abfragesignales in der nachetehend beschriebenen Weise. Das Äbfragesignal ist im wesentlichen eine Rechteckwelle mit einer bestimmten Breite. Der Zustand, bzw. die Eigenschaft eines Impulses wird hier durch seine Breite definiert, obgleich bei einer entsprechenden Schaltungsanordnung eine andere Eigenschaft, z.B. die Impulshöhe, als unterscheidungsmerkmal verwendet werden kann; Ein breiter Impuls ■ist ein Abfrageimpuls im ersten Zustand. Die Breite eines breiten Impulses muß größer sein als die Versögerungszeit der Verzögerungsleitung 4072, jedoch kleiner als die Hälfte des

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vorgewählten Proben- bzw. Prüfintervalles. Ein Abfrageimpuls im zweiten ,Zustand muß eindeutig von einem Abfrageimpuls ir.t ersten Zustand unterscheidbar sein; vorzugsweise ist seine Breite !deiner als die Hälfte eines breiten Impulses. Bei der beschriebenen Ausführungsform beträgt die Verzögerungsc.aucr der Verzögerungsleitung -1072 lOOO IT-:iosc];un-"cn (ns) , ein breiter Impuls ist 1200 ns lang, und ein schmaler Impuls ist 400 ns lang. Zusätzliche Impulsbreiten können verwendet werden, usi einen Impuls mit mehreren Eigenschaften au erziel zui, wenn geeignete änderungen an cU=r Signaleigenschafts-Identifizierlogik vorgenommen werden.

In der folgenden Beschreibung logischer Schaltungsdiagramuie wird auf die beiden Zustände Bezug genommen, die normalerweise in derartigen logischen Schaltungen vorliegen. Diese beiden Zustände können als Binärzahlensignale darstellend betrachtet werden, und sie werden oft als Logische-Eins und Logische-NULL bezeichnet. Zusätzlich werden die niedrigen und hohen Spannungszustände manchmal als "Binäre Hull" und "Binäre Eins" oder als "Falsche" und "Echte" Signale oder~Zustände bezeichnet. Wenn im Falle"eines"UND-GStters z.B. die beiden Eingänge auf einen vorbestimmten Spannungspegal angehoben v/erden (der als "echt" bezeichnet wird, ändert sich der Ausgang auch auf diesem tipannunc/spegel (als "ech,t" bezeichnet) , während dann, v;enn einer der Eingänge auf einem unterschiedlichen, niedrigeren Spannungspegel liegt (mit "falsch" bezeichnet), der Ausgang des UHD-Gatters auf dem niedrigen Pegel verbleibt (im "falschen" Zustand). In ähnlicher Weise werden bei der nachstehenden Erörterung dia beiden Zustände einer logischen Schaltung als "echte" und "falsche" Zustände bezeichnet. . . *

Wenn das Steuergerät 132 (Fig. 44) einen Abfrageimpuls im ersten Zustand überträgt, schreitet der Impuls, wie in Fig. gezeigt, durch dan Abfragekanal 4090, durch den Schalter 4044 zum Leitungsempfänger 4043, durch den Schalter 4050 zum Leitungstreiber 4052, den Schalter 4046 und zur nächsten Senuer/Enpfäncj-rr einheit in "er Folge fort. Der Impuls gelangt auoh «/urch £is Verzögerung3.^i^!:ung 407Π. h:,. Lnr"--3 Cmx .1.000 Ιϊεηο«oLv.n "cn tritt <Hß fuhr-n."- ::anta dieses liul^s aus rieic. ^usg^ng fc-:- Verzögerrngsleitung aus, an dieser Stelle ist jedoch cⁿie ablaufende Kante des

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Impulses ai.\ Eingang d;:r Verzögerungsleitung "sichtbar", d.h. vorhanden. Somit gehen böir.L. Eingangs in ϋ.ε.3 UüD-Gatter 407-1-"Echt", d.h. auf aktive, hohe Pegel zur Aktivierung des UND-Gatters 4074, wodurch ein 200 ns-Signal auf der Leitung Sl erzeugt v.drd, das eine nach Positiv gehende führende Kante besitzt. Wie vorstehend boschrieben, setzt das Steuergerät 132 (Fig. 44), wenn es ein Signal auf der Leitung Sl anzeigt, den Multiplexer 122. Die ablaufende Kante des weiten Abfrageimpulses erzeugt einen nach Positiv gehenden logischen Pegel auf der Leitung S2, der der Ausgang des Inverters 4076 ist, 2Od ns nachdem Sl "Echt" geworden ist.

Es wird nun angenommen, daß später ein Abfrageimpuls im zweiten, schmalen Zustand durch den Kanal 409O zur Verzögerungsleitung 4072 und zum Inverter 4076 fortschreitet. Da die Impulsbreite zu schnal ist, als da.3 sie gleichzeitig am Eingang und am Ausgang der Verzögerungsleitung 4072 gesehen werden kann, wird kein Signal auf der Leitung Sl erzeugt. Die ablaufende Kants des schnalen Impulses tritt jedoch am Ausgang des Inverters 4-076 als t.in nach Positiv gehendes Signal auf der Leitung S2 auf. Wenn aas Steuergerät 132 ein nach Positiv gehendes S2-Signal anzeigt, wie dies oben erwähnt wurde, schaltet ej den Multiplexer 122 auf den nächsten Eingangskanal in der Folge, er leitet einen Umwandlungssyklus ein und er gibt ein Datensignal über die Leitung 4092^f auf dsn Kanal 4092 und damit in das Aufzeichnungsgerät 4020 ab.

Wie vorstehend beschrieben, kann jede Sender/Empfängereinheit vierzehn Analog-Eingangskanäle besitzen. Um jeden Eingangskanal nacheinander prüfen zu können, wird ein Abfrageimpuls im ersten Zustand zuerst durch die Steuereinheit 4018 übertragen. Wenn der breite Abfrageimpuls Sl längs des Abfragekanales 409o zu jeder Sender/Empfängereinheit lila, 111b usw. in "der Reihenfolge fortschreitet, setzt er den Multiplexer 122, der in jeder Einheit enthalten ist. Im Anschluß daran werden eine Serie von dreiwfon Abfrageimpulsen 32 iia zweiten Zustand übertragen. $_ecler Impuls iu zweiten Zustand schaltet den Multiplexer 122 weiter, so daß er der Reihe nach jeden der Eingangskanälo aus den elementaren seismischen Sensoreinheiten 21 prüft und die entsprechenden Daten-

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E3MI I nPllA..

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signale aus den Sen^e:-:/2in.pfängrr inheiten .111 e.uf die J.ufzeichnungssinheit 4020 r^urch den D?tcn";anc;l ·^Λ·ϋ9Γ über-x ilgt.

Bei «Tor beschriebenen .':iucJ!"ih.vi?ngrif{»:■:. '.i^rren <?.i. vierzehn Kanäle innerhalb einer Ilillisekunde geprüft. Entsprechend ist das Intervall zwischen S2 Impulsen 71,4 Mikrosekunden (10*" see). Die Do^i-cJAveg-Irapulsfortauhriitvergögcrung curr^h die ÜLertragungsverbindung 4ol6 zwischen jeweils zwei Sender/Enpfängereinheiten ergibt eine Zeitlüc!^, während der die Datensignale von den Sender/Einpfängereinheiten 111 übertragen werden können, ohne daß sie sich gegenseitig störend beeinflussen.

Die Nebenschlußschalter 4044, 4046 und 4064, 4066 werden in bekannter Weise durch Relais betätigt und sind in Fig. 45 in ihrer Position bei eingeschalteter Energie dargestellt. Im Falle eines Energieausfalles in einer bestimmten. Sender/Empfängereinheit schalten beide Sätze von Schaltern so, da.3 die Hebenschlußleitungen 40&8 und 4070 entsprechend in Kanäle 4092 und 4090 verbunden werden. Dann gelangen die Abfrageimpulse und Datenwörter zu entfernter liegenden und von entfernter liegenden Sender/Erapfangereinheiten frei durch die schadhafte Einheit über -*ie Nebenschlußleitungen 4070 und 4068.

Eine,Senäer/Empfängersinheit, z.B. cie Einheit 111b, kann schadhaft werden, so daß es erforderlich värc", sie in Nebenschluß ZU legen, oder sie kann auf Wunsch eine weitere Übertragung eines Abfrageimpulses an einer bestimmten Einheit beenden. Diese speziellen Funktionen v/erden durch ein Steuersignal in der nachfolgend beschriebenen Weise wirksam gemacht.

Die .eeiramtlaufzeit des Abfrageimpulses in eine entfernte Sender/ Empfängereinheit hängt von der Verzögerungszeit durch den Abfragekanal zur Einheit ab. Die Laufzeit zur Einheit η ist die Summe der Verzögerungszeiten zwischen allen vorausgehenden Datenerfassungseinheiten. In ähnlicher Weise ist die Verzögerungszeit eines Steuerimpulses durch den Steuerkanal zur Einheit η die Summe der Verzögerungen in dem Steuerkanal zwischen allen vorausgehenden Ei4*ß«aheiten, die näher der Steuereinheit 4018 liegen als die Einheit n. Da die Fortpflanzungsgeschwindigkeiten

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BAD

durch die beiden Kanäle unterschiedlich sind, kommt an der nten Datenerfassungseinheit ein Impuls, der durch den schnelle- ' ren Kanal fortschreitet, um ein Zeitintervall (n-1) R früher an als der Impuls durch den langsameren Kanal, wobei n-1 die Zahl von Abständen zwischen den ersten n~ Sender/Empfängereinheiten und R der Signallaufzeitunterschied durch die beiden Kanäle zwischen aufeinanderfolgenden Einheiten ist. Vorzugsweise Ist der Zuführungskabelabschnitt 17 zwischen der Zentralstation : und der ersten Sender/Empfängereinheit so konstruiert, daß die Verzögerungszeiten für beide Signale, nämlich für Befehlesignal und Abfragesignal, durch die Kanäle 4090 und 4091 die gleichen sind. Somit werden alle unterschiedlichen Verzögerungen in entsprechender Weise in den Leitungen zwischen aufeinanderfolgenden Sender/Empfängereinheiten erzeugt. ■

Es sei angenommen, daß die Impulsfortpflanzungsgeschwindigkeit " im Steuerkanal 4091 größer sei als im Abfragekanal 4090. Wenn ein Abfrageimpuls aus der Steuereinheit 4018 (Fig. 43) und (n-1) R später ein Steuerimpuls über die Steuereinheit 4018 übertragen wird, überholt der Steuerimpuls den Abfrageimpule an der Einheit η und fängt ihn auf. Sowohl die Abfrage- als ' auch die Steuerübertragungsverbindungeri können durch identische · Fortpflanzungsgeschwindigkeiten charakterisiert werden. Verzögerungsleitungen können in einen der beiden Kanäle an jeder Sender/Empfängereinheit eingesetzt werden, um einen effektiven FortpflanzungsgeschwindigkeitsunterBchied zu erzeugen. Beispielsweise kann eine Verzögerungsleitung 4078, die äurch das mit gestrichelten Linien angedeutete Kästchen in Fig. 45 gezeigt ist, in den Abfrägekanal 4090 zwischen den Leitungserap fänger 404S und den Abschalt-Schalter 4θ5θ eingesetzt'werden* Zusätzlich kann £is Verzögerungsleitung 4078 als Ersatz für ' die Verzögerungsleitung 4072 dienen.

Der erste Signal- oder Ingpulskoinzidenz-Detektor 4040 weist einen Flip-Flop 4080 vom D-Typ und ein Relais 4082, das den / Schaltern 4o64 und'4066 zugeordnet ist, auf. Die Schalter sind in ι eier Position gezeigt^ in der iTas Relais an Energie liegt. Der · ' Flip-Flop 4080 vom D-Typ kann eine Hälfte eines 74S74 mit positiver

1 0 9 8 Ö 7 / 0 β 5 1 OMÖINAL iv^—η

Kante getriggerten Doppel-Flip-Flops sein, wie er von der Fa. Texas instruments Co. hergestellt v.'ird. Ein Flip-Flop vom D-Typ ist eine bistabile Speicherschaltung mit einen einzigen Eingang D und Ausgängen ü und Q. Der logische Pegel, der am D-Eingang vorhanden ist, wird auf Gen ^-Ausgang übertragen, wenn die richtige Kante (d.h. dar Übergang von einem logischen Pegel zu einem anderen) am CK-(Takt) Eingang auftritt. Der Flip-Flop bleibt in seinen Zustand, bis er rückgesetzt wird. Der Flip-Flop 4080 spricht auf die ansteigende Kante (Übergang von negativ nach positiv) eines Iiupulsas an. Der Q-Ausgang nimmt stets einen logischen Pegel an, der entgegengesetzt zu den des logischen Pegels des Q-Ausganges ist. Der Flip-Flop kann durch Aufgeben eines Impulses an den CL-(Lösch) Eingang rückgesetzt werden. Nach dem Rücksetzen ist der logische Pegel des ^-Ausganges eine logische NULL und der Q-Auagang eine logische EINS.

In Abhängigkeit von dem gleichzeitigen Vorhandensein sowohl eines Steuerimpulses und eines Abfrageimpulses in einem beliebigen Zustand wird der Koinzidenzdetektor 4040 für das erste Signal v/irksam. Die führende Kante eines Abfrageimpulses setzt (d.h. aktiviert) den D-Eingang des Flip-Flops 4080 vo:.i D-Typ auf eine logische EINS. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 4080 ist normalerweise "falsch" (logische NULL), wodurch das Relais 4032 so erregt wird; \ daß die "Schalter 4064 und 4066 geschlossen v/erden, wie in Fig. 45 gezeigt. Wenn ein Steuerimpuls aus der Verbindung 4091 am CK-Eingang ankommt, während der D-Eingang eine logische EINS ist, wird ein Flip-Flop 4080 so geschaltet, daß er den Q-Ausgang auf eine logische EINS, d.h. auf "echt" setzt. Wenn "Q" zu "echt" wird, fällt das Relais 4082 ab und"bewirkt, daß die Schalter~4064 und 4066 Kontakt mit der-Nabenschlußleitung 4068 machen, weil der Spannungspegel der logischen EINS der gleiche wie +V ist.

In Fig. 46 übertrügt das Steuergerät 132 (Fig. 44) einen Abfrageimpuls über den Abfragekanal 4090, von dem angenommen wird, daß er die kleinere Äusbreitgeschwindigkeit hat. Der Steuerkanal 4091 wird mit dem Steuergerät 132 über eine angezapfte Verzögerungsleitung 4132 verbunden, die Anzapfungen besitzt^ un integrale

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Vielfache dar Verzögerungszeit, z.B. O, R, 2R, 3R, (n-1) R über den Anzapfausv/ählschalter 4100 zu erzielen.

Um den Sender/Empfänger η zu überbrücken, v/ird ein Abfrageimpuls zuerst über iie Steuereinheit 4013 (Fig. 43 unä 46) and dann (n-1) R später ein Steuerimpuls übertragen. Der Steuerimpuls nimmt den Abfrageimpuls am Sender/Empfänger η auf und fällt mit ihn zusammen, wobei das Relais 4082 (Fig. 45) entregt wird; dadurch werden die Schalter 4064 und 4066 geschaltet, um die Leitung 4068 zu überbrücken. Einfacher ausgedrückt, wirrd der Steuerimpuls in Bezug auf den Abfrageiitipuls durch ein ganszahligss Vielfaches der Verzögerungszeit R verzögert, -.Γ-·" i iV.b- g-anszaalige Vielfache gleich äe~c Anzahl von Sendsr/^-ipfängereinheiten ist, die zwischen die Sender/ Smpfr.ngereinheit η und die Zentralstation 2 geschaltet sind.

Es kann erwünscht sein, eine weitere Wanderung eines Abfrageirapulses su Sender/Empfängereinheiten", die jenseits der Einheit η liegen, zu verhindern. Um diese Funktion durchzuführen, wird der Steuerimpuls zeitverschoben, so daß er einem Abfrageimpuls nach einer Verzögerung von (n-l)R+d folgt, wobei d die Zeitverschiebung ist. Diese Funktion wird durch den zweiten Impulskoinzidenzdetektor 4042 durchgeführt.

?j»m zweiten Impulskoinzidenzdetektor 4042 (Fig. 45) wird der D-Kingang des Flip-Flop 4084 mit einer Anzapfung 4085 auf der angezapften Verzögerungsleitung 4072 verbunden. Die Verzögerungs- <3auer zwischen dem Eintritt der führenden Kante des Impulses an der Anzapfung 4085 ist gleich oder etwas größer als die Breite des Inpulses, wobei die Verzogerungsdauer d zur Anzapfung 4085 bei der beschriebenen Ausführungsform 600 ns beträgt. Wenn der Abfrageimpuls ankommt, aktiviert er zuerst den Flip-Flop 4080 '' im Impulskoinzidenzdetektor 4040. Zu einer Zeit d später (z.B. 600 ns später) tritt die fahrende Kante des Impulses an der Anzapfung 4085 der Verzögerungsleitung 4072 auf. Der zeitverschobene Steuerimpuls ist zu spät, um den CI'-Eingang des Flip-Flop

BAD ORSQiNAL 7G980

4080 zu triggern; somit spricht der Impulskoinzidenzdetektor 4040 nicht an. Nun wird jedoch der D-Eingang des Flip-Flop .4084 durch den verzögerten Äbfrageimpuls aktiviert. Deshalb schaltet ein zeitverschobener Steuerimpuls, der am CK-Eingang des Flip-Flop 4084 ankommt,- den Flip-Flop 4084 und bewirkt, daß der normalerweise "echte" Q-Ausgang nach "falsch" f^geht (logische NULL·)* Wenn Q des Flip-Flop 4084 nach "falsch" geht, wird ein Relais 4036 aktiviert, das den Ausschalter 4050 öffnet, wodurch eine weitere Wanderung des Abfrageimpulses zu Einheiten beendet wird, die jenseits der Ssnder/Erapfängereinheit η liegen.

In Fig. 46 wird die Zeitverschiebung d dem Steuerimpuls über eine feste Verzögerungsleitung 4102 aufgegeben, wenn der Schalter 4104 die gezeigte Position einnimmt. Die Zeitverzögerung d.über , die Verzögerungsleitung 4102 ist die gleiche wie die Zeitverzögerung an der Anzapfung 4085 der Verzögerungsleitung 4072, d.h. 600 ris in der dargestellten Ausführungsform.

Wenn entweder Flip-Flop 4080 oder 4084 durch das gleichzeitige ¥orhandensein eines "Abfrageimpulses und .eines Steuerimpulses geschaltet wird, bleibt er in dem geschalteten Zustand bis zur Freigabe« Die Flip-Flops 4080 und 4084 werden nur in Abhängigkeit von einem Abfrageimpuls im ersten Zustand, d.h. Sl freigegeben; aber bei Abwesenheit eines Xoinzidenten Steuerimpulses, wenn der Ausgang äes UND-Gatters 4074 in eine logische EINS geht.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist es zusätzlich zu den vorbeschriebenen Merkmalen auch erwünscht, bestimmte Sehaltfolgen wirksam zu machen, d.h. zu aktivieren und *©aten auö einer Teilmenge von aufeinanderfolgenden Sender/Empfänger einheiten abzugeben, die aus der Gesamtheit aller Einheiten ausgewählt sind. Diese Funktionen werden auch durch Verwendung zweier Übertragungsverbindungen mit unterschiedlichen Verzögerungen erreicht. Die ausgewählte Teilmenge kann beispielsweise auch nur _M eine Sender/Empfängereinheit, oder aber alle Sender/Empfänger- \einheitan umfassen. Wenn die ausgewählte Teilmenge mehr als eine ^k 'Einheit umfaßt, ist eine erste ausgewählte Einheit und eine letzte

Jinlr ? '■■ ·-";·; Z;n^;:rr.ⁿ.s^Jcr.;-ion 2 ar. nächsten liegt.

In Fig. 47, cie in mancher liinsicht der Fig. 13 ähnlich ist, sind sieben Genler/Empfängerexnher.ten ".1Ir ,-11Ig gezeigt, r'r'.e'-.T.it (!SL- Zz i-'zralstation 2 über t"!.i<?. Übertragungcverbinäung lcl'6 ^2--"bunίsp sine¹, welche eus '"c-i L^.nrHcm, nun.·lieh O&xo. Γ.· 7::~ge-:;r.n?:. *C9o, cem Steuer3:c.nal -1-09I und den Dö.ten;cpne.l ijS" ">.-'t-hen. Ii- Grnppe n?cl. Fig. -:.-7 ist in ßtr liichtung ir.j^cliv^ ir:. V- ■:·-Isicj. eu der GiUp_xZ¹S nach Fig. 43, und der Jinft.clih.".it hall ur sine" cit Einga]:>e];anäle 21 nicht gezeigt. /iUJh 2-eigen in ,"em Jiusführungsbeispiel nach Fig. 47 die Dofpt-lpfeile am Steuerkanal· 4031, daß die Signalausbreitgeschvjindig- ::eit in diesem lianal größer ist als die durch den ILbfragekanal 40B0. '

Bei dem in Fig. 47 gezeigten Äusführungsbeispiel ist es ervünEcht, einen J.btastzyklus oder eine andere Schaltfolge in den Multiplexer!! 122 zu aktivieren und einzuleiten, die einen Teil der T.ilnenge nur der Sender/Empfangereinheiten lllc-llle bilden, wodurch die Abgabe von Daten aus den entsprechenden 3ingangskanälen nur dieser Teilmenge von Einheiten wirksam gemacht ..wird. Somit bleiben die Einheiten lila, ZlIb, Ulf und 111g inaktiv. Die Schaltung zur Aktivierung, d.h. zum Wirksammachen der gewünschten Teilmenge von Einheiten ist in Fig. gezeigt.

In dieser Fig. 48 ist die Datennebenschlußschaltung im wesentlichen die gleiche wie die nach Fig. 45. Jedoch ist die Signaleigenschafts identifiziereinrichtung 4038 in Fig. 48 um die wahlweise Verzögerungsleitung 4078 der Fig. 45 ausgelegt. Die Irapulskoinnidenzdeteirtoren 4θ4θ, 4o42 nach Fig. 45 sind in Fig. unterschiedlich ausgelegt, so daß eine höhere Flexibilität der :nöglich ist.

Der i.bfragekanc.1 4090 ist ale einziger physikalischer Kanal in Fig. 47 dargestellt. Der Steuerkanal 4091 ist ferner durch eine einzige Leitung in Fig. 47 dargestellt. Er besteht jedoch tat.-"-hlich auu Crti redundanten Leitungen. Vic \.-üit'_r oben v- i "¹^i ■ ."■&.:.-j -.rrtv... litt η ..ur .Tährungs vorn n^:"lier srl-.ute.;-';, ]:önn·.- ~

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die Abfrage- und Steuerkanäle verdrillte Leiterpaare sein. Die Iinpulsausbrcitgeschv/indigkeit über die Leiter, die die Abfrage- und Steuerkanäle darstellen, können dann den gleichen Uert haben. Jedoch ist die Verzögerungsleitung 4078 in jeder Sender/Cmpfängereinhc.it in Reihe ;nit ue...i Abfragekanal geschaltet. Somit ist bei der dargestellten Einrichtung die effektive Geschwindigkeit im Abfragekanal 4090 kleiner als ira Steuerkanal 4091. Somit verzögert die Verzögerungsleitung 4078 die Ausbreitung eines Abfrageimpulses um ein festes Zeitintervall an jader Sender/Empfängereinheit. Die Verzögerungsleitung 4078 hat eine maximale Verzögerung von lOOO ns mit Anzapfungen, um kürzere Verzögerungen zu erzielen und kleinere Unterschiede in den Längen des den Abfragekanal bildenden Leiters einstellen zu können. Die bevorzugte Verzögerung beträgt 600 ns.

Ein UND-Gatter 4103 zeigt das Vorhandensein eines weiten Sl-Impulses an, wie in Verbindung mit dem UND-Gatter 4074 in Fig. 45 beschrieben. Da der Sl-Impuls 1200 ns breit ist und die maximale Verzögerung der Verzögerungsleitung 4078 lOOO ns beträgt, ändert sich die Ausgangsleitung 4105 des UND-Gatters 4103 in eine logische EINS, wie oben ausgeführt,, wobei der CK-E&ngang des Flip-Flop 4106 vom D-Typ getriggert wird. Wenn eine logische EINS am D-Eingang de3 Flip-Flop 4106 vorhanden ist (aus einem Steuerimpuls, wie nachstehend erläutert wird) wird der Q-Ausgang eine logische EINS und bleibt eine logische EINS, wodurch der Ausgang des UND-Qatters 4108 in eine logische EINS übergeht. Die ablaufende Kante des Sl-Impulses erzeugt deshalb ebenfalls einen S2-Impüls, der beirirkt, daß das Steuergerät 132 (F"ig. 44) einen Umwandlungszyltlus einleitet. Solange der D-Eingarig des Flip-Flop 4106 auf-der. logischen EINS bleibt, bleibt das UND-Gatter 4108 eingeschaltet. Für den übrigen Teil eines Abtastzyklus treten nachfolgend- einkömmende-32-ImPUlSe, am S2-Äus^;gang, d.h, /auf der Leitung 4110 auf. Wenn umgekehrt der D-Eingang des Flip-Flop 4106 eine logische NULL ist, wird der Ausgang von S2-Impulsen über das UND-Gatter 4108 gesperrt und die Schaltung nach Fig. 44 wird nicht aktiviert. ■'

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Einfügung auf Seite 145 zwischen Absatz 1 und Absatz 2

In Figur 48 schreitet ein Abfrageimpuls, der aus dem Steuergerät 132 übertragen wird, längs der Leitung 4090 über den Leitungsempfänger oder Pufferverstärker 4048 über dem Energieausfall-Nebenschlußschalter 4044 in die Verzögerungsleitung 4078 fort. Sechshundert Nanosekunden später gelangt der Impuls durch die Anzapfung 4101 zum Leitungstreiber 4052 und¹ auf die Sender/Empfängereinheit, die der Leitung am nächsten liegt, d.h. die nächst^ abwärts in bezug auf die Verbindung angeordnete Sender/ Empfängereinheit.

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Steuarinpulse, die dsn /orbeschriebsnen ü&TLN-Irpulsen (DATEN ■* data, enable) entsprechen, werden parallel über den dreifach •redundanten Steuerkanal 4091 übertragen. Die DATEN-Impulse v/erden über die Leitungsorcpfänger 4.112, 4112*, 4112" aufgenommen und auf eine weitere Majoritätswählschaltung'4114 übertragen. Die Schaltung 4114 besteht aus UND-Gattern 4116, 4116», 4116" und dem ODSR-Gatter 4113. Ein DATEN-Impuls, der an zwei beliebigen der drei Leitungen CON I, COH 2 und CON 3 vorhanden ist, die scheraatisch durch die DM)EN-Verbindung in F.ig· 5 dargestellt sind, bewirkt, daß der Ausgang des ODER-Gatters 4113 eine logische EIKS -.?iru,l40bei der D-jiingang des Flip-Flop 4106 auch auf die 3.OQi-¹Ch5 SZJU eingestellt v;i:;d, so daß das UND-Gatter 4108 wirksam gedacht v;5.r£. Comt erzeugt das gleichzeitige Vorhandensein eines Sl-Impulsec aus dem UND-Gatter 4103 und eines DATEN-Inpulses beliebiger zwei der drei Leitungen CON 1, CON 2 und CON 3 ein einziges Signal, das den Datenausgang aus dem Abgaberegister 132 (Fig. 44) in Abhängigkeit von nachfolgenden S2-Irapulsen, die während des übrigen Teiles des Abtastzyklus aufgenommen v/erden, wirksam gemacht wird. Das System bleibt wirksam, solange ein DATEN-Impttle jedesmal dann vorhanden ist, wenn ein Sl-Impuls empfangen wird. DÄTEN-Impulse schreiten nach außen von irgendeiner bestimmten· Sender/Eropfängereinheit zu weiter entfernten Einheiten über Leitungstreiber 4126, 4126», 4126" fort.

Sine gewünschte Schaltwirkung in einer ausgewählten Sender/ Empfängereinheit kann dadurch eingeleitet werden, daß ein DATEN-Sfceuerimpuls über eine einzige Steuerleitung, z.B. nur die · Üeitung CON 1 gesendet wird. Wenn ein DÄTSN-Irapuls auf nur einer leitung, z.B. der Leitung CON 1 auftritt, ist der Ausgang der Majoritätswahlschaltung 4114 eine logische NULL. Der Ausgang aus den Inverter wird deshalb eine logische EIIiS, wodurch das UND-Gatter 4122 wirksam gemacht wird. Wenn ein Sl-Impuls sur gleichen Zeit wie d.er DATEN-Impuls über die einzige Leitung CON I empfangen wird, wird der Ausgang des UND-Gatters 4122 "echt", wodurch der CK-3ingang des Flip-Flop 4.124 gesetzt wird; Da der D-Eingang des Flip-Flop 4124 ebenfalls "echt" ist, weil der DATEN-

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Ii^uls c.uf "er Leitung CON 1 vorhanden ist, v;ird der Q-Ausgang "scht", wodurch ein Cl-Ii.vpuls erzeugt rird. Ein. Cl-Steuerimpuls kcinn wcicj. ΐΐ·1αν:αϊε·2 verwendet werden, damitc.as Datenbypassrelais 4OS2¹ deaktiviert wird. Das Bypassrelais 4082· wird normalerweise in cor gezeigten Position gehalten, wenn nicht ein Cl-Impuls oder ein Energieausfall (PF) das Relais deaktiviert, und zwar übi-r das NOR-Gatter 4142, wodurch Daten von einer weiter entfernten Datenerfassungseinheit in Nebenschluß um die betreffende 3ender/E:npfängereinheit, die in dieser Erläuterung betrachtet ist, herumgeführt wird. In ähnlicher Weise wird das Relais 4140 zum Schalten auf Nebenschlußbedingungen im Falle eines Energieausfalles verwendet, wie aus dem Stromkreis der Fig. 48 entnommen v/erden kann. DATEN-Irapulse, die durch individuelle Leitungen CON 2 oder CON 3 gesendet werden, erzeugen in ähnlicher Weise Steuersignale C2, C3, damit andere ausgewählte Steuerfunktionen durchgeführt werden können. Die Breite eines DATLN-Impulses, der zur Aktivierung einer gewünschten Schaltwirkung in einer ausgewählten Einheit verwendet v/ird, beträgt die liälfte der Breite eines Sl-Äbfrageimpulses, d.h. etwa 600 ns.

In Fig. 47, dia'mancher Beziehung der Fig. 13 entspricht, ist ein spezieller Effekt dargestellt, der e.uf der Tatsache beruht, daß die Aktivierung einer oder mehrerer Sender/Empfängereinheiten das gleichseitige Vorhandensein eines Sl-Impulses und eines DATEN-Inpulses an jeder der Einheiten erforderlich macht. In Fig. 47 sind eine Vielzahl von Datenerfassungs- d.h. Sender/ Bir.pfängereinheiten lila bis 111g entfernt zur Zentraleinheit, c..h. Zentralstation 2 angeordnet. Es wird davon ausgegangen, daß es erwünscht ist, nur die drei aufeinanderfolgenden Einheiten lila—llle,jedoch keine anderen zu aktivieren, d.h. wirksam zu machen.

Ein Sl-Impuls wird von der Zentralstation 2 über den Abfragekanal nacheinander auf jede Einheit 111 übertragen* Der Augenblick der Ankunft von Sl an der Einheit lila sei mit-t_ = 0

el

bezeichnet. Die Ankunftszeit von Sl an der Einheit 111t ist dann t, = 856,3 Hanosekunden. Die Impulsverzögerung zwischen Cen Sirilieifcen IHa und IHb setzt sicL aus der i;&telveraögerung

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und ?■'■ :■: V^rsog^rung von δΟΟ η · in i'ar V.".-rn;o'gerungc.\:.-itung 4073 (Fig. 43) zusammen. Die Länge <v j Labels zxvischen den beiden Einheiten beträgt 60 m; dia Irpulsausbreitgaschwin'"!j j]:._;.it beträgt 391,5 ra/ns (1305 Fu3/ns) . Da die l^fcol verzögerung P56,8 ns lint '"'i' L^ ■!.■tiv₁ir'GVT:r?:öj-.-:^;ru"¹ j* " "i ~.r ^Γ·00 ns 7~t-!v.r"gt, .-.-.:;_, .P:.' -\ Ϊ. bo=, dt ^irt Giis^rrtvv-riiög^rung r."u 355,0 n.J. J.) -dt let r":. :.nkuvii:ti- ;-:;ait von £Jl an ("¹^r Einheit 1".Lo !:.= 171.":, C- l';anoscT:ivo.i"'-i-"₁, ι .■;/., "vie in S¹Ig. 47 gezeigt. Di-v r·.. Sas Zeits'-.an-z:? -.::'. tun'joii in Fig. --'-7 die i-iit IP.i.-IPF beaeiohnet sind, stellen die Lag-a C=S gleiclien Sl-Äbfrageimpulaes in Besug auf jede der 3ender/Er.]_. /!angereinhLit^ llle. —Ulf aa 3nde eines jerWn 356,3 Efanoselcun^en ic-uernden Äbfrageimpula-Laufzeitintervalles dar.

Einige Zeit nach Übertragung eines Sl-Irapulsec durch e'en Äbfragolcanal 4090 wird ein DATEH-Irüpuls durch den Steuerhan al 4091 übertragen. Die Signalausbreitgeachwindigkeiten in den verdrillten Leiterpaaren der Abfrage- und Steuerkanäle 4090 unc". 4091 sind gleich. Wegen der 600 Nanosekunden Verzögerungsleitung 4078 in jeder Sender/Erapfängareinheit ist die effektive Sl-I.apulsgeschv/indigkeit kleiner als die Steuerimpulsgeschv/indigkeit, weil keine entsprechenden Verzögerungsleitungen ira Steuerkanal vorhanden sind. Bei einsr anderen ausfuhrungsform können natürlich die Kabelgesch^indigkeiten für die beiden Kanllla so gewählt v;erden, dai3 die gewünschten' Verzögerungen in den Kanälen selbst eingeprägt sind. Die Anzapfungen in der Verzögerungsleitung 4073 v/erden dann nur zum Kompensieren geringer Unterschiede in den Kabellängen verwendet.

In Fig. 47 wird ein DATEK-Impuls, der.1200 Nanosekunden nach Übertragung eines entsprechenden Sl-Impulses übertragen wurde, den Sl-Impuls an der driiten Einheit, d.h. an der Sender/Empfänger einheit "111c aufnehmen. Die sechs Zeitsteuerleitungen, die mit DATEN A --DATEN F bezeichnet sind, zeigen die Position eines DATEN-Impulses in Bezug auf den Sl-Impuls am Ende eines jeden 856,8 Nanosekunden betragenden Abfrägeimpuls-Laufzeitintervalles. Wenn ein Sl-Impuls an der Einheit lila ankommt, tritt an der Einheit lila'keine Aktion auf, weil der DATEN-Impuls 1200 Nanosekunden hinter dem Sl-Impuls nacheilt. An der Einheit 111b liegt der DATEN-Impuls 600 Nanosekunden hinter dem Sjl-Irupuls,

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go daiJ wieder keine Lotion an der Einheit 111b eintritt. Der DATEN-Impuls ninot den Sl-Iupuls an der Einheit 111c auf, so daß die Datenverarbeitungsschaltung in der Einheit 111c wirksam gemacht wird. An der Einheit llld eilt das führende Ende des DATEN-lKpulsas dem Sl-Iiupuls ma 600 NanoSekunden vor, aufgrund der Breite des DATEN-Impulses steht jedoch ein Steuersignal zur Verfugung, um die Einheit llld wirksam zu machen. Obgleich die fahrende Kante des DATEH-Impulses 1200 Nanosekunden vor den Sl-Impuls liegt, hat die ablaufende Kante den Sl-Inpuls noch nicht passiert; somit wird die Einheit llle wirksam gemacht. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Sl-Impuls an der Einheit Ulf ankommt, eilt schließlich die ablaufende Kante des DATEN-Impulses dem Sl-Impuls vor. Deshalb wird die Sender/Empfängereinheit Ulf und werden alle nachfolgenden, abwärts in Bezug auf die Verbindung liegenden Einheiten nicht wirksam gemacht. Alle Einheiten, die durch k'oinzidente Sl- und DATEN-Impulse wirksam gemacht v/erden, bleiben über einen gesaraten Abtastzyklus aktiv. Dies bedeutet, da3 sie auf alle nachfolgenden, einkommenden 82-lEvpulse. über den Rest des Abtastsyklus ansprechen. Die gewünschten Verzögerungen vrerden über die angezapfte Verzögerungsleitung 4132 (Fig. 46 und 47) aufgegeben.

Die Breite ";1 eines DATEN-Impulses beträgt

W = (L-I) X DLY + dt wobei

L = Anzahl der Sender/Empfängereinheiten, die wirksam gemacht werden

DLY = künstliche Verzögerungaleitungsdaues (Verzögerungsleitung 4078), und
dt = kleiner Zeitzuwachs willkürlicher Länge, tim geringe

iiUsbreitzeitdiffernzen zu ermöglichen.

In dem Beispiel nach Fig. 47 beträgt die Breite de<*D&TEfl-Impulse IT = (3-1) χ 600 + 300 = 1,500 Nanosekunden. · /

Die Breite des Steuerimpulses kann mit Hilfe der Impulsbrei'teneinstellschaltung 413O (Fig. 47) verändert werden; die mit dem

ORKHNAL INSPECTED

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Steuergerät 4018 in der Zentralstation 2 verbunden ist. Die Impulsbreiteneinstellschaltung kann ein monostabiler Ilultivibrator sein, beispielsweise von Typ National Seraieonductor DI-i 74121. Ein monostabiler Ilultivibrator ist eine Schaltanordnung, <Sie verwendet v/erden kann, um die Dauer eines Steuerimpulses dadurch zu modifizieren, daß die Impulsbreite; gestreckt oder gekürst wird. Die I:· _i:äI-;]::c_:V::.eneinJta.*¹.J.unrj .-.IrC. erreicht, ind^a die Sej.tk'.nctöntf-. eint-·« a^rkckiaJ-ielicn PjJ-ltückkojipluncjS-nots'/erkec, c.ej: -.it den S teuere inc/ängen der nonootabilen SchaIt-.anordnung verbunden ist, geändert wird.

Die anfängliche Versögerungszeit ID, die den DATEN-I^puls durch die Verzögerungsleitung 4132 erteilt wird, ist

ID =.M .x DLY,

wobei M die Anzahl der dazwischen liegenden S^nder/Empfängereinheiten sind, die zwischen der Zentralstation 2 und der ersten aktiven Sender/Empfängereinheit übersprungen v/erden sollen (Fig. 47).

Wie vorstehend ausgeführt, wird ein COIi 1 Impuls, wenn er in Koinzidenz mit einem Sl-Impuls ist, verwendet, um Daten an einer ausgewählten Sender/Empfängereinheit vorbeizuführen. Die Verzögerung BD, die dem CON 1 Impuls über die Verzögerungsleitung 4132 relativ zu einem zugeordneten Sl Impuls erteilt wird, ist

BD = K se DLY,

wobei K die Anzahl der Sender/Empfängereinheiten ist, die zwischen der Zentralstation und der ausgewählten Sencler/Eirpfängereinheit liegen.

Die dreifach redundanten Steuerleitungen 4091 nach Fig. 48 sind als einzelne Leitungen in den Fig. 43 bis 47 und in den Fig. 5 und 8b dargestellt, wo sie mit DATEN bezeichnet sind, um die Zeichnung zu vereinfachen.

Aus vorstehender Beschreibung und den Formeln ergibt sich, daß durch geeignete Auswahl von Steuerimpulsbreite und Steuerirapulsverzögerung in Bezug auf einen Sl-Impuls eine beliebige Teilmenge von aufeinanderfolgenden Sendet/Empfängereinheiten

709807/0651 Bad or,_G/Nal

wirksam gedacht werden kann. Beispielsweise v/erden für eine erste Abtastung die drei Einheiten lila, 111b und 111c aktiviert. Für die zweite Abtastung v/erden die Einheiten 111b, 111c und llld wirksam gemacht, die dritte Abtastung kann die Einheit 111c, llld und llle umfassen, usw.

Unter Verwendung dieser sogenannten Äbrolltechnik beträgt für die erste Abtastung die Steuerimpulsbreite (3-1) χ 600 + 300 = 1500 ns. Die Anfangsverzögerung ist Null, weil keine Ewietihengeschalteten Sender/Empfängereinheiten zwischen der Einheit 111ε und der Zentralstation 2 vorhanden sind. Bei der nächsten Abtastung bleibt die Steuerimpulsbreite die gleiche,, aber die Anfangsverzögerung beträgt 600 ns, weil eine Einheit, nSmlich die Einheit lila zwischen der ersten ausgewählten Einheit 111b und der Zentralstation 2 liegt, usw.

Bei'der Durchführung einer seismischen Erkundung wird natürlich während eines Aufzeichnungszyklus von vielen Sekunden eine akustische Wslle erzeugt und es werden seismische Reflexionsdaten aufgenommen. Entsprechend werden viele aufeinanderfolgende Abtastungen durchgeführt, die die gleiche Teilmenge von Datenerfassungseinheiten verwenden. Für eine Aufzeichnung von sechs Sekunden werden unter Verwendung eines Prüfintervalles von einer Millisekunde 6000 Abtastungen vorgenommen. Nach dem ersten Äufzeichnungszyklus wird das System auf die nächste Teilmenge von Datenerfassungseinheiten "weitergerollt¹¹, in-dern die Verzögerung verschoben wird, und es wird ein neuer Äufzeichnungszyklus von 6000 Abtastungen begonnen.

Wie oben erwähnt, wird ein Sl-Impuls von der Zentralstation auf die Datenerfassungseinheiten einmal pro Millisekunde übertragen, so daß ein Prüfintervall von einer Millisekunde festgelegt wird. Wenn vierzehn Eingabekanäle C0-C13 mit elementaren seismischen Sensoreinheiten 21 vorhanden sind, wird eine Reihe von dreizehn S2 Impulsen übertragen, wobei die. Impulse mit .Intervallen von 71,-4 MikroSekunden erzeugt werden. Wie vorstehend erläutert, ist die Frequenz der übertragenen Abfragei-itpulse auf -δLe Frequenz der reflektierten seismischen Signale

709867/06S1 'mmn&L mspecteb

hosocjcn. Par Signale holiar Frequenz in ^er Größenordnung von 200 Hz soll das Prüfintervall ein halb bis eine i-iillisekunde (2000 bis lOOO Proben pro Sekunden) betragen. Für seismische Signale am unteren En^e des Spektrums, z.B. ?0 bic ZO Lr; kann <■"*?£ PrivFint^rv-·;!?. ^r~-:-.i. <x~- r nor·-·* vl~:r Z-.'illi" ^-und-~n (500 Ils oder 250 Hz) betragen.

Wie in der Seismik bekannt, werden far den ersten Teil eines seismischen Aufzeichnungszyklus, z.B. die erste halbe bia eine Sekunde Signale hoher Frequenz bv.s seichten unterirdischen geologischen Schichten empfc^i·. Ferner werden diese Signrl;-an Seneoreinheitcn onpfangen, die näher der AbschulJsteile liegen, da die reflektierten Signale keine Zeit hatten, die Sensoreinheiten an weiter entfernten Teilen des Kabels su erreichen. Später ixa Aufzeichnungszyklus sind die seismischen Signale, die aus tieferen geologischen Schichten reflektiert werden, gekennzeichnet durch wesentlich geringere Signalfrequenzen,

Zu Beginn eines Aufzeichnungszyklus, beispielsweise über die erste Sekunde, kann es erwünscht sein, die seismischen Daten mit einem Prüfintervall von einer halben Millisekunde su prüfen, wobei nur Sender/Empfängereinheiten und zugeordnete seismische Sensoren verwendet werden, die nahe der Zentralstation 2 liegen,

z.B. die Einheiten lila, llld. Entsprechend werden ein Sl-Impuls und ein DATEN-Steuerimpuls aus der Zentralstation 2 übertragen. Die Breite des DATEN-Impulsea beträgt für die vier Einheiten lila, llld

(4-1) κ 600 + 300 = 2.100 ns.

Die Anfangsverzögerung "des DATEN-Impulses.. beträgt Null, weil keine Einheiten vorhanden sind, die zwischen der Zentralstation 2 und der ersten Sender/Empfängereinheit lila liegen.

Am Ende der 2.000sten Abtastung (eine Sekunde) und über den übrigen Teil des Aufzeichnungszyklus können die seismischen Daten aus den seismischen Sensoreinheiten 21 an den Singabekanälen in Fig. 43 mit Intervallen niedrigerer Frequenz geprüft werden, z.B. Prüfinvervallen von zwei Millisekunden, und alle

709807/0851 bad orisinau

Sender/Empfängereinheiten werden wirksam gemacht. Somit wird für die lOOlste Abtastung ein neuer Steuerimpuls mit einer größeren Breite gleichzeitig rait deu Sl-Impuls übertragen. Die Breite dieses neuen Steuerimpulses ist

(7-1) :: GOO + 300 = Ξ. 300 ns

ua die sieben Sender/SiEpfängereinheiten lila, 111g wirksam" zu r.iachen. Die Anfangsverzögerung ist wie oben gleich Null. Wenn andererseits alle Sender/Empfängereinheiten wirksam gemacht werden sollen, kann der DÄTEN-Impula während des gesamten Aufzeichnungszyklus "EIN" sein, d.h. eine "unendliche" Länge aufweisen. - - -

Während vorliegende Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsteispieles mit Modifikationen erläutert wurde, ist die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise können Abfrage- und Steuerkanäle zu einem physikalischen Übertragungskanal nach einer der bekannten Multiplextechniken, z.B. die Codemodulation kombiniert werden. Beispielsv/eise können Abfragesignale und Steuersignale unterschiedlich codiert und an jeder Sender/ümpfängereiriheit decodiert werden, und danach können unterschiedliche Verzögerungen den beiden Signalen aufgegeben werden, bevor sie auf die nächste Sender/Empfängereinheit übertragen werden. Obgleich die physikalischen Übertragungsleitungen die gleichen sind, sind entsprechend der Terminologie der Nachrichtentechnik zwei getrennte Kanäle vorhanden. Während vorliegende Erfindung in Verbindung mit im gleichen Abstand angeordneten Sender/Empfängereinheiten beschrieben worden sind, ist es auch möglich, die gleichen Prinzipien auf unterschiedlichen Abstand aufweisende Einheiten anzuwenden, intern die sequentiellen Verzögerungsanzapfungen nach Fig. 46 so ausgelegt werden, daß sie in der Folge den tatsächlichen Differenzen zwischen den Verzögerungen in den Signal- und Steuerübertragungskanälen entsprechen. DarüberhinauG können die Verstärkungsfaktorzustände der Ver-

Gtärke-cstufen A₁-A auf iernur-fciktaJUodcr L-sziral 1 rc " r

t Ein".rfc.-=>-£'is abgestellt ^err'en.

BAD 709807/0651

Die EuTv-ϊ !anordnung ift in Verbindung i-iit der Meeresanwendung erläutert werden, wobei das Schleppfahrzeug ein Schiff ist. Es ist jedoch auch ohne weiteres die Anwendung auf Land d3gIieh, in-depT Mittel verwendet warnen, die dem Fachnrnn auf der.v Gfbiebv der Seismik zur Verfügung ctehen. Beispi-als*..-. irre werden .!Isnn

. Sensoren zur IlasEun^ von Parametern, wie z.B. den umgebenden Wasserdruck, dem Wassereintritt und direkten Wasserbrüchen, nicht benötigt. Das Meeresstreamerkabel mit Auftrieb würde dann durch ein herkon! icli as- Landksbel ercotnt W'brc'en. Ferner werden

• -Hydrophone durch Geophone ersetzt, usw.

Auch ist darauf hanzuweisen, da-3 die seismische Datenverarbeitungseinrichtung nach vorliegender Erfindung in Verbindung nit einer beliebigen seismischen Impulsquelle verwendet werden kann, z.B. mit Explosivstoffen, Luftkanonen, Frequenzwobbelungsvibratoren. Wenn Signale aus einer Frequenzwobbelungsvibratorquelle aufgenommen werden, werden die aufgenommenen Signale vor der Bearbeitung in der Strahlsteuereinrichtung, die die Gruppenformeinrichtung 2184 ist, korreliert und auf Inpulsansprechform Übertragen, und zwar für jede der fünfhundert Sensoreinheit-Stellen oder -Kanäle.

Vorstehende Beschreibung gibt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wieder^ es können aber verschiedene abgeänderte Schaltungen, Schaltaftordnungen und Einrichtungen anstelle der hier angegebenen verwendet werden, ohne daß vom Wesen der Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise können andere ^Techniken zur Multiplexübertragung von Signalen aus den individuellen Sendeje/Bmpfängereinheiten verwendet werden. Es können aber auch Spezialschaltungan zur Durchführung der Strahlsteuerung und der Gruppenformung eingesetzt werden*

Des weiteren können Teile der Erfindung, z.B. das Verstärkungssystem mit sich änderndem Verstärkungsfaktor, das multiplexer- _i kommutierte Hochpaßfilter und verschiedene andere Schaltanordnungen und Einrichtungen ganz allgemein und für andere An- ; wendungsfälle als die hier beschriebenen.

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Claims

Patentansprüche

1. Seismische Datenverarbeitungseinrichtung mit einer Vielzahl von elementaren seismischen Sensoreinheiten, die elektronischen Sender/ Empfängereinheiten zugeordnet sind, welche während des Betriebes seismische Oatensignale von den Sensoreinheiten über eine Übertragungj; verbindung in einem seismischen Kabel in eine gemeinsame Zentralstation unter Anwendung der Multiplextechnik übertragen, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Multiplexvorrichtung in jeder Sender/Empfängereinheit zum aufeinanderfolgenden Prüfen des Ausganges!

i aus jeder der elementaren seismischen Sensoreinheiten eines bestimmten Satzes von zugeordneten Sensoreinheiten und eine elektronische Schaltung in jeder Sender/Empfängereinheit, um die Ausgänge aus jeder Sender/Empfängereinheit tier Übertragungsverbindung aufzugeben, so daß während des Betriebes die Ausgänge aus jeder seismischen Sensoreinheit des Satzes durch eine erste Multiplexstufe geprüft werden und die Ausgänge aus wenigstens einigen Sender/Empfängereinheiten nacheinander der Zentralstation über die Übertragungsverbindung durch eine zweite Multiplexstufe aufgegeben werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender/ Empfängereinheiten innerhalb des Kabels aufgenommen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheiten ebenfalls innerhalb des Kabels aufgenommen sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch getrennte Kabelabschnitte, die die Sensoreinheiten aufnehmen, und andere, dazwischengeschaltete Kabeleinheiten, die die Sender/Empfängereinheiten aufnehmen.

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5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralstation eine Steuereinheit aufweist, die so betätigbar ist, daß elektrische Abfrage- und Befehlssignale über eine erste Über« tragungsverbindung aufgegeben werden, was eine verhältnismäßig langsame Fortschreitzeit zu allen Sender/Empfängereinheiten der Reihe nach ergibt, wobei die Oatensignale von den Sender/Empfängereinheiten zu einem Aufzeichnungsgerät der Zentralstation Über eine zweite Übertragungsverbindung mit verhältnismäßig hoher Fortschreitzeit in MuI-tiplexschaltung Übertragen werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Gesamtfortschreitgeschwindigkeit wenigstens der Abfragesignale längs der ersten Übertragungsverbindung vermindert.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verringerung der GesamtfOrtschreitgeschwindigkeit Verzögerungsleitungen in den Sender/Empfängereinheiten sind.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch ' wenigstens ein verdrilltes Leiterpaar, das die erste Übertragungs- < Verbindung darstellt, und wenigstens eine Koaxialleitung, die die zweite Übertragungsverbindung darstellt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stufen von Multiplexsystemen vorgesehen sind, von denen die erste Stufe in jeder Sender/Empfängereinheit einen Multiplexer aufweist, der so betätigbar ist, daß er nacheinander Information in Form von Oaten aus einem Satz von Sensoreinheiten in datenverarbeitende Elemente, einschließlich eines Speicherelementes der Sender/Empfängereinheit, das dem Satz von Sensoreinheiten zugeordnet ist, einspeist,

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während das Multiplexsystem der zweiten Stufe nacheinander die auf diese Weise gespeicherten Signale von jedem der Speicherelemente der Sender/Empfängereinheiten einer Aufzeichnungsstation der Zentralstation aufgibt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Analog-Digital Umwandler in jeder Sender-Empfängereinheit, der während des Betriebes die Analogeingänge aus jeder seismischen Sensoreinheit des Satzes, der einer bestimmten Sender/Empfängereinheit zugeordnet ist, aufnimmt, wenn sie von dem Multiplexer Übertragen werden, der die erste Multi-

plexstufe darstellt, und der bei Umwandlung in Oigitalform die Signa-! Ie in das Speicherelement Überträgt, aus welchem auf diese Weise ge- j formte und gespeicherte Oatenwörter auf das Kabel im Multiplexbetrieb j

übertragen werden. j

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch j etwa 50 Sätze von Sensoreinheiten, von denen jeder Satz zehn Sensoreinheiten aufweist und jede Sensoreinheit drei individuelle seismisch^ Detektoren besitzt, die so kombiniert sind, daß sie gemeinsam arbeiten.

12. Seismische Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche- 1 bis 11, mit einer seismischen Kabelanordnung zur Verbindung mit einer gemeinsamen Zentralstation, wobei die Kabelanordnung eine Vielzahl von Kabelabschnitten aufweist, die während des Betriebes hintereinander entfernt von der Zentralstation angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kabelabschnitt eine breitbandige Übertragungsverbindung zur Übertragung von Multiplex-Datensignalen aus einer Vielzahl von elementaren Sensoreinheiten zur Zentralstation aufweist, wobei einige der Kabelabschnitte einen einer Vielzahl von Verbinderbausteinen aufnimmt, deren jeder eine Sender/Empfängereinheit besitzt, ferner einen Satz einer Vielzahl von analogen Kanälen, die

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mit einem Satz von elementaren Sensoreinheiten verbunden sind, eine gemeinsame, die Signale aufbereitende elektronische Anordnung zur Umwandlung seismischer Signale aus den analogen Kanälen in entspre- _: chende digitale Datensignale, die in den Sender/Empfängereinheiten vorgesehen sind, welche zur Multiplexschaltung der digitalen Datensignale auf die breitbandige Ubertragungsverbindung zur Zentralstation! betätigbar sind, eine Vorrichtung zur Aufnahme, Regenerierung und RUckUbertragung von seismischen Datensignalen aus weiter entfernten Kabelabschnitten Über die breitbandige Ubertragungsverbindung zur Zentralstation, die ebenfalls in den Sender/Empfängereinheiten vorgesehen sind, wobei die gemeinsame Zentralstation eine Einrichtung zur Zeitsteuerung des Aufgebens der digitalen Datensignale in Multiplexform auf die breitbandige Übertragungsverbindung besitzt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung wenigstens einen Abfragekanal zur Übertragung von

: Abfrageimpulsen in zeitgesteuerten Intervallen auf die Sender/Empfän-\ gereinheiten aufweist, wobei eine Einrichtung in jeder Sender/Empfängereinheit vorgesehen ist, die die Abfrageimpulse zu den Sender/

Empfängereinheiten, welche weiter entfernt von der Zentralstation '. j ι

liegen, aufnehmen und zurUckUbertragen.

14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Ein- [ ! richtung zum Einspeisen von Wedi selstromenergie Über die Kabelanord- j

nung in die Sender/Empfänger mit einer Frequenz, die mindestens gleich ■ der doppelten Frequenz ist, mit der jedes Analogsignal durch MultiplexUbertragung während des Betriebes geprüft wird. i

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, ' daß jede elementare seismische Sensoreinheit wenigstens zwei seismische Detektoren aufweist, die längs eines Kabelabschnittes versetzt

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sind, wobei jede elementare seismische Sensoreinheit in Längsrichtung des Kabels eine Länge von weniger als 6 m besitzt.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Testvorrichtung zur Messung von Kabelparametern und durch eine Einrichtung zum digitalen Darstellen und Übertragen einer von der Testvorrichtung angezeigten Kabelparameterinformation über die breitbandige Übertragungsverbindung.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbinderbaustein einen abgedichteten Zylinder aufweist, der die Sender/Empfängereinheit enthält, und daß Steckverbinder an jedem Ende vorgesehen sind, um die Kabeleinheiten mechanisch und elek+ trisch miteinander zu verbinden, wobei die Kabelanordnung eine Reihe von Standardkabelabschnitten und Standardverbinderbausteinen, die miteinander abwechseln, aufweist.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbinderbausteine unter sich und die Kabelabschnitte unter sich identisch ausgebildet sind.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender/Empfängereinheiten eine Multiplexstufe mit einer Kanalauswählvorrichtung zum aufeinanderfolgenden Verbinden der analogen Kanäle mit der gemeinsamen Signalaufbereitungsvorrichtung besitzen.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, gekennzeichnet durch

eine Multiplexstufe mit einer Vorrichtung zum aufeinanderfolgenden Übertragen seismischer digitaler Oatensignale aus einem ersten analo-_t gen Kanal in jeden einer Vielzahl von Sendern/Empfängern längs der gesamten Kabelanordnung über die breitbandige Übertragungsverbindung,

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und zum anschließenden, nacheinanderfolgenden Übertragen seismischer Datensignale von einem zweiten Analogkanal in den der Vielzahl von Sendern/Empfängern längs der Kabelanordnung über die breitbandige Übertragungsverbindung.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Aufnahme von Abfrageimpulsen und zum Wirksammachen der Übertragungsvorrichtung in Abhängigkeit davon.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, gekennzeichnet durch wenigstens eine Verzögerungsleitung in jeder Sender/Empfängereinheit zur zeitlichen Trennung aufeinanderfolgender seismischer Datensignale, die von jeder der Sender/Empfängereinheiten längs der Kabelanordnung zur gemeinsamen Zentralstation Übertragen werden.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die die digitalen Datensignale Übertragende Einrichtung eine Einrichtung zur Übertragung lokaler digitaler seismischer Datensignale Über die breitbandige Übertragungsverbindung vor dem Aufnehmen, Re*

; generieren und Rückübertragen von seismischen Daten aus weiter ent- !

ί fernten Kabelabschnitten aufweist.

_:24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine Multiplexerstufe, die zur Prüfung jeder der elementaren seismischen Sensoreinheiten nut 500 Hz betätigbar ist.

25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß jede elementare seismische Sensoreinheit drei elektrisch miteinantder verbundene, im Abstand voneinander versetzte seismische Detektoren aufweist, und daß die Länge einer jeden elementaren Sensoreinheit kleiner als die Hälfte der Wellenlänge einer seismischen Welle, die

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eine Frequenz gleich der Hälfte der Prüffrequenz hat, mit der der Multiplexbetrieb durchgeführt wird, während des Betriebes ist.

2ό. Einrichtung nach Anspruch 13 und einem der Ansprüche 14 bis 25, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung zum Ordnen der seismischen Datensignale, die /on den entsprechenden Sender/Empfängereinheiten in Abhängigkeit von der Laufzeit der Abfrageimpulse durch den Äbfragejkanal übertragen werden, und durch eine zusätzliche Einrichtung zum Ordnen der seismischen Datensignale aus entsprechenden analogen Kanä-j len in jeder Sender/Empfängereinheit in Abhängigkeit von der Kanalausjwählfolge.

27. Einrichtung nach Anspruch 13, und einem der Ansprüche 14 bis 26, da- j durch gekennzeichnet, daß der Abfragekanal in jedem Kabelabschnitt j

dreifachredundante Stromleiterpaare aufweist, wobei jeder Sender/ ■

Empfänger eine Einrichtung zur Aufnahme von Impulsen aus zwei dieser Stromleiterpaare enthält.

28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sender/Empfängereinheit mit wenigstens einem zusätzlichen Analogeingabekanal sowie einem Hilfssensor bzw. Hilfssensoren, der bzw. die mit dem zusätzlichen Analogkanal bzw. zusätzlichen Analogkanälen verbunden ist, versehen ist.

29. Einrichtung nach einemder Ansprüche 12 bis 28, dadurch gekennzeichnet), daß die BreitbandUbertragungsverbindung in jedem Abschnitt dreifachredundante Koaxialübertragungsleitungen und jede Sender/Empfängerein-t hext eine Einrichtung zur Aufnahme von Datensignalen aus zweien diesejr Koaxialleitungen aufweist, und daß in jeder Sender/Empfängereinheit eine Einrichtung zur Anzeige einer unterbrochenen Koaxialleitung sowie eine Einrichtung zur Übertragung eines Fehleranzeigesignales über

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die BreitbandUbertragungsverbindung zur Zentralstation bei Anzeige einer unterbrochenen Leitung vorgesehen ist.

30. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 29, gekennzeichnet durch eine Test- und Teststeuereinrichtung zur Eichung des Signalpegels des Ausganges aus jeder elementaren seismischen Sensoreinheit. '<

31. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelanordnung ein Meeresstreamerkabel ist, das eine Vorrichtung aufweist, die dem Kabel einen im wesentlichen neutralen Auftrieb

: erteilt.

32. Einrichtung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch wenigstens einen Hilfsanalogkanal, der mit einer Vorrichtung zur Messung der Wasser- '■ tiefe gekoppelt ist, welche ein die Wassertiefe anzeigendes frequenzmoduliertes Ausgangssignal konstanter Amplitude erzeugt. i

33. Einrichtung nach Anspruch 31 oder 32, gekennzeichnet durch eine Was-

serlekanzeigevorrichtung in jedem Kabelabschnitt, die zwei unvoll- , kommen isolierte Leiter aufweist, die sich in Längsrichtung des Kabeltabschnittes erstrecken, um bei Vorhandensein von Wasser im Kabelab- ^[ schnitt die Amplitude des frequenzmodulierten Signales eines Druck- i wandlers zu modulieren.

34. Einrichtung nach Anspruch 31, 32 oder 33, gekennzeichnet durch eine '

ι mit der Kabelanordnung befestigte Vorrichtung zum Messen der Streckung der Kabelanordnung.

ι :

35. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 34, dadurch gekennzeichj net, daß jede Sender/Empfängereinheit eine Kodeumwandlereinrichtung zur Formatsteuerung der digitalen Datensignale als Digitalwörter mit

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wenigstens 20 Bits aufweist, wobei ein digitales Datenwort die Amplitude des Analogsignales zum Zeitpunkt der Prüfung während eines Multi plexschrittes darstellt.

36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein digitales Datenwort wenigstens einen Exponenten und eine Mantissayaufweist.

37. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 36, dadurch gekennzeichne daß die gemeinsame, die Signale konditionierende Elektronik eine Einrichtung zur Filterung und zur Konditionierung des Verstärkungsgrades der analogen seismischen Signale aufweist.

38. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 37, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Impedanzanpassungsabschnittes für die Ubertragungsverbindung, fUr den Abfragekanal und fUr den Steuerkanal, wobei die Abschlußeinrichtung mit dem Ende des Kabelabschnittes gekoppelt ist, der am weitesten von der Zentralstation entfernt liegt.

39. Seismische Datenverarbeitungseinrichtung mit einem seismischen Kabel zum Verbinden mit einer gemeinsamen Zentralstation, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine VielzahJ von im wesentlichen identischen Kabelabschnitten, wenigstens zehn elementaren seismischen Sensoreinheiten, die in jedem Kabelabschnitt enthalten sind, Verbinderbausteinen, die jedem der Kabelabschnitte zugeordnet sind und deren jeder eine Sender/Empfängereinheit mit eineij Ausgangsschaltung zur Übertragung digital dargestellter seismischer Signale aus dem Kabel über eine gemeinsame Ubertragungsverbindung auf-* weist, gemeinsame elektronische Schaltungen zur Verstärkung und digitalen Darstellung analoger Eingangsinformation, eine Schaltanordnung, die nacheinander eine Sensoreinheit nach der anderen mit den gemein-

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samen elektronischen Schaltungen verbindet, eine Vorrichtung zum
Verbinden der Kabelabschnitte mit den Verbinderbausteinen, und eine Vorrichtung zum nacheinander erfolgenden Aufgeben von Signalen aus
allen Sender/Empfängereinheiten von dem Kabel zur Datenübertragungs-j verbindung sowie zum wiederholten Aufgeben der Signale auf die Da- ■ tenübertragungsverbindung, wobei die Schaltanordnung in jeder Sender!/ Empfängereinheit so geschaltet ist, daß sie Signale aus den Sensor- j

einheiten in jedem Kabelabschnitt aufnimmt, und wobei digitale Sig- ! nale aus allen Sensoreinheiten nacheinander der Datenübertragungs- > verbindung aufgegeben werden. !

40. Einrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß jede ·

elementare seismische Sensoreinheit wenigstens zwei im Abstand j voneinander angeordnete, elektrisch miteinander verbundene seismi- j sehe Detektoren aufweist. i

41. Einrichtung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge einer jeden seismischen Sensoreinheit kleiner ist als die Hälfte der Wellenlänge einer seismischen Welle mit einer Frequenz,
die durch die Wiederholrate des Aufgebens der Signale aus einer
einzelnen Sensoreinheit auf die Datenübertragungsverbindung definiert ist.

j 42. Seismische Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere nach einem

der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zwei-

j stufige Multiplex- und Fernmeßeinrichtung für seismische Daten ist,

. die ein seismisches Kabel mit einer Breitbandübertragungsverbindung, eine Vielzahl von Empfängereinheiten, die längs des Kabels im Ab- , ; stand versetzt angeordnet sind, und eine Vielzahl von elementaren ' seismischen Sensoreinheiten, die einen Satz von Einheiten bilden,

! welche jeder Sender/Empfängereinheit zugeordnet sind, aufweist, daß

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eine erste Multiplexstufe, die eine Schaltvorrichtung besitzt, welch«} in jede Sender/Empfängereinheit zum aufeinanderfolgenden Auswählen der einzelnen seismischen Sensoreinheiten und zum Koppeln einer ausgewählten seismischen Sensoreinhe.it mit der zugeordneten Sender/ Empfängereinheit eingeschlossen ist, mit einer zweiten Multiplexstufe zusammenarbeitet, die eine Einrichtung zum Prüfen und Aufgeben von Daten aus der ausgewählten Sensoreinheit darstellenden seismischen Signalen von einer der Sender/Empfängereinheiten nach der anderen in einer Folge auf die BreitbandUbertragungsverbindung in Multiplexform aufweist, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die jede Schalteinrichtung so betätigt, daß eine andere seismische Sensoreinheit mit jeder Sender/Empfängereinheit ausgewählt und gekoppelt wird, und daß im Anschluß daran die erste Sensoreinheit geprüft wird, wobei eine erste Reihe von seismischen Signalen aus elementaren seismischen Sensoreinheiten gleichen Ranges zuerst von alle^i Sender/Empfängereinheiten der Übertragungsverbindung aufgegeben wird dann eine zweite Reihe von seismischen Signalen aus elementaren seis-jmischen Sensoreinheiten des nächsten gleichen Ranges auf die Übertragungsverbindung aufgegeben wird, usw., bis alle seismischen Sensoreinheiten geprüft worden sind.

ι 43. Seismische Oatenverarbeitungseinrichtung, die nach der Multiplex-

und Fernmeßtechnik arbeitet, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination einer Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Sender/Empfängereinheiten, deren jede eine Vielzahl von Signaleingangskanälen und einen gemeinsamen Ausgangskanal besitzt, eine Kanalauswählvorrichtung in jeder Sender/Empfängereinheit zum aufeinanderfolgenden Koppeln jedes Eingangskanales mit dem gemeinsamen Ausgangskanal, eine Abfrageverbindung, die die Sender/Empfängereinheiten miteinander verbindet, um zeitgesteuerte Abfrageimpulse in die Kanalauswählvorrichtung zu

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übertragen, eine Datenübertragungsverbindung, die die gemeinsamen Ausgänge der Sender/Empfängereinheiten miteinander verbindet, um seismische Signale aus jeder Sender/Empfängereinheit in Abhängigkeit von einem Abfrageimpuls zu übertragen, eine Einrichtung zum Ordnen der seismischen Signale bei deren Empfang aus jeder Sender/Empfängereinheit in Abhängigkeit von der Ausbreitlaufdauer der Abfrageimpulse durch die Abfrageverbindung, und eine zusätzliche Einrichtung zum Ordnen der seismischen Signale aus entsprechenden Eingangskanälen innerhalb jeder Sender/Empfängereinheit in Abhängigkeit von der Kana.L \ auswählfolge.

! 44. Seismische Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet,durch die Kombination j

, einer Vielzahl von elementaren seismischen Sensoreinheiten, die längi eines seismischen Kabels verteilt sind, eine Einrichtung, die eine j Zentralstation aufweist, welche gemeinsame Aufzeichnungsgeräte besitzt, und eine Steuereinrichtung zur Übertragung der Steuersignale auf und zur Aufnahme von Daten aus dem seismischen Kabel, Übertragungsverbindungen innerhalb des Kabels zum Übertragen von seismischen Datensignalen, die aus den elementaren seismischen Sensoreinheiten abgeleitet werden, auf die Zentralstation, und eine elektronische Sender/Empfängereinrichtung, die vollständig innerhalb des seismischen Kabels angeordnet ist, um analoge seismische Signale, die durcji die elementaren seismischen Sensoreinheiten angezeigt werden, in Datensignale digitaler Form umzuwandeln und um die digitalen Datensignale über das Kabel in die Zentralstation im Multiplexbetrieb zu Übertragen.

45. Seismische Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere nach einemcbr vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein zweistufiges Multiplex- und Fernmeßsystem für die seismi-

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sehe Erkundung ist und eine Kombination aus einem seismischen Kabel mit einer Breitbandübertragungsverbindung, einer Vielzahl von Sender/ Empfängereinheiten, die längs des Kabels im Abstand angeordnet sind, einer Vielzahl von seismischen Sensoreinheiten, die Ausgänge in jede der Sender/Empfängereinheiten besitzen, einer ersten Multiplexeinrichtung, die Signale aus jeder Sender/Empfängereinheit auf die BreitbandUbertragungsverbindung im Multiplexbetrieb Überträgt, sowie einer zweiten Multiplexeinrichtung, die nacheinander jede seismische Sensoreinheit mit der zugeordneten Sender/Empfängereinheit im Multiplexbetrieb schaltet, wobei der Ausgang einer jeden seismischen Sensoreinheit geprüft und der Übertragungsverbindung aufgegeben wird, darstellt.

46. Im Multiplexbetrieb kommutiertes Hochpaßfilter, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einer seismischen Datenverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 45, mit einer Vielzahl von AnalogeingangsanschlUssen, einem Ausgangsanschluß und einem Multiplexer, der eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen und eine ge- { meinsame Ausgangsleitung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein bestimmter einer Vielzahl von Kondensatoren zwischen jeden Analogeingangsanschluß mit dem Filter und jeder Eingangsanschluß mit dem Multiplexer verbunden ist, und daß ein Widerstand mit der gemeinsamen Ausgangsvielfachleitung verbunden ist.

47. Filter nach Anspruch 46, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung die mit dem Multiplexer zum sequentiellen Verbinden eines jeden i Kondensators mit dem Widerstand zusammengeschaltet ist.

48. Filter nach Anspruch 46 oder 47, gekennzeichnet durch eine spezielle elementare seismische Sensoreinheit, die mit jedem der Eingangsanschlüsse verbunden ist.

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49. Filter nach Anspruch 48, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Veränderung des Verhältnisses der Verweildauer in bezug auf die Kanalabschaltzeit des Multiplexers zur Änderung der Grenzfrequenz, wobei die Verweildauer die Zeitperiode ist, während welcher eine der seismischen Sensoreinheiten mit dem Widerstand verbunden ist, und der übrige Teil der Zeitdauer, die erforderlich ist, um einen Multiplexerabtastzyklus zu vervollständigen, die Kanalabschaltzeit j ist.

50. Filter nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz f = [1/(2'TRC)J Qd/tJ kleiner als 3 Hz ist, wobei R der Wert des Widerstandes, C der Wert eines jeden Kondensators, D die Verweildauer und T die Kanalabschaltzeit ist.

51. Mehrkanalige, zeitanteilige Datenerfassungseinrichtung für seismische Signale, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 50, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Analogkcnälen, deren jeder über! einen Kondensator mit einem Eingangsanschluß eines Multiplexers ver-i bunden ist, der eine gemeinsame Ausgangsvielfachleitung aufweist, ;

eine Prüf- und Halteschaltung, eine Kopplungseinrichtung, die die j

Vielfachleitung mit der Prüf- und Halteschaltung verbindet, und ein J

Steuergerät, das mit dem Multiplexer zum sequentiellen Verbinden j

eines jeden analogen Kanales mit der Prüf- und Halteschaltung ge- i

koppelt ist, wobei ein gemeinsamer Widerstand vorgesehen ist, der _:

mit der gemeinsamen Multiplexer-Ausgangsvielfachleitung verbunden ; ist, und wobei die Kondensatoren nacheinander ein durch den Multiplexer kommutiertes Hochpaßfilter mit dem Widerstand bilden.

52. Einrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsvorrichtung einen Betriebsverstärker aufweist, der den gemeinsamen Widerstand als Eingangswiderstand besitzt.

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53. Einrichtung nach Anspruch 51 oder 52, gekennzeichnet durch eine Multiplexer-Verweildauereinstellvorrichtung zur Veränderung der Grenzfrequenz des durch Multiplexer kommutierten Hochpaßfilters.

54. Seismische Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 51, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Sender/Empfängereinheiten und eine Breitbanddatenübertragungsverbindunc die die Sender/Empfängereinheiten mit einer Zentralstation verbindei wobei eine Vielzahl von Sätzen von im Abstand angeordneten elemen- j taren seismischen Sensoreinheiten vorgesehen sind, deren jeder mit j einer Speisequelle einer Vielzahl von analogen seismischen Signalen , über Eingangskanäle an eine andere Sender/Empfängereinheit ange- j schlossen ist, wobei jede Sender/Empfängereinheit eine Datenver- '■ arbeitungseinrichtung zum Umwandeln eines Analogsignales bei dessen Aufgeben in eine digitale Form aufweist, und wobei jede £ender/ j

Empfängereinheit eine Einrichtung zum Aufgeben von selbsttaktenden j digitalen Wörtern besitzt, die seismische Signale aus jedem der Eingangskanäle an alle Sender/Empfängereinheiten zur Breitbandübertragungsverbindung darstellen.

55. Einrichtung nach Anspruch 54, gekennzeichnet durch eine Einrichtung in jeder Sender/Empfängereinheit zum Aufgeben von digitalen Wörtern an die Übertragungsverbindung als phasenkodierter Zurück-Nach-Null-Impulskode.

56. Einrichtung nach Anspruch 54 oder 55, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung in jeder Sender/Empfängereinheit zum Aufgeben von digitalen Wörtern an die Übertragungsverbindung in Zeitmultiplexfolge.

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57. Einrichtung nach Anspruch 54, 55 oder 56, gekennzeichnet durch eine Stromimpulserzeugungsschaltung in jeder Sender/Empfängereinheit zuml Aufgeben digitaler Wörter an die Übertragungsverbindung.

58. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 57, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sender/Empfängereinheit eine Einrichtung zum Aufnehmen;, Regenerieren und RUckUbertragen von digitalen Wörtern aus abwärts- I verbundenen Sender/Empfängereinheiten längs der Übertragungsverbindung aufweist, und daß die Regeneratoreinrichtung eine ODER-Gatter- j schaltung aufweist, die entweder digitale Wörter aus den abwärtsverbundenen Sender/Empfängereinheiten oder lokalerzeugte digitale j Wörter aufnimmt.

59. Einrichtung nach Anspruch 58, gekennzeichnet durch eine Datendetek-

torschaltung, die mit dem Ausgang des ODER-Gatter verbunden ist, um ; Beginn und Ende eines jeden digitalen Wortes anzuzeigen.

60. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 59, gekennzeichnet durch! eine individuelle Takteinrichtung zum Synchronisieren der digitalen ; Vorgänge innerhalb jeder Sender/Empfängereinheit, wobei die Takteinrichtungen an den unterschiedlichen Sender/Empfängereinheiten etwa die gleiche Betriebsfrequenz besitzen, jedoch asynchron in bezug aufeinander arbeiten.

61. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 60, gekennzeichnet durch eine WiederholeinrichtungJLn der Übertragungsverbindung an jeder Sender/Empfängereinheit zum Regenerieren einkommender digitaler Signale synchron mit der lokalen Takteinrichtung an jeder Sender/ Empfängereinheit, wenn digitale Signale von weiter entfernten, abwärtsverbundenen Sender/Empfängereinheiten auf die Zentralstation übertragen werden.

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62. Einrichtung nach Anspruch 56 und einem der Ansprüche 57 bis 61, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abfrageverbindung vorgesehen ist, und daß die Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit von der Ankunftszeit von Abfrageimpulsen, die auf der Abfrageverbindung aufgenommen werden, arbeitet, um digitale Wörter der Übertragungsverbindung aufzugeben.

63. Einrichtung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß jede

Sender/Empfängereinheit ein Abfragenetzwerk aufweist, das mit der

Verbindung

Abfragegaa gekoppelt ist, und daß das Abfragenetzwerk eine Verzögerungsleitung zwischen den Eingangs- und AusgangsanschlUssen zur Verzögerung der Abfragesignale aufweist, wenn sie aus der Zentralstation ankommen.

64. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß jedes selbsttaktende Oatenwort mit einer führenden Kante beginnt, die die gleiche gegebene Polaritätsorientierung besitzt, wodurch die Zentralstation in der Weise wirksam gemacht wird, daß sie den Beginn eines jeden Datenwortes identifiziert.

65. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 64, gekennzeichnet durch einen Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor in jeder Sender/Empfängereinheit, der Teil der Analog-Digital-Umwandlereinrichtung ist.

66. Seismische Datenverarbeitungseinrichtung nach einem der vorausgehen-! den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, aaß die Zentralstation eine Einrichtung zum selektiven Kombinieren von digitalen Signalen aus Sätzen von elementaren seismischen Sensoreinheiten zur Bildung vorbestimmter Sätze von zusammengesetzten Gruppensignalen und zum selektiven Verbinden von digitalen Signalenjaus unterschiedlichen Sätzen

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von seismischen Sensoreinheiten zur Bildung unterschiedlicher Sätze von zusammengesetzten Gruppensignalen aufweist, wobei gewünschte seismische Sensorgruppenkonfigurationen ohne physikalische Änderung des seismischen Kabels oder eines anderen Erfassungssystems im Einsatz aufgebaut werden können.

67. Einrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Zen- '

tralstation mit einer Gruppenformeinrichtung versehen ist, die einen Steuerlesespeicher aufweist.

68. Einrichtung nach Anspruch 62 oder einem der Ansprüche 63 bis 67 in Verbindung mit Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale staiion eine Einrichtung zum Messen des Zeitintervalles zwischen dem Aufgeben eines Abfragesignales an die Abfrageverbindung und dem i Empfang eines jeden Datenwortes, das über die öatenübertragungsver- ; bindung gesendet worden ist, aufweist, und daß eine Einrichtung zur j Speicherung des resultierenden Binäradressenkodes vorgesehen ist, der jedem Datenwort zur Identifizierung der Quelle zugeordnet ist.

69. Einrichtung nach Anspruch 68, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Sortieren der Datenwörter, die seismische Signale in Abhängigkeit von dem Adressenkodes darstellen, und eine Einrichtung zum Kombinieren der sortierten Datenwörter zur Bildung seismischer Gruppensignale.

70. Einrichtung nach Anspruch 62 oder einem der Ansprüche 63 bis 69 in · Verbindung mit Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentral-« station eineEinrichtung zum Aufgeben eines Satzes von Abfragesignalejn an die Abfrageverbindung einschl. eines ersten breiten Impulses, an den sich eine Reihe von schmalen Impulsen anschließen, aufweist.

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71. Einrichtung nach Anspruch 66, oder einem der Ansprüche 67 bis 70

in Verbindung mit Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, äaß die Zentralstation eine Einrichtung zur Bewertung der seismischen Datenwörter bei deren Kombination aufweist.

72. Einrichtung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungseinrichtung ein Bewertungskoeffizient-Lesespeicher ist.

73. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 72, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungsverbindung eine Länge von mehr als einer Meile und ein Frequenzdurchlaßband von wenigstens 100 MHz besitzt und daß die Einrichtung zum Aufgeben digitaler Wörter an die Datenübertragungsverbindung mit einer Impulsrate von mehr als 20 Millionen Impulsen pro Sekunde betätigbar ist und eine Schaltvorric tung zur Übertragung von Datenwörtern in "Rückkehr- auf Null" Impulskodeform aufweist.

74. Seismisches Datenverarbeitungssystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 73, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

ein seismisches Kabel mit mehr als 1,8 km Länge, elementare seismische Sensoreinheiten, die mit dem größeren Teil der Länge des seismischen Kabels in Intervallen von weniger als 12 m verbunden und längs dieses Kabels angeordnet sind und deren jede eine Vielzahl von elektrisch miteinander verbundenen SeisBometern aufweist, welche an im Abstand versetzten Stellen läqgs des seismischen Kabels angeordnet sind,
eine Vorrichtung, die wenigstens zehn seismische Gruppensignale bil-l det, wobei jedes Gruppensignal das Ergebnis der Kombination von Signalen, die aus wenigstens fünf der elementaren Sensoreinheiten empfangen werden, ist, wobei jedes der fünf Signale selektiv

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relativ zu den anderen vor der Kombination verzögert wird,

i eine Einrichtung zum kontinuierlichen Verändern der Richtungsempfindl·- lichkeit eines jeden dieser Bereichssignale durch Änderung der Ver- J zögerung zwischen den Signalen der elementaren Sensoreinheiten, die ■, sich aus seismischen Reflexionen aus unterschiedlichen Tiefen ergeben und durch einen einzigen seismischen Impuls verursacht sind, wobei jedes Bereichssignal kontinuierlich in seiner Richtung der seismischen Signalaufnahme verschoben wird, und eine Einrichtung, die den Bereichssignalen eine normale Ausklammerungskorrektur aufgibt, um seismische Spursignale zu erzeugen, so daß Reflexionen aus den gleichen Tiefen an in wesentlichen der gleichen Stelle längs jedes Spursignales auftreten.

75. Seismisches Oatenverarbeitungssystem nach Anspruch 74, dadurch ge- ; kennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung von Gruppensignalen j eine Matrixspeichereinrichtung zum Halten der Signale aus jeder der elementaren Sensoreinheiten aufweist, die ein vorbestimmtes Zeitrahmenintervall im Anschluß an den seismischen Impuls abdecken, eine Einrichtung zum Verschieben des Zeitrahmenintervalls, und eine Einrichtung zum Formen der Gruppensignale durch Kombinieren gespeicherter Signale der elementaren Sensoreinheit, die zeitlich durch Auswahl solcher Signale aus der Speichervorrichtung an Stellen in ■

der Matrixspeichervorrichtu-ng verschoben sind, die fUr jedes Signal der elementaren seismischen Sensoreinheiten in gewünschten Zeitunterschied zwischen den zu kombinierenden Signalen der elementaren seismischen Sensoreinheiten entsprechen, wobei jedes der Gruppensignale einen primären seismischen Aufnahmewinkel entsprechend der Verzögerung zwischen den Signalen der elementaren seismischen Sensoreinheiten besitzt.

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76. System nach Anspruch 75, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bewertung jedes Signales der elementaren seismischen Sensoreinheiten, wodurch die Richtungsempfindlichkeit der Gruppensignale erhöht wird.

77. System nach Anspruch 75 oder 76, gekennzeichnet durch eine in das Kabel eingeschlossene Multiplexereinrichtung zur Übertragung von seismischen Signalen aus den elementaren seismischen Sensoreinheiten auf die Speichereinrichtung.

78. System nach einem der Ansprüche 74 bis 77, dadurch gekennzeichnet, daß die die Richtungsempfindlichkeit ändernde Einrichtung eine Einrichtung zum kontinuierlichen Verändern der Verzögerung zwischen den Sätzen von zu kombinierenden Signalen aufweist, wodurch jedes Gruppensignal so gebildet wird, daß das Ansprechen auf Reflexionen, die von unterirdischen Stellen längs vorbestimmter benachbarter vertikal|er Linien durch das zu erkundende Terrain entstehen, ein Maximum wird.

79. Seismisches Datenverarbeitungssystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 78, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

eine Zentralstation,

eine Vielzahl von entfernt liegenden Sender/Empfängereinheiten, ein Kabel, das eine breitbandige Übertragungsverbindung aufweist, die die Sender/Empfängereinheiten mit der Zentralstation verbindet, ! eine Vielzahl von elementaren seismischen Sensoreinheiten, die so geschaltet sind, daß sie eine Vielzahl von individuellen Analogsignalen jeder der Sender/Empfängereinheiten zuführen, eine in den Sender/Empfängereinheiten vorgesehene Einrichtung zum digitalen Darstellen analoger Signale und zum Aufgeben dieser Signale auf die Übertragungsverbindung, eine Datenempfangs- und Verarbeitungseinrichtung zur Aufnahme der

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seismischen Oaten und zur Speicherung in einem Kanalabtastspeicher, eine Gruppenformeinrichtung zum Auswählen und Kombinieren gespeicherter seismischer Daten aus einer ausgewählten ersten Gruppe von Sätzen elementarer seismischer Sensoreinheiten zur Erzeugung eines ersten Satzes von seismischen Gruppensignalen, die aus den ausgewähl-t ten Signalkombinationen aus ausgewählten Sätzen von elementaren seismischen Sensoreinheiten gewonnen werden, und eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Auswählen und Kombinieren gespeicherter seismischen Signale aus einer unterschiedlichen ausgewählten zweiten Anzahl von Sätzen der gleichen elementaren seismischen Sensoreinheiten, wodurch ein zweiter, unterschiedlicher Satz von _; Gruppenftignalen erzeugt wird, die aus den verschiedenen ausgewählten j Signalkombinationen aus den gleichen elementaren seismischen Sensor-¹ einheiten bestehen.

80. System nach Anspruch 79, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum ι

Auswählen von Proben aus den Sensoreinheiten, welche von jeder der '

Sensoreinheiten zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommen werden, um ;

jededer Gruppen in die Richtung der Ankunft reflektierter seismi- j scher Signale fortlaufend zu lenken.

; 81. System nach Anspruch 79 oder 80, dadurch gekennzeichnet, daß jede

der seismischen Sensoreinheiten eine Vielzahl von miteinander ver-

'. bundenen seismischen Detektoren darstellt, die längs des Kabels in einem Abstand von weniger als 9 m vorzugsweise weniger als 6 m ve*- j

j ;

teilt sind. ι

82. System nach Anspruch 79, 80 oder 81 _B gekennzeichnet, durch eine Einrichtung zur Speicherung von Gruppenbewertungskoeffizienten, und durch eine Einrichtung zum Multiplizieren der Daten der ausgewählten Sensoreinheit durch ausgewählte Koeffizienten vor ihrer Kombination

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zur Bildung jedes der Gruppensignale.

83. System, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 82, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

ein seismisches Kabel mit einer Länge von mehr als 1,8 km, elementare seismische Sensoreinheiten, die mit de« größeren Teil der Länge des Kabels in Intervallen von weniger als 9 m verbunden und längs des Kabels angeordnet sind, und deren jede eine Vielzahl von elektrisch miteinander verbundenen Seismome*tern aufweist, welche an im Abstand voneinander angeordneten Stellen längs des Kabels vorgesehen sind, und

eine Einrichtung zur Bildung von wenigstens zehn Richtungssignalen der seismischen Gruppe, wobei jedes Gruppensignal das Resultat kombinierter Signale ist, die von wenigstens fünf der elementaren seismis chen Sensoreinheiten aufgenommen werden.

84. Seismisches Datenverarbeitungssystep, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 83, dadurch gekennzeichnet, daß das System so ausgelegt ist, daß seismische Gruppensignale aus seismischen Signale! erzeugt werden, die an einer Zentralstation aus jeder der mehreren hundert elementaren seismischen Sensoreinheiten aufgenommen werden, welche in engem Abstand längs eines langen seismischen Kabels angeordnet sind, und ferner gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile:

eine Einrichtung zur Aufnahme von seismischen Signalen aus allen der mehreren hundert seismischen Sensoreinheiten sowie eine Einrichtung, die in digitaler Form und in einem Speicher mit Hochgeschwindigkeits-r zugriff Signalproben aus allen elementaren seismischen Sensoreinheiten in Sätzen speichert, die von allen elementaren seismischen Sensoveinheiten in aufeinanderfolgenden Zeitperioden aufgenommen werden^ eine Einrichtung zur Bildung von wenigstens zehn seismischen Gruppen-

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Signalen, wobei jedes Gruppensignal dadurch gebildet wird, daß Signa-i Ie aus wenigstens fünf der elementaren seismischen Sensoreinheiten kombiniert werden, wobei jedes der fünf Signale selektiv zeitlich durch Auswahl aus unterschiedlichen Sätzen der gespeicherten Signale vor der Kombination verschoben wird, und

eine Einrichtung zum kontinuierlichen Verändern der Richtungsempfindlichkeit eines jeden Gruppensignales durch Änderung der Zeitverschiebung, die in der Kombination der Signale der seismischen Sensoreinheiten durch Auswahl von Proben aus unterschiedlich versetzten Sätzeid von gespeicherten Signalproben verwendet werden.

: I

'■ 85. System nach Anspruch 84, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur j

Speicherung von Gruppenbewertungskoeffizienten, und durch eine in

der Gruppenformeinrichtung eingeschlossene Einrichtung zum Multipli-j zieren jedes ausgewählten seismischen Signales durch einen ausgewählt

ten Bewertungskoeffizienten, vor dem Kombinieren zur Bildung der j Gruppensignale.

86. Seismisches Datenverarbeitungssystem, insbesondere nach einem der ; Ansprüche 1 bis 85, gekennzeichnet durch die Kombination folgender

Merkmale: ;

eine Zentralstation, \

ι eine Vielzahl von entfernt angeordneten Sender/Empfängereinheiten, ! eine BreitbandUbertragungsverbindung, die die Sender/Empfängereinheiten mit der Zentralstation verbindet,

eine Vielzahl von im Abstand angeordneten elementaren seismischen Sensoreinheiten, die so geschaltet sind, daß sie eine Vielzahl von analogen seismichen Signalen in jede der Sender/Empfängereinheiten einspeisen,

eine Datenverarbeitungseinrichtung in jeder Sender/Empfängereinheit, zur Umwandlung eines jeden analogen Signales in ein digitales Signal,

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und eine Einrichtung zum selektiven Kombinieren digitaler Signale aus Sätzen von elementaren seismischen Sensoreinheiten zur Bildung vorbestimmter Sätze von zusammengesetzten Gruppensignalen, und zum selektiven Kombinieren digitaler Signale aus unterschiedlichen Sätzer von seismischen Sensoreinheiten, um unterschiedliche Sätze von Gruppensignalen zu bilden, wobei gewünschte Konfigurationen von seismischen Sensorgruppen ohne physikalische Änderung des seismischen Kabels oder anderweitigen Erfassungssystems im Einsatz ausgebildet werden.

87. Analog-Digital-Signalerfassungssystem zur Verwendung in Verbindung mit seismischen Oatenverarbeitungssystemen nach einem der Ansprüche 1 bis 86, wobei das Erfassungssystem eine Vielzahl von Signale aufnehmenden Eingabekanälen besitzt, von denen einer keine Signale aufnimmt und geerdet ist, und wobei ein Multiplexer eine Vielzahl von Eingängen und eine gemeinsame Ausgangsvielfachleitung besitzt, gekennzeichnet durch einen Kondensator, der zwischen pden der Eingabekanäle und einender Multiplexereingünge geschaltet ist, wobei jeder Kondensator eine an ihm erzeugte Streuspannung in Betrieb besitzt, in Kombination mit einer Schaltanordnung, die einen Verstärker zum Verbinden der Multiplexervielfachleitung mit einer Auswerteinrichtung und einer Prüf- und Halteschaltung aufweist, die zwischen Schaltan- J Ordnung und Auswerteinrichtung eingeschaltet ist, wobei die Prüf* und Halteschaltung einen Nebenschlußschalter und einen Serienkondensator aufweist, um eine Prüfepannung gleicher Größe und entgegen-

zu gesetzter Polarität wie die Streuspannung jedes Mal dann/erzeugen, wenn der geerdete Eingabe-kanal von dem Multiplexer abgetastet wird und der Nebenschlußschalter geschlossen ist, wobei während des Betriebes die Prüfspannung nacheinander die Streuspannungen aus den die Signale aufnehmenden Kanälen aufhebt^ wenn der Multiplexer die die Signale aufnehmenden Kanäle abtastet.

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88. Signalerfassungssystem nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kondensator im geerdeten Eingabekanal und die Kondensatoren
in den anderen Eingabekanälen den gleichen Kapazitätswert besitzen. ■

89. Signalerfassungssystem nach Anspruch 87 oder 88, dadurch gekenn- ι zeichnet, daß die Auswertschaltung ein Binärverstärker mit veränder-l lichem Verstärkungsfaktor ist. !

90. Signalerfassungssystem nach Anspruch 87, 88 oder 89, dadurch gekenn-; zeichnet, daß die Schaltanordnung einen Pufferverstärker aufweist.

' 91. Signalerfassungssystem nach Anspruch 87, 88 oder 89, dadurch gekenn-i zeichnet, daß die Schaltanordnung ein Signalkonditionier- und j -Verstärk ju ngsnetzwerk ist. ι

92. Signalerfassungssystem nach einem der Ansprüche 87 bis 91, dadurch ; gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Aufgeben von Analogsignale^ mit einem weiten dynamischen Bereich mit allen Eingabekanälen mit j Ausnahme des einen geerdeten Eingabekanales, der keine Signale auf-

! nimmt, verbunden ist.

: 93. Signalerfassungssystem nach einem dar Ansprüche 87 bis 92, dadurch

gekennzeichnet, daß seismische Sensoren mit allen Eingabekanälen

mit Ausnahme des einen geerdeten Eingabekanals, der keine Signale

aufnimmt, verbunden sind.

94. Signalerfassungssystem nach einem der Ansprüche 87 bis 93, gekenn- , zeichnet durch eine Steuerschaltanordnung zum gleichzeitigen Verbin-» den des einen geerdeten Eingabekanales mit dem Multiplexer und zum
Schließen des Nebenschlußschalters, um den Ausgang des Serienkondensators an Erde zu legen.

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95r Verstärkungssystem mit veränderlichem Verstärkungsfaktor mit einem Eingangs- und einem Ausgangsanschluß, insbesondere in Verbindung mit einem seismischen Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 94, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: eine Vielzahl von Verstärkern mit zwei verschiedenen Verstärkungsfaktoren, die in Kaskade zwischen die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse geschaltet sind, wobei jeder Verstärker normalerweise einen Zustand niedrigen Verstärkungsgrades und einen Zustand hohen Verstärkungsgrades aufweist und das Verstärkungsverhältnis in den beiden Zuständen in verschiedenen Verstärkern unterschiedlich ist, eine Bezugsspannungseinrichtung, die selektiv eine diskrete Bezugsspannung ergibt, die jedem Verstärker entspricht, wobei der Verstärker mit dem höchsten Verstärkungsfaktor die niedrigste Bezugsspannung besitzt,

ein Steuergerät mit einer Vorrichtung zum Auswählen eines ersten Verstärkers mit dem höchsten Verstärkungsfaktor und zum Auswählen einer ersten diesem entsprechenden Bezugsspannung, eine Einrichtung zum Vergleichen der Ausgangsspannung des Systems am Ausgangsanschluß mit der ersten Bezugsspannung, und eine Einrichtung, die den Ausgang aus der Vergleichseinrichtung dem Steuergerät aufgibt.

96. Verstärkungssystem nach Anspruch 95, gekennzeichnet durch eine Schalt anordnung zum Schalten des ersten Verstärkers mit zwei verschiedenen Verstärkungsfaktoren in den Zustand hohen Verstärkungsgrades, wenn der Vergleich negativ ist.

97. Verstärkungssystem nach Anspruch 96, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Schalten eines zweiten Verstärkers mit zwei verschiedenen Verstärkungsgraden in einen ausgewählten Zustand im Anschluß an einen Vergleich mit einer zweiten, diskreten Bezugsspannung, die

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sich auf den zweiten Verstärker bezieht.

98. Verstärkungssystem nach Anspruch 97, gekennzeichnet durch eine zu-' sätzliche Einrichtung zum Schalten aufeinanderfolgender Verstärker
; mit zwei verschiedenen Verstärkungsfaktoren in einen ausgewählten Zustand im Anschluß an einen Vergleich, wobei nachfolgende zusätzliche; diskrete Bezugsspannungen sich auf einen nachfolgenden Verstärker
beziehen.

99. Verstärkungssystem nach einem der Ansprüche 95 bis 98, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Verstärkungsgrades eines jeden
Verstärkers im Zustand hohen Verstärkungsfaktors zum Zustand niedrigen Verstärkungsfaktors gleich einer Konstanten ist, die in eine
Potenz erhoben wird, welche exponentiell fUr nachfolgende Verstärker erhöht wird. j

j ICK). Verstärkungssystem nach Anspruch 99, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert hohen Verstärkungsfaktors eines jeden Verstärkers durch die i Gleichung G. = 2 exp 2 ' gegeben ist, wobei G^ der Wert hohen
Verstärkungsfaktors des i-ten Verstärkers, m die Anzahl von Verstärkern und i eine ganze Zahl, die den Verstärker identifiziert, dessenj Verstärkungsfaktor bestimmt wird, ist. !

101. Verstärkungssystem nach einem der Ansprüche 95 bis 100, dadurch

gekennzeichnet, daß jeder der Verstärker ein Betriebsverstärker ist,¹ der einen nichtinvertierenden Eingangsanschluß, einen invertierenden) Eingangsanschluß und einen Verstärkerausgangsanschluß aufweist, daß ein erster Schalter zwischen den invertierenden Eingangsanschluß
und den Verstärkerausgangsanschluß geschaltet ist, daß ein Paar von in Serie geschalteten Widerständen zwischen dem Verstärkerausgangsanschluß und elektrischer Erde verbunden ist, daß ein zweiter Schal-

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ter zwischen den invertierenden Eingangsanschluß und die Verbindung zwischen den Widerständen eingeschaltet ist, aaß der erste Schalter ' normalerweise geschlossen ist, wobei der Verstärker den Verstärkungsffaktor Eins hat, und daß das Steuergerät so zwischen den ersten und den zweiten Schalter geschaltet ist, daß der erste Schalter öffnet und der zweite Schalter schließt, wodurch der Verstärker einen Zustand hohen Verstärkungsfaktors größer als Eins annimmt.

102. Verstärkungssystem nach Anspruch 101, dadurch gekennzeichnet, daß ' ein Kondensator zwischen den nichtinvertierenden Anschluß und einen j Anschluß eines dritten Schalters eingeschaltet ist, daß der andere Anschluß des dritten Schalters mit dem Verstärkerausgangsanschluß

verbunden ist, daß ein vierter Schalter vorgesehen ist, der zwischen! den nichtinvertierenden Anschluß und elektrischer Erde eingeschaltet!

ist, daß ein fünfter Schalter mit dem einen Anschluß des dritten j Schalters verbunden ist, und daß Steuerleitungen zwischen das Steuerj-

gerät und den dritten, vierten und fünften Schalter zum Öffnen des fünften Schalters und Schließen des dritten und vierten Schalters eingekoppelt sind, wodurch der Kondensator auf die Grenzspannung des Verstärkers aufgeladen wird, und zum Schließen des fünften Schalters und Öffnen des dritten und vierten Schalters eingekoppelt sind, um automatisch die Grenzspannung von dem Ausgang des Verstärkers zu löschen.

103. Verstärkungssystem nach einem der Ansprüche 95 bis 102, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Verstärker in ihren Zuständen niedrigen Verstärkungsgrades gleich Eins ist.

104. Verstärkungssystem nach einem der Ansprüche 95 bis 103, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungseinrichtung ein Bezugsdekodierer ist.

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105. Verstärkungssystem mit veränderlichem Verstärkungsfaktor zur Verwendung in einer seismischen Signalquelle, insbesondere ein Verstärkungssystem nach einem der Ansprüche 95 bis 104, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von in Kaskade geschalteten Verstärkern mit zwei unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren, deren jeder einen hohen
Impedanzeingang und einen Ausgang besitzt, wobei der Eingang des < ersten Verstärkers mit der Signalquelle so verbunden ist, daß er , ein Eingangssignal V. aufnimmt, und der Ausgang des letzten Ver-

in

stärkers eine Systemausgangsspannung V ergibt, wobei jeder Verstärker erste und zweite Verstärkungszustände annehmen kann und wobei
der Verstärkungsfaktor im ersten Zustand Eins ist und im zweiten
Zustand den Wert G. hat, welcher einen diskreten Wert für die Verstärkungsgradcharakteristik des i-ten Verstärkers A. darstellt,
eine Einrichtung zur Erzielung einer Folge von diskreten Bezugs- > spannungspegeln Vp. , wobei die Spannungspegel gleich V_r/G. sind undV eine vorgewählte Basisspannung ist, j

eine erste Steuereinrichtung, die alle in Kaskade geschalteten Ver- ' stärker auf den Verstärkungskfaktor Eins bringt, !

eine Einrichtung, die nacheinander den absoluten Wert der Ausgangs- ■ spannung V mit jedem der diskreten Bezugsspannungspegel V . ver- \

O Kl ι

gleicht, und j

eine Einrichtung zum Ändern des Verstärkungsfaktorzustandes des ■ i-ten Verstärkers vom Verstärkungsfaktor Eins auf den zweiten Ver- ■

stärkungsfaktorzustand, wenn

kleinor ist als V . , und um den

Ki

i-ten Verstärker auf dem Verstärkungsfaktor Eins zuhalten, wenn V

gleich oder größer als V_n. ist.

Ki

106. Verstärkungssystem mit veränderlichem Verstärkungsfaktor, insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit einem seismischen Datenverarbeitungssystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von in Kaskade geschalteten Verstärker-

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stufen vorgesehen ist, deren jede einen Eingang und einen Ausgang sowie η Verstärkungszustände besitzt, daß ein Schaltsystem zur Steuerung des Verstärkungszustandes der Verstärkerstufe in Abhängigkeit von dem Ausgang aus dem Verstärkungssystem vorgesehen ist, und daß die Verstärkungszustande so gewählt werden und das Schaltsystem so ausgelegt ist, daß der Gesamtverstärkungsfaktor der in Kaskade geschalteten Verstärkungsstufen gleich den aufeinanderfolgenden Potenzen von η von der O-ten bis zur 2-1 ten Potenz wird.

107. Verstärkungssystem nach Anspruch 106, dadurch gekennzeichnet, daß

η = 2 und der Verstärkungsfaktor im ersten Verstärkungszustand Eins

ist. i

108. Verstärkungssystem nach Anspruch 106 oder 107, dadurch gekennzeich- I

net, daß m = 4. i

109. Verstärkungssystem nach Anspruch 106, 107 oder 108, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kondensatoranordnung in Reihe mit den Eingängen zur Aufnahme einer Geräuschspannung gekoppelt ist, und daß eine Einrichtung zum Schalten der in Kaskade geschalteten Verstärkerstufen auf den Verstärkungsfaktor Eins sowie eine Rückkopplungseinrichtung zum schaltbaren Koppeln der Verstärkerstufenausgänge mit der Kondensatoranordnung vorgesehen ist, wobei die Ausgangsgeräuschspannung in der Kondensatoranordnung mit umgekehrter Polarität gespeichert ist.

110. Seismisches Datenverarbeitungssystem, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale;

ein seismisches Kabel,

eine Vielzahl von seismischen Datenerfassungseinheiten, die als

Sender/Empfängereinheiten betrieben werden können und die längs des

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Kabels im Abstand angeordnet sind,

erste und zweite Übertragungsverbindungen mit unterschiedlichen Signalausbreitgeschwindigkeiten in Richtung längs des Kabels, die in das Kabel eingeschlossen sind und die mit allen Datenerfassungseinheiten verbunden sind, und eine Einrichtung an jeder dieser DatenerfasBungseinheiten, die auf Signale anspricht, welche über beide Übertragungsverbindungen aufgenommen werden, um einen gewünschten ' Schaltvorgang an einer bestimmten Datenerfassungseinheit einzuleiten

111. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 110, dadurch : gekennzeichnet, daß jede spezielle Einheit den Schaltvorgang nur ; bei gleichzeitigem Auftreten der Signale an der speziellen Einheit einleitet.

112. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 110 oder 111, [ gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Nebenschließen einer ausgewählten Datenerfassungseinheit beim Empfang koinzidenter Signale, die über die beiden Übertragungsverbindungen ankommen.

113. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 110, 111 oder 112 gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Wirksammachen der Übertragung von Daten aus nur den Datenerfassungseinheiten, die Signale über beide Übertragungsleitungen gleichzeitig aufnehmen.

114. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 110 bis 113, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Aufgeben eines Signales auf jede der Übertragungsverbindungen, wobei eines der Signale in bezug auf das Aufgeben relativ zum anderen zeitlich verzögert wird, wodurch ein Schaltvorgang an wenigstens einer ausgewählten Erfassungseinheit längs des Kabels eingeleitet wird.

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115. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 110 bis 114, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit im wesentjlichen identisch miteinander sind. I

116. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 110 bis 115, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Variieren der Dauer wenigstens eines der Signale, wodurch eine gewünschte Anzahl von Datenerfassungseinheiten ausgewählt wird.

117. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 114, und einem der Ansprüche 115 und 116 in Verbindung mit Anspruch 114, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Variieren der Verzögerung zwischen dem Aufgeben der beiden Signale auf die beiden Übertragungsverbindungen, um die Auswahl von Einheiten zu ändern.

118. Seismisches Datenverarbeitungssystem, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale, wobei die Schaltung zum Wirksammachen einer gewünech ten Schaltfolge in einer Teilmenge von seismischen Datenverfassungseinheiten aus einer Vielzahl von im wesentlichen identischen derartigen Einheiten ausgewählt wird, die entfernt in aufeinanderfolgender Reihenfolge angeordnet sind, wobei die Teilmenge wenigstens eine' solche Einheit aufweist, gekennzeichnet durch eine zentrale Über- , tragungseinrichtung zur Übertragung von Steuersignalen, I erste und zweite Signalübertragungskanäle zum Verbi nden der seismi- | sehen Datenerfassungseinheiten mit der Übertragungsvorrichtung, eine Einrichtung in der Übertragungseinrichtung zum Aufgeben eines ersten Steuersignales auf den ersten Übertragungskanal in bestimmten zeitlichen Intervallen,

eine Einrichtung zum Veußgern des Fortschreitens des ersten Steuersignales längs des ersten Übertragungskanales durch einen bekannten

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Zeitzuwachsanteil entsprechend jeder Datenerfassungseinheit relativ zur Signalausbreitung längs des zweiten Kanales, eine Einrichtung in der Übertragungseinrichtung zum Aufgeben eines zweiten Steuersignales auf den zweiten Übertragungskanal in bezug i auf die zeitgesteuerten Intervalle des Aufgebens des ersten Signales durch ein erstes gemeinsames Vielfaches des bekannten Zeitzuwachsanteiles, und

eine Anzeigevorrichtung in jeder Datenerfassungseinheit zum Feststellen des gleichzeitigen Vorhandenseins der beiden Steuersignale und zur Erzeugung eines eindeutigen Steuersignales.

119. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 118, dadurch

gekennzeichnet, daß jede seismische Datenerfassungseinheit eine ·

i Verzögerungsvorrichtung in Serie mit dem ersten Übertragungskanal j

aufweist.

120. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 118 oder 119, dadurch gekennzeichnet, daß jede seismische Datenerfassungseinheit eine Schaltvorrichtung zum Wirksammachen der gewünschten Schalt folge' in Abhängigkeit von dem eindeutigen Steuersignal aufweist.

121. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 118, 119 oder 120, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählte Teilmenge als Bauteile wenigstens einige aus der Vielzahl der Datenerfassungseinheiten aufweist, daß eine erste ausgewählte Einheit und eine letzte ausgewählte Einheit vorgesehen sind, -wed daß die Übertragungseinrichtung eine Einrichtung zur Einstellung der Dauer des zweiten Steuersignales durch ein zweites ganzzahliges Vielfaches des bekannten Zeitzuwachsanteiles enthält, wodurch die Anzahl von Einheiten, die in der Teilmenge enthalten sind, verändert wird, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Verzögerung des Aufgebens des z\«iten Steuer-

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signales zur Änderung der Auswahl von Einheiten verändert.

122. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 118 bis 12I₇ dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale Rechteckwellenimpulse sind.

123. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 118 bis 122, dadurch gekennzeichnet, daß jede seismische Datenerfassungsjeinheit aufweist: j eine Vielzahl von analogen Eingabekanälen, '

eine entsprechende Vielzahl von seismischen Sensoreinheiten, die ■

i Analog-signale auf die Eingabekanäle geben, j

eine gemeinsame Elektronik zum Prüfen, Konditionieren und Digitaldarstellen der Analogsignalproben zur Bildung digitaler Datenwörter und ein Ausgangsregister zur Aufnahme dieser digitalen Datenwörter, eine Kanalauswähleinrichtung zum aufeinanderfolgenden Koppeln der analogen Eingabekanäle mit der gemeinsamen Elektronik in Abhängigkeit von dem eindeutigen Steuersignal,

eine Signalaufnahmeeinrichtung, die der Sendereinrichtung für die Aufnahme digitaler Datenwörter zugeordnet ist, und eine Übertragungskanaleinrichtung zur Aufnahme digitaler Datenwörter aus dem Ausgangsregister in jeder Datenerfassungseinheit und zum Übertragen von digitalen Datenwörtern in die Signalaufnahmeeinrichtung.

124. Seismisches Datenverarbeitungssystem, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von im Abstand versetzten Datenerfassungeeinheiten, die entfernt von einer gemeinsamen Zentralstation angeordnet sind, wobei jede Einheit eine Vielzahl von Eingabekanälen zur Aufnahme analoger Signale, eine gemeinsame Elektronik zum Prüfen, Konditio-

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nieren und Digitaldarstellen von Analogsignalproben aus einer Vielzahl von Eingabekanälen zur Bildung digitaler Datenwörter, und ein Ausgangsregister zur Aufnahme dieser Datenwörter aufweist, eine Vielzahl von seismischen Sensoren, die Analogsignale an die Eingabekanäle geben,

eine Kanalauswähleinrichtung, die Ausgangsregister in jeder Einheit zum aufeinanderfolgenden Koppeln jedes Eingabekanales mit der gemeinjsamen Elektronik aufweist,

eine Datenübertragungskanalanordnung zur Aufnahme digitaler Datenwörter aus den Ausgangsregistern in jeder Datenerfassungseinheit und; zur Übertragung der digitalen Datenwörter auf die Zentralstation in \

Zeitmultiplexfolge, ;

eine Einrichtung zum Übertragen von Abtastintervallabfrageimpulsen an die Datenerfassungseinheiten in ausgewählten Abtastzyklusinter- | vollen, |

eine Einrichtung, die jeder Datenerfassungseinheit zugeordnet ist, um die Abfrageimpulse um einen bekannten Zeitzuwachsanteil zu verzögern,

eine Einrichtung in der Zentralstation zum Übertragen eines Steuerimpulses auf jede Datenerfassungseinheit und eine Einrichtung zur Verzögerung der Übertragungsdauer des Steuerimpulses von der Zentralstation in bezug auf die Übertragungsdauer eines Abfrageimpulses, wobei die Übertragungsverzögerungszeit ein erstes integrales Viel- j faches des bekannten Zeitzuwachsanteiles ist, und

eine Einrichtung in jeder Erfassungseinheit zum Feststellen des ' gleichzeitigen Vorhandenseins der beiden Impulse zur Erzeugung eines Steuersignales für das Rücksetzen der Kanalauswähleinrichtung und für das Aktivieren der die Abgabe wirksam machenden Einrichtung, um einen Ausgang von digitalen Datenwörtern aus dem Abgaberegister während eines Abtastzyklus zu ermöglichen.

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125. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 124, gekennzeichnet durch eine Einrichtung in der Zentralstation zum Übertragen einer Vielzahl von Teilerabfrageimpulsen bei ganzzahligen Teilern des Abtastzyklusintervalls auf die Datenerfassungseinheit, eine Einrichtung,

die auf jeden Impuls anspricht, um die Kanalauswählvorrichtung auf ; jeden Eingabekanal nacheinander weiterzubewegen, und eine Einrichtung zum Abgeben digitaler Datenwörter auf den ÜatenUbertragungskanal, wenn die den Ausgang wirksam machende Einrichtung aktiviert ist.

126. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 125, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastzyklusintervoll und die Teilerabfrageimpulse im wesentlichen Rechteckwellen darstellen, und der Abtastzyklusintervallimpuls wenigstens doppelt so breit ist wie der Teiler impuls.

127. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 126, gekennzeichnet durch eine Teilmengenauswähleinrichtung zum Aktivieren der den j Ausgang wirksammachenden Einrichtung in den Einheiten einer Teilmenge von Datenerfassungseinheiten aus der Vielzahl von Einheiten, wobei die Teilmenge erste und letzte ausgewählte Einheiten aufweist, die Teilmengenauswähleinrichtung eine Einrichtung zur Einstellung der Breite der Steuerimpulse durch ein zweites ganzzahliges Vielfaches j

des bekannten Zeitzuwachsanteiles enthält, und wobei das erste ganz-! zahlige Vielfache die Zahl von Datenerfassungseinheiten festlegt, j die zwischen der ersten ausgewählten Einheit und der Zentralstation ■ angeordnet sind, und das zweite ganzzahlige Vielfache die Anzahl von Einheiten der ausgewählten Teilmenge von Datenerfassungseinheiten bestimmt.

128. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 125, 126 oder 127, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager eine Einrichtung zum Auf-

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geben einer ΑηζαΜ von Teilerimpulsen gleich der Anzahl von Eingabekanälen vermindert um Eins besitzt.

129. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 124 bis 128, gekennzeichnet durch eine Steuerkanalanordnung zum Übertragen von Steuersignalen auf die Datenerfassungseinheiten, wobei die Steuerkanalanordnung drei redundante verdrillte Leiterpaare aufweist, und eine Majoritätswahleinrichtung in jeder Datenerfassungseinheit zum Feststellen des Vorhandenseins eines Steuerimpulses an zweien dieser drei Leiterpaare als erster Steuerimpuls.

130. Seismisches Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 124, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Übertragen eines Steuersignales über ein einziges von drei Leiterpaaren, und eine Einrichtung in jeder Datenerfassungseinheit zum Feststellen des Vorhandenseins eines Steuerimpulses auf einem beliebigen, einzigen der entsprechenden Leiterpaare als zweite, dritte und vierte Steuersignale. ·

131. Seismographisches Erkundungsverfahren nach der Reflexionstechnik,

insbesondere unter Verwendung des seismischen Datenverarbeitungssystems nach einem der Ansprüche 74 bis 86, dadurch gekennzeichnet, daß eine seismische Störung eingeleitet wird, die wenigstens zwei richtungsempfindliche Seismometergruppen in einem Kabel aufbaut, und: daß eine geophysikalische Vermessung durch individuelle Änderung der; Richtungsempfindlichkeit einer jeden der Gruppen im Verlaufe der Aufzeichnungsreflexionen der seismischen Störung durchgeführt wird, wodurch Gruppensignale erzielt werden.

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132. Verfahren nach Anspruch 131, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppensignale im Laufe der Durchführung der Vermessung eine normale Ausklammerungskorrektur erfahren.

133. Verfahren nach Anspruch 131 oder 132, dadurch gekennzeichnet, daß

ι seismische Signale an mehreren hundert gleichförmig im Abstand ver- ! setzten Stellen längs eines seismischen Kabels angezeigt werden, daß Signale übertragen werden, die für alle der mehrere hundert seismi- ! sehe Signale aus dem Kabel repräsentativ sind, und daß wahlweise unterschiedliche, zusammengesetzte seismische Signale durch Ausbildung untersdniedlicher Unter-Gruppen in dem Kabel gebildet werden, in^dem ausgewählte Signale der mehreren hundert seismischen Signale miteinander kombiniert werden.

134. Verfahren nach Anspruch 131 _B 132 oder 133, dadurch gekennzeichnet, \ daß reflektierte seismische Signale durch mehrere hundert elementarer seismischer Sensoreinheiten, die gleichförmig im Abstand lä'ngs des Kabels angeordnet sind,, angezeigt werden, und daß die seismi- · sehen Signale, die gruppenweise aus den Einheiten in Phase aufgenommen werden, so kombiniert werden, daß eine Vielzahl von Ausgängen der seismischen Gruppensignale erzeugt werden, und anschließend die Gruppensignalausgänge zur Bildung eines seismischen Aufzeichnungsabschnittes kombiniert werden.

135. Verfahren nach Anspruch 134, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kombinierschritt die Verzögerung von Signalen aus aufeinanderfolgen-! den elementaren seismischen Sensoreinheiten vor dem Kombinieren einschließt.

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136. Verfahren nach Anspruch 135, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung geändert wird und damit die Richtungsempfindlichkeit einer Gruppe während der Verarbeitung eines einzigen seismischen Aufzeichh nungsabschnittes variiert wird.

137. Seismographisches Erkundungsverfahren nach der Reflexionstechnik, insbesondere Verfahren nach einem der Ansprüche 131 bis 136, dadurch gekennzeichnet,

daß seismische Reflexionen von zu vermessendem Terrain durch eine Vielzahl von elementaren Sensoreinheiten abgefühlt wird, die längs eines seismischen Kabels verteilt sind,

daß seismische Signale, die festgestellte seismische Reflexionen darstellen, wie sie an allen der Vielzahl von Sensoreinheiten empfangen werden, von dem Kabel übertragen werden, · daß die Signale aus dem Kabel aufgenommen werden und daß eine erste Vielzahl von richtungsorientierten seismischen Gruppensignalen ge- ; bildet wird, die Reflexionen darstellen, welche an aufeinanderfol- ι genden Stellen längs des Kabels von einander benachbarten Bereichen in dem zu vermessenden geologischen Terrain aufgenommen werden,

ι dem die Signale aus dem Kabel in einer zweiten Weise, die unter- i schiedlich von der ersten, vorgegebenen Weise ist, kombiniert wer- j den, und

daß im Anschluß daran eine zweite Vielzahl von unterschiedlichen, > in der Richtung orientierten seismischen Gruppensignalen gebildet wird, die Reflexionen darstellen, welche an aufeinanderfolgenden Stellen längs des Kabels aus einander benachbarten Bereichen in dem zu erkundenden geologischen Terrain aufgenommen werden, indem die Signale aus dem Kabel in einer zweiten Weise kombiniert werden, die unterschiedlich von der ersten, vorbestimmten Weise ist.

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138. Verfahren nach Anspruch 137, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zusammengesetzte geophysikalische Vermessung aus den Gruppensignalen gebildet wird.

139. Verfahren nach Anspruch 137 oder 138, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausbildung der ersten und der zweiten Gruppensignale in Verbindung mit der Verarbeitung reflektierter seismischer Signale aus einfer einzigen seismischen Störung auftritt. :

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140. Verfahren nach Anspruch 137 oder 138, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der ersten und der zweiten Gruppensignale in Verbindung mit der Verarbeitung reflektierter seismischer Signale aus entsprechend unterschiedlichen ersten und zweiten seismischen Störungen auftritt.

141. Verfahren nach einem der Ansprüche 137 bis 140, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der ersten und der zweiten Gruppen dadurch vorgenommen wird, daß die Verzögerung zwischen reflektierten seismischen Signalen verändert wird, die durch elementare seismische Sensoreinheiten, welche jeweils eine solche Gruppe darstellen, angezeigt werden, wenn die Signale kombiniert werden.

142. Verfahren nach einem der Ansprüche 137 bis 141, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Gruppen durch Veränderung der Bewertung reflektierter seismischer Signale gebildet werden, die durch elemen-i tare seismische Sensoreinheiten angezeigt werden, welche aus jeder ! solchen Gruppe erstellt werden, wenn die Signale kombiniert werden.

143. Verfahren nach einem der Ansprüche 137 bis 142, dadurchjgekennzeich- ^! net, daß die erste Vielzahl von Gruppensignalen durch Verzögerung : seismischer Signale gebildet wird, die vorbestimmte Verzögerungen zwischen elementaren seismischen Sensoreinheiten verwenden, die jeweils eine solche Gruppe darstellen, wenn die seismischen Signale in jeder Gruppe kombiniert werden, und daß der zweite Satz von Gruppensignalen unter Verwendung unterschiedlicher vorbestimmter Verzögerungen zwischen elementaren seismischen Sensoreinheiten gebildet wird, die jeweils eine solche Gruppe darstellen, wenn die Signale in jeder Gruppe kombiniert werden.

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144. Seismographisches Explorationsverfahren nach der Reflexionstechnik, j insbesondere unter Verwendung des seismischen Datenverarbeitungssystems nach einem der Ansprüche 74 bis 86, dadurch gekennzeichnet, ; daß eine erste seismische Störung eingeleitet wird, daß seismsshe Reflexionen aus dem zu vermessenden geologischen Terrain an wenigstens zweihundert elementaren seismischen Sensor- I einheiten längs eines seismischen Kabels abgefUhlt und die seismi- ι sehen Signale, die alle abgefühlten seismischen Reflexionen aus dem ,

j Kabel darstellen, übertragen werden, ,'

daß die Signale aus dem Kabel empfangen werden und eine erste Korn- _: bination von aufgenommenen Signalen erstellt wird, um eine erste ι Vielzahl von seismischen Gruppensignalen zu bilden, welche Richtungsjreflexionen darstellen, die an aufeinanderfolgenden Punkten längs j

des Kabels von entsprechend benachbarten Pfaden durch das geologische Terrain aufgenommen werden,
daß eine zusammengesetzte geophysikalische Vermessung aus den Gruppen Signalen auf den benachbarten Pfaden vorgenommen wird, j

daß eine zweite seismische Störung eingeleitet wird,

zweite ι

daß eine/Vielzahl von Gruppensignalen gebildet wird, indem eine zweite unterschiedliche Kombination von Signalen aus dem gleichen Kabel erstellt wird, und Richtungsreflexionen dargestellt werden, die an aufeinanderfolgenden Stellen längs des Kabels aus entsprechend benachbarten Pfaden durch das geologische Terrain aufgenommen werden, und

daß eine zweite zusammengesetzte geologische Vermessung aus dem zweiten Satz von Gruppensignalen gebildet wird.

145. Seismographisches Explorationsverfahren nach der Reflexionstechnik zum Signalisieren von Einheiten einer Teilgruppe einer seismischen Datenerfassungseinrichtung, die aus einer Vielzahl von entfernt angeordneten seismischen Datenerfassungseinrichtungen ausgewählt wird,

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wobei die Teilgrippe wenigstens eine solche Einrichtung aufweist, insbesondere Verfahren zur Verwendung der seismischen Datenverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 110 bis 130, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Signal auf die seismische Datener- ' fassungseinrichtung übertragen wird, daß ein zweites Signal mit höherer Ausbreitgeschwindigkeit auf die seismische Datenverarbei- i tungseinrichtung übertragen wird, und daß die Übertragung des zweitein Signales in bezug auf das erste Signal verzögert wird, derart, daß die ersten und zweiten Signale gleichzeitig an der ausgewählten Teilgruppe der seismischen Einrichtung ankommen.

146. Verfahren nach Anspruch 145, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilgruppe als Glieder wenigstens einige der Vielzahl von Einrichtungen mit einer zuerst und einer zuletzt ausgewählten Einrichtung aufweist, daß die Dauer des verzögerten zweiten Signales so eingestellt wird, daß die führende Kante des zweiten Signales und das erste Signal gleichzeitig an der ersten ausgewählten Einheit ankommen und die ablaufende Kante des zweiten Signales über die zuletzt ausgewählte Einheit unmittelbar nach Ankunft des ersten Signales hinausläuft, , wobei eine Koinzidenz der beiden Signale an jeder der ausgewählten Teilgruppen der Einrichtung, jedoch an keiner anderen Einrichtung [ vorhanden ist.

147. Verfahren nach Anspruch 146, dadurch gekennzeichnet, daß als eindeutige Bedingung die Koinzidenz beider Signale durch jedes Glied der ausgewählten Teilgruppe der Einrichtung abgefühlt wird und daß ein Steuersignal an jeder ausgewählten Einrichtung beim Abfühlen des eindeutigen Zustandes erzeugt wird.

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148. Seismisches Explorationsverfahren nach der Reflexionstechnik zur Erzielung einer gewünschten Schaltfolge in den Einheiten einer Teilmenge von mehrkanaligen seismischen Datenerfassungseinheiten, wobei !

ί die Teilmenge aus einer Vielzahl von identischen dieser Einheiten j

ausgewählt wird und die Teilmenge als ihre Einheiten wenigstens einö

solche Einheit besitzt, insbesondere eh Verfahren unter Verwendung !

des seismischen Datenverarbeitungssystems nach einemder Ansprüche

110 bis 130, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Datenerfassungseinheiten in einer im Abstand voneinander vorgesehenen, aufeinanderfolgenden Reihenfolge entfernt von einem Signalübertrager angeordnet wird,

daß die Vielzahl von Datenerfassungseinheiten mit dem Übertrager durch erste und zweite Übertragungskanäle verkettet wird, daß ein erstes Signal über den ersten Übertragungskanal übertragen wird,
daß die Ausbreitgeschwindigkeit des ersten Signales an jeder Daten-

erfassungseinheit durch ein konstantes, ausgewähltes Zeitzuwachsanteil verzögert wird,

daß ein zweites Signal über den zweiten Übertragungskanal Übertrager wird,

daß die Zeitdauer, während der das zweite Signal dem zweiten Ubertragungskanal aufgegeben wird, gegenüber der Übertragung des ersten I Signales um ein ganzes Vielfaches des ausgewählten Zeitzuwachsanteiles verzögert wird, so daß die ersten und zweiten Signale etwa gleichzeitig an den Einheiten der Teilmenge vorhanden sind, und daß das gleichzeitige Vorhandensein der beiden Signale als ein Steuersignal abgefühlt wird.

149. Verfahren nach Anspruch 148, wobei die ausgewählte Teilgruppe als Glieder wenigstens einige der Vielzahl der Datenerfassungseinheiten aufweist, und wobei eine erste und eine letzte ausgewählte Einheit

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vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Dauer des zweiten Signales durch ein erstes ganzzahliges Vielfaches des ausgewählten Zeitzuwachsanteiles eingestellt und ei ie übertragung des zweiten Signales durch ein zweites ausgewähltes Vielfaches des Zeitzuwachsanteiles verzögert wird, derart, daß die ersten und zweiten Signale ; an der ersten ausgewählten Einheit gleichzeitig ankommen und daß das erste Signal an der letzten ausgewählten Einheit ankommt, bevor die ablaufende Kante des zweiten Signales über die letzte ausgewählte Einheit hinausgelangt ist, daß das gleichzeitige Vorhandensein der beiden Signale an jedem Glied der Teilgruppe als Steuersignal fur jedes Glied abgefühlt wird, wobei der ganzzahlige Multiplikator des ersten ganzzahligen Vielfachen gleich der um Eins verminderten Zahl von Datenerfassungseinheiten in der Teilgruppe ist, und der ganzzahlige Multiplikator des zweiten ganzzahligen Vielfachen gleich der Anzahl von Datenerfassungseinheiten ist, die zwischen dem übertrager und der ersten ausgewählten Einheit liegen.

150. Verfahren nach Anspruch 149, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten ' und zweiten Signale wiederholt übertragen werden, um eine erste Vielzahl von Schaltfolgen zu ersten ausgewählten Zeitintervallen j wirksam zu machen, daß die Dauer des zweiten Signales so eingestellt wird, daß die gewünschten Schaltfolgen in wenigstens einer ersten ' Vielzahl von Datenerfassungseinheiten wirksam gemacht werden, daß j die ersten und zweiten §ignale wiederholt Übertragen werden, um einej zweite Vielzahl von Schaltfolgen in zweiten ausgewählten Zeitintervallen wirksam zu machen, und daß die Dauer des zweiten Signales eingestellt wird,daß die gewünschten Schaltfolgen in allen von eine* zweiten Vielzahl von Datenerfassungseinheiten wirksam gemacht wird. ·■

151. Verfahren nach Anspruch 150, dadurch gekennzeichnet, daß das erste ausgewählte Zeitintervall kleiner als eine Millisekunde ist und die

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erste Vielzahl von Schaltfolgen wenigstens 500 solche Operationen ' einschließt, und daß das zweite ausgewählte Zeitintervall wenigstens: eine Millisekunde beträgt und die zweite Vielzahl von Schaltfolgen [ wenigstens 1000 solcher Operationen einschließt.

152. Verfahren nach Anspruch 149, 150 oder 151, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Aufzeichnungszyklen an ι vorbestimmten Intervallen des Aufzeichnungszyklus eingeleitet wird, ι und daß die übertragung des zweiten Signales durch ein anderes Vielfaches des ausgewählten Zeitzuwachsanteiles fUr jeden aufeinander- ^! folgenden Aufzeichnungszyklus verzögert wird.

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