SU1730603A1 - Electrical-prospecting station - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроразведочной технике и предназначено дл  измерени  и регистрации компонент электромагнитного пол  при геоэлектрической разведке нефтегазовых месторождений методами магнитотеллурического зондировани  (МТЗ) и зондировани  становлением пол  (ЗС). Цель изобретени  - расширение частотного диапазона измерений электромагнитного пол , Эта цель достигаетс  тем, что в станцию, содержащую несколько измерительных каналов, коммутатор, компенсирующий ЦАП, устройство выборки-хранени , первый АЦП, процессор обработки, магнитный регистратор, запоминающее устройство и процессор управлени , дополнительно введены измерительные канальные устройства выборки и хранени , раскачивающий ЦАП, второй АЦП и сумматор. 1 ил. СThe invention relates to electrical exploration technology and is intended to measure and record the components of an electromagnetic field during geoelectrical exploration of oil and gas fields using the methods of magnetotelluric sounding (MTW) and sounding by the emergence of a field (CS). The purpose of the invention is to expand the frequency range of measurements of the electromagnetic field. This goal is achieved in that a station containing several measuring channels, a switch compensating a DAC, a sampling-storage device, a first ADC, a processing processor, a magnetic recorder, a memory device and a control processor, additionally Measuring channel devices for sampling and storage are introduced, which swing the DAC, the second ADC and the adder. 1 il. WITH

Description

Изобретение относитс  к электроразведочной технике и предназначено дл  измерени  и регистрации компонент электромагнитного пол  при геоэлектрической разведке нефтегазовых месторождений методами магнитотеллурического зондировани  (МТЗ) и зондировани  становлением пол  (ЭС).The invention relates to electrical exploration technology and is intended to measure and record the components of an electromagnetic field during geoelectrical exploration of oil and gas fields using the methods of magnetotelluric sounding (MTW) and sounding by the formation of a field (ES).

Известна цифрова  электроразведочна  станци  ЦЭС-1, предназначенна  дл  измерени  и регистрации компонент электромагнитного пол  в цифровой форме на магнитной ленте с целью последующей обработки данных на ЭВМ. Станци  состоит из п ти измерительных каналов, каждый из которых включает датчик электрической или магнитной компоненты пол  и усилитель, подключенных к последовательно включенным коммутатору каналов, аналого-цифровому преобразователю, магнитному регистратору , и системы синхронизации и управлени .Known digital electrical survey station TSES-1, designed to measure and record the components of the electromagnetic field in digital form on a magnetic tape for the purpose of subsequent data processing on a computer. The station consists of five measuring channels, each of which includes a sensor for an electric or magnetic field component and an amplifier connected to a series-connected channel switch, an analog-to-digital converter, a magnetic recorder, and a synchronization and control system.

Недостатком данной станции  вл етс  ограниченность динамического диапазона (60 дБ) аналого-цифрового преобразовани , что приводит к снижению точности и производительности геоэлектрической разведки. Кроме того, ограниченность динамического диапазона не позвол ет измер ть с высокой точностью малые сигналы на фоне больших.The disadvantage of this station is the limited dynamic range (60 dB) of the analog-digital conversion, which leads to a decrease in the accuracy and performance of geoelectric prospecting. In addition, the limited dynamic range does not allow small signals to be measured with high accuracy against large ones.

Известна цифрова  электроразведочна  станци  ЦЭС-2, предназначенна  дл  измерени  и регистрации компонент электромагнитного пол  в цифровой форме на магнитной ленте с целью последующей обработки данных на ЭВМ. Станци  примен Known digital electrical survey station CES-2, designed to measure and record the components of the electromagnetic field in digital form on a magnetic tape for the purpose of subsequent data processing on a computer. Station applied

XIXi

СО О О ОCO O O O O

соwith

етс  при геоэлектрической разведке нефтегазовых месторождений методами МТЗ и ЗС. Станци  имеет п ть измерительных каналов , каждый из которых состоит из после- довательно включенных датчика электрической или магнитной компоненты пол , канального усилител  и след щего аналого-цифрового преобразовател . Аналоговые выходы след щих преобразователей подключены к коммутатору каналов. За коммутатором последовательно включены усилитель, импульсный аналого-цифровой преобразователь, сумматор и магнитный регистратор, причем цифровой выход след щего преобразовател  подключен к второму входу сумматора. Кроме того, станци  имеет систему синхронизации и управлени , выходы которой подключены к входам управлени  других узлов станции.during geoelectrical exploration of oil and gas fields using the methods of overcurrent overcurrent and overburdening. The station has five measuring channels, each of which consists of a successively connected electric or magnetic field sensor, a channel amplifier, and a subsequent analog-digital converter. The analog outputs of the following converters are connected to a channel switch. An amplifier, a pulse analog-digital converter, an adder and a magnetic recorder are connected in series behind the switch, with the digital output of the tracking converter connected to the second input of the adder. In addition, the station has a synchronization and control system, the outputs of which are connected to the control inputs of other stations.

Недостатком станции  вл етс  больша  дифференциальна  нелинейность измерительных каналов, котора  приводит к снижению точности геоэлектрической разведки . В методе МТЗ дифференциальна  нелинейность каналов приводит к перекрестным частотным искажени м импеданса, а в методе ЗС - к по влению ложных перегибов на кривых становлени . Это св зано с тем, что вес младшего разр да след щего преобразовател  не посто нен и измен етс  при изменении кода состо ни  след щего преобразовател , а также во времени, в основном в св зи с изменением температуры окружающей среды. Зависимость от кода состо ни  случайна  и на практике достигает ± 8 единиц младшего значащего разр да (МЗР) импульсного преобразовател . Зависимость от времени также не поддаетс  контролю и достигает ±(2-4) ед. МЗР.The disadvantage of the station is a large differential nonlinearity of the measuring channels, which leads to a decrease in the accuracy of geoelectric prospecting. In the MTZ method, the differential nonlinearity of the channels leads to cross-frequency impedance frequency distortions, and in the CS method, to the appearance of false kinks on the formation curves. This is due to the fact that the low-order bit of the next converter is not constant and changes as the code of the state of the next converter changes, as well as over time, mainly due to changes in the ambient temperature. The dependence on the state code is random and in practice reaches ± 8 units of the least significant digit (LSB) of the pulse converter. The time dependence is also not controllable and reaches ± (2-4) units. MZR.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  электроразведочна  станци  ЦЭС- МГД, предназначенна  дл  измерени  и регистрации компонент электромагнитного пол  в цифровой форме на магнитной ленте с целью последующей обработки данных на ЭВМ.The closest to the proposed is the electrical exploration station of the CES-MHD, designed to measure and record the components of the electromagnetic field in digital form on a magnetic tape for the purpose of subsequent data processing on a computer.

Станци  имеет несколько, (восемь) измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно включенных датчика электрической или магнитной компоненты пол , канального усилител , переключател  и след щего аналого-цифрового преобразовател , а также из компенсирующего цифроаналогового преобразовател , причем цифровой выход след щего аналого-цифрового преобразовател  подключен к входу компенсирующего цифроаналогового преобразовател , а выход компенсирующего цифроаналогового преобразовател  подключен к второму входу переключател . Кроме того, станци  имеет последовательно включенные коммутатор каналов, усилитель , устройство выборки и хранени  (УВХ), импульсный аналого-цифровой преобразователь , процессор обработки и магнитный регистратор, причем входы коммутатора каналов подключены к аналоговым выходамThe station has several (eight) measuring channels, each of which consists of a series-connected sensor of an electric or magnetic component, a channel amplifier, a switch and a subsequent analog-to-digital converter, as well as a compensating digital-analog converter, and the digital output of the following analog-to-digital converter the digital converter is connected to the input of the compensating digital-to-analog converter, and the output of the compensating digital-analog converter is connected to the second input of the transducer switch In addition, the station has a series-connected channel switch, an amplifier, a sampling and storage device (VHF), a pulse analog-to-digital converter, a processor and a magnetic recorder, with the inputs of the channel switch connected to the analog outputs

0 след щих аналого-цифровых преобразователей . Кроме того, станци  имеет запоминающее устройство подключенное к процессору обработки, и процессор управлени , соединенный шиной данных с про5 цессором обработки, а шиной команд соединенный с цифроаналоговым преобразователем , переключателем, след щим аналого-цифровым преобразователем, коммутатором каналов, УВХ и импульсным0 following analog-digital converters. In addition, the station has a storage device connected to the processing processor, and a control processor connected to the data bus with the processing processor, and a command bus connected to the digital-to-analog converter, switch, tracking analog-to-digital converter, channel switch, VHF and pulse

0 аналого-цифровым преобразователем.0 analog-to-digital converter.

Работой всех узлов станции управл ет процессор управлени . По шине команд процессор передает адрес узла, код команды и тактовые импульсы. При этом адресуе5 мый узел исполн ет команду в момент действи  тактового импульса. Программа управлени  хранитс  в перепрограммируемом посто нном запоминающем устройстве процессора.The operation of all station nodes is controlled by the control processor. On the command bus, the processor transmits the node address, command code and clock pulses. In this case, the addressable node executes the command at the time of the clock pulse. The control program is stored in a reprogrammable permanent memory of the processor.

0Обработку данных, поступающих с импульсного преобразовател , и запись результатов обработки в магнитный регистратор осуществл ет процессор обработки . Дл  хранени  промежуточных ре5 зультатов процессор обработки использует внешнее запоминающее устройство. Программа обработки хранитс  в перепрограммируемом посто нном запоминающем устройстве процессора.0The processing of data from the pulse converter and the recording of the processing results in a magnetic recorder are performed by the processing processor. The processing processor uses an external storage device to store intermediate results. The processing program is stored in a reprogrammable permanent memory of the processor.

0 В станции уменьшена дифференциальна  нелинейность измерительных каналов по сравнению со станцией ЦЭС-2. Достигаетс  это за счет того, что измер етс  вес МЗР след щего преобразовател  дл  всех0 In the station, the differential nonlinearity of the measuring channels is reduced compared to the CES-2 station. This is achieved due to the fact that the weight of the LSW of the follower converter is measured for all

5 кодов состо ни , которые преобразователь проходит при измерении сигнала пол .5 status codes that the transducer passes when measuring the field signal.

Кодирование сигналов по каналам производитс  поочередно. Каждый цикл кодировани  по каналу разбит на два подцикла.The channel coding is performed alternately. Each channel coding cycle is divided into two sub-cycles.

0 Первый используетс  дл  кодировани  сиг- кала, а второй - дл  кодировани  веса МРЗ след щего преобразовани . В первом под- цикле сигнал с датчика пол  усиливаетс  усилителем и через переключатель посту5 пает на след щий преобразователь. Последний получает остаточный сигнал - разность между входным сигналом и анало- сигналом, эквивалентным коду состо ни  преобразовател . Остаточный сигнал проходит через коммутатор каналов, усиливаетс  усилителем и поступает на УВХ, который фиксирует сигнал на врем  его кодировани  импульсным преобразователем. С импульсного преобразовател  код сигнала поступает в процессор обработки, который вычисл ет суммарный код сигнала с учетом кодов веса МЗР дл  всех прошедших кодов состо ни  след щего преобразовател . Суммарный код записываетс  в магнитном регистраторе. Если в первом подцикле остаточный сигнал приближаетс  к положительному (отрицательному) пределу шкалы импульсного преобразовател , то по окончании второго подцикла след щий преобразователь вычитает (прибавл ет) единицу к коду своего состо ни . Таким образом, след щий преобразователь, работа  в режиме последовательного счета, удерживает остаточный сигнал в пределах шкалы импульсного преобразовател .0 The first one is used to encode a signal, and the second one is used to encode the weight of an MP3 of the next transformation. In the first sub-cycle, the signal from the sensor is amplified by the amplifier and fed through a switch to the next converter. The latter receives a residual signal — the difference between the input signal and the analog signal equivalent to the state code of the converter. The residual signal passes through the channel switch, is amplified by the amplifier, and is fed to the water economy department, which captures the signal at the time of its encoding by a pulse converter. From the pulse converter, the signal code goes to a processor, which calculates the sum signal code, taking into account the LSW weight codes for all the past state codes of the next converter. The summary code is recorded in a magnetic recorder. If in the first sub-cycle the residual signal approaches the positive (negative) scale limit of the pulse converter, then at the end of the second sub cycle the next converter subtracts (adds) one to the code of its state. Thus, the next converter, operating in the sequential counting mode, holds the residual signal within the scale of the pulse converter.

Во втором подцикле переключатель подает на вход след щего преобразовател  сигнал с выхода компенсирующего преобразовател . При этом остаточный сигнал кодируетс  так же, как в первом подцикле. Код остаточного сигнала, полученный во втором подцикле, запоминаетс  в запоминающем устройстве и используетс  дл  вычислений веса МЗР след щего преобразовател . Код состо ни  след щего преобразовател  переписываетс  в компенсирующий преобразователь в момент окончани  второго подцикла, но до момента изменени  кода состо ни  след щего преобразовател . Поэтому, если код состо ни  след щего преобразовател  не изменилс  между двум  циклами, то в следующем втором подцикле коды состо ний след щего и компенсирующего преобразователей равны . При этом код остаточного сигнала соответствует суммарному смещению нул  преобразователей. Если же код состо ни  след щего преобразовател  измен етс  на единицу, то код состо ни  компенсирующего преобразовател  остаетс  во втором подцикле на единицу от кода состо ни  след щего преобразовани . При этом код остаточного сигнала соответствует сумме смещени  нул  и веса МЗР след щего преобразовател . Использу  коды сигналов рассогласовани  в таких двух последовательных вторых подциклах, процессор обработки вычитает из второго первый код и находит вес МЗР след щего преобразовател . По мере изменени  кода состо ни  след щего преобразовател  процессор обработки вычисл ет действительные веса МЗР и, суммиру  их с кодами остаточных сигналов, полученными в первых подциклах кодировани , находит суммарные коды сигналов пол  и записывает их в магнитном регистраторе.In the second subcycle, the switch supplies the input of the next converter with a signal from the output of the compensating converter. In this case, the residual signal is encoded in the same way as in the first loop. The residual signal code obtained in the second sub-cycle is stored in a memory device and is used to calculate the weight of the LSM of the next converter. The code of the state of the next converter is rewritten to a compensating converter at the moment of the end of the second sub-cycle, but until the moment of changing the code of the state of the next converter. Therefore, if the state code of the next converter does not change between the two cycles, then in the next second subcycle, the state codes of the next and compensating converters are equal. The code of the residual signal corresponds to the total zero offset of the transducers. If the state code of the next converter is changed by one, then the state code of the compensating converter remains in the second subcycle by one from the code of the next transformation state. At the same time, the code of the residual signal corresponds to the sum of the zero offset and the weight of the LSW of the following converter. Using the error signal codes in such two consecutive second sub-cycles, the processing processor subtracts the first code from the second and finds the weight of the LSM of the next converter. As the state code of the next converter changes, the processor calculates the real weights of the LSB and, summing them with the codes of the residual signals obtained in the first coding sub cycles, finds the total codes of the field signals and records them in the magnetic recorder.

Каждый вес МЗР след щего преобразовател  измер етс  с погрешностью не болееEach weight of the LSW of the following converter is measured with an error of no more than

единицы МЗР импульсного преобразовател . Поэтому дифференциальна  нелинейность измерительных каналов станции не превышает единицы МЗР импульсного преобразовател . При этом суммарный динами0 ческий диапазон аналого-цифрового преобразовател  равен 102 дБ (шесть двоичных разр дов след щего преобразовател  и 12 двоичных разр дов импульсного преобразовател  с учетом примерного ра5 венства весов младшего разр да след щего и старшего разр дов импульсных преобразователей ).units of MZR pulse converter. Therefore, the differential nonlinearity of the measuring channels of the station does not exceed the unit of the LSW of the pulse converter. In this case, the total dynamic range of the analog-digital converter is 102 dB (six binary bits of the next converter and 12 binary bits of the pulse converter, taking into account the approximate equality of the scales of the lower bit of the next and high bits of the pulse converters).

Недостатком известной станции  вл етс  ограниченность частотного диапазонаThe disadvantage of the known station is the limited frequency range.

0 измерени  электромагнитного пол , что снижает точность и производительность геоэлектрической разведки. Недостаток св зан с тем, что между двум  циклами кодировани  код состо ни  след щего преоб5 разовател  может измен тьс  только на одну единицу. Поэтому след щий преобразователь , отслеживающий сигнал в режиме последовательного счета, имеет ограничение по допустимой скорости изменени 0 measurement of the electromagnetic field, which reduces the accuracy and performance of geoelectric intelligence. The disadvantage is that between two coding cycles, the state code of the next converter can be changed only by one unit. Therefore, the follower converter tracking the signal in sequential counting mode has a limit on the permissible rate of change

0 входного сигнала. Ограничение по скорости приводит к ограничению частотного диапазона . Так, если след щий преобразователь имеет шесть разр дов, а частота кодир.-ва- ни  равна f, то верхн   .гранична  частота0 input signal. The speed limit leads to a frequency range limitation. So, if the next converter has six bits, and the frequency of the coding-wahn is equal to f, then the upper limit frequency

5 аналогового тракта измерительного канала не должна превышать 1 /64 f вместо 1 /2 f. Цель изобретени  - расширение частотного диапазона измерени  электромагнитного пол .5 analog path of the measuring channel should not exceed 1/64 f instead of 1/2 f. The purpose of the invention is to expand the frequency range of measurement of the electromagnetic field.

0На чертеже приведена функциональна 0The drawing is functional

схема электроразведочной станции.scheme of the electrical exploration station.

Станци  содержит п измерительных каналов , каждый из которых состоит из датчика 1.1 - 1.п пол , канального усилител  2.1 5 2. п и канального устройства 3.1 -З .п выборки и хранени  (УВХК). Выходы УВХК подключены к п входам коммутатора 4 каналов, а (п+1)-й вход коммутатора 4 каналов подключен к земл ной шине. Станци  содержитThe station contains n measuring channels, each of which consists of a sensor 1.1 - 1.p floor, a channel amplifier 2.1 5 2. n and a channel device 3.1 -3. N sampling and storage (UVHK). The outputs of the UVHC are connected to the n inputs of the 4 channel switch, and the (n + 1) th input of the 4 channel switch is connected to the ground bus. Station contains

0 также компенсирующий и раскачивающий цифроаналоговые преобразователи «(ЦАПК, ЦАПР) 5 и 6, сумматор 7 и второй аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 8. К входам сумматора 7 подключены выходы0 also compensating and swinging digital-to-analogue converters "(DLC, CAPR) 5 and 6, adder 7 and second analog-to-digital converter (ADC) 8. Outputs are connected to the inputs of adder 7

5 коммутатора 4 каналов, ЦАПК 5 и ЦАПР 6, а выход сумматора 7 подключен к входу второго АЦП 8. Станци  содержит также последовательно включенные усилитель 9, устройство 10 выборки и хранени  (УВХ), первый аналого-цифровой преобразователь5 switch 4 channels, DAC 5 and DAC 6, and the output of the adder 7 is connected to the input of the second ADC 8. The station also contains a series-connected amplifier 9, device 10 sampling and storage (VHR), the first analog-to-digital converter

(АЦП) 11, процессор 12 обработки и магнитный регистратор 13, а также содержит запоминающее устройство 14 и процессор 15 управлени , подключенные к процессору 12 обработки. Аналоговый выход второго АЦП 8 подключен к дополнительному входу процессора 12 обработки.(ADC) 11, the processor 12 processing and magnetic recorder 13, and also contains a storage device 14 and the processor 15 controls connected to the processor 12 processing. The analog output of the second ADC 8 is connected to the auxiliary input of the processor 12 processing.

Входы управлени  УВХК 3.1 - З.п коммутатора 4 каналов, ЦАПК 5, ЦАПР 6, второй АЦП 8, УВХ 10 и первого АЦП 11 объединены общей шиной управлени  и подключены к выходу процессора 15 управлени .The control inputs of the UHC 3.1 - Z.n switch 4 channels, DFAC 5, DAC 6, second ADC 8, UVH 10 and first ADC 11 are connected by a common control bus and connected to the output of control processor 15.

Работа станции рассмотрена на примере , когда ЦАПК 5, ЦАПР 6 и второй АЦП 8 имеют семь двоичных разр дов, первый АЦП 11 - двенадцать двоичных разр дов, а коэффициенты суммировани  и усилени  сумматора 7 и усилител  9 установлены такими , что веса младших значащих разр дов (МЗР) ЦАПК 5 и второго АЦП 8 примерно равны весу старшего значащего разр да (СЭР) первого АЦП 11, а вес МЗР ЦАПР 6 примерно равен 1/8 от веса МЗР первого АЦП 11.The operation of the station is considered as an example, when DCC 5, DAC 6 and second ADC 8 have seven binary bits, the first ADC 11 has twelve binary bits, and the summation and gain factors of the adder 7 and amplifier 9 are set such that the weights of the least significant bits (MZR) TsAPK 5 and the second ADC 8 are approximately equal to the weight of the most significant bit (SIR) of the first ADC 11, and the weight of the LSB of the DAC 6 is approximately 1/8 of the weight of the LSW of the first ADC 11.

Работой всех узлов станции управл ет процессор 15 управлени . По шине команд процессор 15 передает адрес узла, код команды и тактовые импульсы. Адресуемый узел вводит и исполн ет команду в момент действи  тактового импульса. Программа управлени  хранитс  в перепрограммируемом посто нном запоминающем устройстве процессора 15.The operation of all nodes of the station is controlled by the control processor 15. On the command bus processor 15 transmits the node address, command code and clock pulses. The addressed node enters and executes the command at the time of the clock pulse. The control program is stored in the reprogrammable permanent memory of the processor 15.

Обработку данных, поступающих с АЦП 8 и АЦП 11, и запись результатов обработки в магнитный регистратор 13 осуществл ет процессор 12 обработки. Дл  хранени  промежуточных результатов процессор 12 использует внешнее запоминающее устройство 14. Программа обработки хранитс  в перепрограммируемом посто нном запоминающем устройстве процессора 12. Процессор имеет дополнительный вход дл  ввода кодов с АЦП 8.The processing of data from the A / D converter 8 and the A / D converter 11, and the processing of the processing results in the magnetic recorder 13, is carried out by the processing processor 12. For storing intermediate results, the processor 12 uses the external storage device 14. The processing program is stored in the reprogrammable permanent storage of the processor 12. The processor has an additional input for inputting codes from the A / D converter 8.

$ Станци  измер ет поле следующим образом .The $ station measures the field as follows.

Датчики 1.1 - 1.п пол  образуют компоненты пол  в электрические сигналы, которые усиливаютс  канальными усилител ми 3.1 -З.п. Кодирование сигналов по каналам производитс  с периодомSensors 1.1-1 .p the field form the components of the field into electrical signals that are amplified by channel amplifiers 3.1 -3. Channel coding is performed with a period of

Т (л+1) г,T (l + 1) g,

где п -.число используемых измерительных каналов;where p is the number of used measuring channels;

т- врем  цикла кодировани  по одному каналу.t-cycle time coding on one channel.

Циклы по каналам сдвинуты последовательно на т. УВХК 3. 1 - Зп отслеживает сигнал между циклами своего канала, а наChannel cycles are shifted sequentially by m. HCFC 3. 1 - Sn sn tracks the signal between the cycles of its channel, and

врем  цикла фиксирует сигнал на уровне, действовавшем в момент начала цикла. Коммутатор 4 каналов в циклах подает поочередно фиксированные сигналы с выходовthe cycle time fixes the signal at the level in effect at the moment the cycle begins. A 4-channel switch in cycles provides alternately fixed signals from the outputs

УВХК 3.1 - З.п на сумматор 7, а в (п+1)-м цикле подает на сумматор 7 посто нный потенциал земл ной шины.UVHC 3.1 - З.п to the adder 7, and in (n + 1) -th cycle supplies the constant potential of the ground bus to the adder 7.

В каждом из первых п циклов производитс  кодирование одного из канальныхIn each of the first n cycles, one of the channel

сигналов. В начале цикла ЦАПК 5 и ЦАПР 6 устанавливаютс  в исходное (нулевое) состо ние . Затем АЦП 8 способом последова- тельного приближени  кодирует поступающий на него сигнал. С аналогового выхода АЦП 8 остаточный аналоговый сигнал усиливаетс  усилителем 9, фиксируетс  по уровню в УВХ 10 и затем способом последовательного приближени  кодируетс  в АЦП 11. Коды с цифровых выходов АЦПsignals. At the beginning of the cycle, the DLC 5 and DAC 6 are set to the initial (zero) state. Then, the A / D converter 8 encodes the signal arriving at it by a method of successive approximation. From the analog output of the A / D converter 8, the residual analog signal is amplified by an amplifier 9, fixed in level at the UHT 10, and then encoded in A / D converter 11 by sequential approximation. Codes from the digital outputs of the A / D converter

11 и АЦП 8 поступают в процессор 12 обработки , который вычисл ет суммарный код сигнала с учетом соотношени  весов МЗР АЦП 11 и АЦП 8. Суммарный код сигнала записываетс  в магнитном регистраторе 13.11 and the A / D converter 8 are fed to the processor 12, which calculates the total code of the signal, taking into account the ratio of the weights of the LSB of the A / D converter 11 and the A / D converter 8. The total code of the signal is recorded in the magnetic recorder 13.

В (п+1)-х циклах производитс  измерение (кодирование) весов МЗР АЦП 8 в масштабе АЦП 11. В этих циклах АЦП 11 работает так же, как в n-х циклах, результаты кодировани  процессор 12 обработки записывает в запоминающее устройство 14 и использует дл  вычислени  весов МЗР АЦП 8.In (n + 1) cycles, measurement (coding) of scales of the LSW ADC 8 is performed on the scale of ADC 11. In these cycles, ADC 11 operates in the same way as in the nth cycles, the coding processor 12 writes the results of the coding into memory 14 and uses the ADC 8 to calculate the weights of the LSB.

Коды состо ни  ЦАПК 5, ЦАПР 6 и АЦП 8 в (п+1)-х циклах измен ютс  периодическиDTC 5, DAC 6 and ADC 8 status codes in the (n + 1) th cycles change periodically

с периодом Т 2k, где т - число разр дов ЦАПК 5 и АЦП 8, a k - число разр дов ЦАПР 6. В данном конкретном случае m k 7. Период состоит из интервалов , каждый из которых состоит из with a period T 2k, where m is the number of bits of the HFDC 5 and ADC 8, a k is the number of bits of the DACA 6. In this particular case, m k 7. The period consists of intervals, each of which consists of

(п+1)-х циклов. Коды состо ни  ЦАПК 5, ЦАПР 6 и АЦП 8 устанавливаютс  в начале каждого (п+1)-го цикла. В первом (п+1)-м цикле первого интервала коды состо ний принимают исходное значение, затем ЦАПК(n + 1) cycles. DTC 5, DAC 6 and A / D converters 8 are set at the beginning of each (n + 1) -th cycle. In the first (n + 1) -th cycle of the first interval, the state codes take the initial value, then the DAC

5 и АЦП 8 остаютс  в исходных состо ни х, а ЦАПР 6 последовательно увеличивает код своего состо ни  на одну единицу. Далее во всех последующих интервалах ЦАПР 6 аналогично измен ет код своего состо ни  и5 and the A / D converter 8 remain in their initial states, and the DAC 6 sequentially increments its state code by one unit. Further, in all subsequent intervals, the DAC 6 similarly changes its state code and

возвращаетс  в исходное состо ние в начале каждого интервала. В течение всего второго интервала дес тичные коды состо ни  ЦАП К 5 и АЦП 8 равны соответственно 0 и 1, в третьем интервале кодыreturns to the initial state at the beginning of each interval. During the entire second interval, the decimal codes of the D / C 5 and A / D converters 8 are 0 and 1, respectively; in the third interval, the codes

состо ни  ЦАП К 5 и АЦП 8 равны соответственно 1 и 1, в четвертом интервале - 1 и 2, в п том - 2 и 2, в шестом - 2 и 3, и так далее. Через М интервалов коды состо ний ЦАПК 5 и АЦП 8 снова принимают исходное состо ние , и период измерени  весов МЗР АЦП 8 повтор ют, и так далее.the DAC C5 and ADC 8 states are 1 and 1, respectively, 1 and 2 in the fourth interval, 2 and 2 in the fifth, 2 and 3 in the sixth, and so on. At M intervals, the status codes of DAC 5 and A / D converter 8 again take the initial state, and the measurement period of the weights of the LSW of the A / D converter 8 is repeated, and so on.

Обозначим коды, полученные АЦП 11 в (п+1)-х циклах, через AJJ, где , M - номер интервала, К - номер (п+1)-го цикла в интервале. Дл  каждого интервала процессор 12 обработки находит среднее значение AIDenote the codes obtained by the ADC 11 in (n + 1) -th cycles, by AJJ, where, M is the interval number, K is the number of the (n + 1) -th cycle in the interval. For each interval, the processor 12 processing finds the average value AI

А.--1 t Ay0)A .-- 1 t Ay0)

а затем из каждого Ai дл  нечетного интервала вычитает AI предыдущего четного интервала и находит веса Ве МЗР АЦП 8 дл  всех состо ний АЦП 8.and then from each Ai for the odd interval, subtracts the AI of the previous even interval and finds the weights of the Be MLR of the ADC 8 for all states of the ADC 8.

Be -Ay, 1 1, М/2(2)Be -Ay, 1 1, M / 2 (2)

Процессор 12 обработки хранит значени  Ве в запоминающем устройстве 14 и использует их дл  вычислени  суммарных кодов канальных сигналов. Суммарные коды Cv вычисл ютс  по формулеProcessing processor 12 stores Be values in memory 14 and uses them to calculate the total codes of the channel signals. Summary Cv codes are calculated using the formula

C1 Z Be+Dv,(3)C1 Z Be + Dv, (3)

е 0e 0

где D v - код остаточного сигнала, полученный в АЦП 11 в n-м цикле;where D v - the code of the residual signal obtained in the ADC 11 in the n-th cycle;

V- дес тичный код состо ни  АЦП 8, полученный в этом же n-м цикле.V is the decimal status code of the ADC 8 obtained in the same nth cycle.

Веса Ве определ ютс  через средние значени  кодов Ai, полученные на фоне раскачивающего пилообразного сигнала, создаваемого ЦАПР 6. Поэтому веса Ве определ ютс  с погрешностью меньше ед, МЗР АЦП 11. Дл  конкретного значени  m | 7 и дл  отношени  весов МЗР ЦАПР 6 и АЦП 11, равного 1/8, погрешность определени  Ве не превышает 1/8 от ед. МЗР АЦП 11. Веса Ве обновл ютс  с периодом Т 2m+k+1 65536 циклов кодировани . Обновление весов позвол ет исключить вли ние изменени  температуры окружающей среды на точность кодировани , а достаточно длительный период обновлени  уменьшает вли ние накоплени  погрешности при суммировании весов в (3), так как последовательные значени  суммарных кодоё Cv определ ютс  при одних и тех же значени х весов. Таким образом, возможна  погрешность определени  Ве, равна  1 /8 от ед. МЗР АЦП 11, распредел етс  на 65536 циклов и становитс  неощутимой при обработке . При этом дифференциальна  нелинейность кодировани  не превышает одной ед. МЗР АЦП 11 (разрешающей способности кода остаточного канального сигнала DV ), а интегральна  нелинейность не превышает 8 ед. МЗР АЦП 11, так как максимальное значением в (3) равно , и погрешность при суммировании Ве в предельном случае возрастает в 64 раза.The weights of Be are determined by the average values of the codes Ai obtained against the swinging sawtooth signal generated by the DAC 6. Therefore, the weights of Be are determined with an error less than u, MPW ADC 11. For a specific value m | 7 and for the ratio of the weights of the LSM DAC 6 and ADC 11, equal to 1/8, the error in determining Be does not exceed 1/8 of a unit. LSW ADC 11. The weights of Be are updated with a period T 2m + k + 1 65536 coding cycles. The update of the weights eliminates the influence of the ambient temperature change on the coding accuracy, and a sufficiently long update period reduces the effect of the error accumulation when the weights are summed in (3), since the successive values of the total codecs Cv are determined with the same weights . Thus, the error in determining Be is 1/8 of a unit. The LSB ADC 11 is distributed over 65,536 cycles and becomes imperceptible during processing. At the same time, the differential nonlinearity of coding does not exceed one unit. MZR ADC 11 (the resolution of the code of the residual channel signal DV), and the integral nonlinearity does not exceed 8 units. MZR ADC 11, since the maximum value in (3) is equal, and the error in the summation of Be in the limiting case increases 64 times.

Это означает, что опредление весов Ве через средние значени  AI на фоне раскачивающего сигнала, создаваемого ЦАПР 6, позвол ет использовать АЦП 8 послеThis means that the determination of the Be weights through the average values of AI against the background of the swinging signal generated by the DAC 6 allows the ADC 8 to be used after

коммутатора 4 каналов в режиме последовательного приближени  независимо дл  каждого цикла кодировани  канального сигнала . При этом нет ограничени  по скорости изменени  канального сигнала, и полосаa 4 channel switch in a sequential approximation mode independently for each cycle of encoding a channel signal. There is no limitation on the rate of change of the channel signal, and the band

0 пропускани  аналогового тракта канала и, соответственно, всей станции может быть расширена в раза без увеличени  общей частоты кодировани . Дл  того, чтобы АЦП 8 мог работать в режиме последова5 тельного приближени , перед ним включены УВХК 3.1-3.п. Включение УВХК 3.1 - З.п в каждый канал обусловлено тем, что после фиксации сигнала в канале УВХК 3,1-3.л требуетс  достаточно длительное0 the transmission of the analog path of the channel and, accordingly, the entire station can be expanded in times without increasing the total coding frequency. In order for the ADC 8 to work in the sequential approximation mode, UVHC 3.1-3.p. The inclusion of UVHC 3.1 - Z.p in each channel is due to the fact that after fixing the signal in the UVHK channel of 3.1-3 liters it takes quite a long time

0 врем , равное п циклам, чтобы выйти на новое значение сигнала.0 time equal to n cycles to reach the new value of the signal.

Совокупность новых узлов и св зей предлагаемой станции обеспечивает расширение частотного диапазона измерени The set of new nodes and connections of the proposed station provides for the expansion of the frequency range of measurement

5 пол . Так УВХК 3.1-Зп позвол ют включить АЦП 8 после коммутатора 4 и использовать его в режиме последовательного приближени , что обеспечивает независимость коди- ровани  в каждом цикле. При этом5th floor Thus, the SWC 3.1-Зп allow switching on the ADC 8 after the switch 4 and use it in the sequential approximation mode, which ensures the independence of coding in each cycle. Wherein

0 накопление ошибки в вычислении суммарного кода сигнала, проход щее при работе АЦП 8 в режиме последовательного приближени , уменьшаетс  за счет измерени  весов АЦП 8 на фоне раскачивающего сигнала,0, the accumulation of errors in the calculation of the total code of the signal, which passes when the ADC 8 is operating in the sequential approximation mode, is reduced by measuring the weights of the ADC 8 against the background of the swinging signal,

5 создаваемого ЦАПР 6.5 created by the CAPR 6.

Макетирование станции показало, что если ЦАПК 5, ЦАПР 6 и АЦП 8 имеют семь двоичных разр дов, АЦП 11 имеет двенадцать двоичных разр дов, то суммарный кодThe layout of the station showed that if DAC 5, DAC 6 and ADC 8 have seven binary bits, ADC 11 has twelve binary bits, then the total code

0 сигнала имеет восемнадцать двоичных разр дов . При этом дифференциальна  нелинейность измерительного канала не превышает единицы МЗР суммарного кода, интегральна  нелинейность не превышает 80 signal has eighteen binary bits. At the same time, the differential nonlinearity of the measuring channel does not exceed a unit of the LSW of the total code, the integral nonlinearity does not exceed 8

5 единиц МЗР суммарного кода, частота кодировани  сигнала в канале составл ет 1600 Гц, а верхн   гранична  частота аналогового тракта канала равна 400 Гц. Частота кодировани  выше граничной частоты в5 units of the LSM of the total code, the channel coding frequency of the channel is 1600 Hz, and the upper limit frequency of the analog channel path is 400 Hz. The coding frequency is above the cutoff frequency in

Claims (1)

0 четыре, а не в два раза в св зи с тем, что крутизна частотной характеристики фильтра нижних частот вне полосы пропускани  равна конечной величине 24 дБ/октава. Формула изобретени 0 is four and not double due to the fact that the slope of the low-pass filter frequency response outside the passband is equal to a final value of 24 dB / octave. Invention Formula 5 Электроразведочна  станци , содержаща  п измерительных каналов, каждый из которых состоит из датчика электрической или магнитной компоненты пол  и подключенного к датчику канального усилител , а также коммутатор каналов, компенсирующий цифроаналоговый преобразователь и последовательно включенные усилитель, устройство выборки и хранени , первый аналого-цифровой преобразоватедь, процессор обработки и магнитный регистратор, а также запоминающее устройство и процессор управлени , подключенные к процессору обработки, причем входы управлени  коммутатора каналов, компенсирующего цифроаналогового преобразо- вател , устройства выборки и хранени  и первого аналого-цифрового преобразовател  подключены общей шиной управлени  к выходу процессора управлени , отличающа с  тем, что, с целью расширени  час- тотного диапазона измерени  электромагнитного пол , в каждый измерительный канал станции дополнительно введены канальное устройство выборки и хранени , у которого вход подключен к выходу канального усили- 5 An electrical survey station containing n measuring channels, each of which consists of a sensor of an electric or magnetic field component and a channel amplifier connected to the sensor, as well as a channel switch compensating a digital-analog converter and a series-connected amplifier, sampling and storage device, first analog-digital converter , a processing processor and a magnetic recorder, as well as a storage device and a control processor connected to the processing processor, with inputs control of a channel switch, a digital-to-analog converter, a sampling and storage device and a first analog-digital converter are connected by a common control bus to the output of the control processor, characterized in that, in order to extend the frequency range of the electromagnetic field, to each measuring channel the station has additionally introduced a channel sampling and storage device, in which the input is connected to the output of the channel amplification тел , выход подключен к одному из п входов коммутатора каналов, а вход управлени  подключен к общей шине управлени , причем (п+1}-й вход коммутатора каналов подключен к земл ной шине станции, а также раскачивающий цифроаналоговый преобразователь , сумматор и второй аналого-цифровой преобразователь, причем входы сумматора подключены к выходам коммутатора каналов и компенсирующего и раскачивающего цифроаналоговых преобразователей, выход сумматора подключен к входу второго аналого-цифрового преобразовател , аналоговый выход которого подключен к входу усилител , цифровой выход - к дополнительному входу процессора обработки, а управл ющие входы раскачивающего цифроаналогового преобразовател  и второго аналого-цифрового преобразовател  подключены к общей шине управлени  станции.the output is connected to one of the n inputs of the channel switch, and the control input is connected to the common control bus, moreover (n + 1} th input of the channel switch is connected to the ground bus of the station, as well as the swinging D / A converter, adder and the second analogue digital converter, the adder inputs are connected to the outputs of the channel switch and compensating and swinging digital-analog converters, the output of the adder is connected to the input of the second analog-to-digital converter, the analog output of which By connecting the input of the amplifier, a digital output - to the auxiliary input processor, and the control inputs of the swing of the second digital to analog converter and analog-to-digital converter connected to a common control bus station. ШНИНSHNIN /flj- @- iЈfl/ flj- @ - iЈfl