第三章地震勘探仪器的数据记录系统

1、专用集中控制式数字地震仪一般框图数字磁带机数字自动增益控制数模转换器反多路转换开关回放滤波器显示记录仪检波器数字磁带机模数转换器大 线滤波器数据传输接口低噪声前置放大器模 拟滤波器瞬时浮点放大器多路转换开关记录逻辑检波器大 线滤波器低噪声前置放大器模 拟滤波器反格式编排器内容提要第一节 数字磁带机构成原理第二节 磁带记录格式第三节 SEG-B格式写编排电路第四节 磁带记录与写入编码学习目标 掌握数字磁带机构成及读写电路原理；理解磁带记录格式类型及大体内容；掌握写编排电路编排原则；熟悉NRZI、PE、GCR编码规则。第三章 地震勘探仪器的数据记录系统第一节 数字磁带机构成原理内容提要一、数字磁带

2、机整机框图 二、走带机构及控制原理三、写电路组成框图四、读电路组成框图学习目标 掌握数字磁带机各构成部分的功能；掌握走带机构原理及张力臂原理，了解运动控制原理；掌握读写电路信号流程及各部分功能。一、数字磁带机整机框图 磁头接收控制指令，协调各部分有秩序地工作，指挥各部分按预定程序运转。是磁带机中的指挥系统。接收控制逻辑电路的指令提供驱动功率，使电机按一定的方式运转，带动磁带运动。卷带盘电机决定磁带运动的速度。光电测速计提供一个速度反馈信号与速度参考钟信号一起控制电机的速度。供带盘电机决定了磁带的张力。张力传感器提供一个张力反馈信号，控制供带电机在转动中保持张力的恒定。将输入的数据正确无误地记录

3、在磁带上。它是将写电流通过磁头绕组，在磁头铁心中产生磁场，磁带与磁头间相接触被磁化，磁带上剩余磁场变化与磁头电流变化一致，这样便把信号记录在磁带上。读电路与写电路是一个相反的过程，是将变化的磁场转换为变化的电流输出，在工作时边写边读。控制逻辑电路按照手控或遥控指令进行工作，它一方面控制伺服电路，给伺服电路发出正转、反转及重绕等指令，伺服电路接到指令后去驱动电机正转、反转和重绕；同时，控制逻辑接收磁带的状态指令（如BOT、EOT等），以便产生下一步控制信号；另外，还控制着读写电路，只有在一定的逻辑条件下才能进行数据的写入或读出，在遥控时由控制器控制读写逻辑。控制器根据磁带机送回的状态数据进行判断

4、后，对读写逻辑加以控制。 第一节 数字磁带机构成原理内容提要一、数字磁带机整机框图 二、走带机构及控制原理三、写电路组成框图四、读电路组成框图二、走带机构及控制原理1、走带机构构成DFSIV 8in磁带机走带机构 卷带盘转动时拖着磁带运动，磁带的转动带动测速导轮转动。导轮的轴与一光电编码盘相连，将光脉冲转换成电脉冲信号，并与控制器送来的参考钟比较以后，控制卷带盘的转速。 上下磁头导轨引导磁带在精确的轨道上通过磁头，以减小磁带通过磁头时的扭曲。卷带盘轴承供带盘轴承张力臂主要是控制磁带张力。当磁带机在起停时由于带盘惯量很大，磁带将会受到很大的张力，而且磁带在一定限度内可以看作弹性物体，所以张力使其

5、拉长和压缩，产生纵向振荡。为了保持磁带的张力不变，采用了张力臂。保持张力恒定示意图 2、运动控制原理在正常运转时主要由阶跃、斜坡误差发生器和偏压电路控制磁带运动，由阶跃信号STEP和斜坡信号RAMP控制产生斜坡误差信号RAMPERROR，控制磁带在启动时加速和在停止时减速。偏压电路主要产生使电机运转时克服摩擦阻力所需要的电流。相位比较器将光电测速信号VAR与参考信号REF进行相位比较，产生相位误差信号PHASEDRIVE，该信号作为速度反馈信号去相加放大器，使磁带运动速度平稳。第一节 数字磁带机构成原理内容提要一、数字磁带机整机框图 二、走带机构及控制原理三、写电路组成框图四、读电路组成框图三

6、、写电路组成框图功能：将数字脉冲信号转换成写磁头绕组的励磁电流脉冲。写功率控制器包括写电源控制和写状态控制两种电路，写电源控制是由写状态信号控制将正电源加到各轨写电流驱动器上和抹迹磁头上。写状态控制的作用是保证电流刚一接通，磁带机还未稳速时不接通写电源，以及电源断开瞬间磁带机不能马上停止运行时，立即停止写，断开写电源。写延迟电路的作用是用来纠正扭斜，它起着相位补偿作用。为了使写入的数据九轨对齐，利用选通脉冲的不同延迟来打开写闩门以调整写入数据，使写在磁带上的一排九个数据代码尽量在一条直线上。 写闩门的输出送至吸电流驱动器，该驱动器与写电流驱动器一起对写入电流进行功率放大，以使磁头线圈绕组中有足

7、够电流对磁带进行饱和磁化。写闩门是由延迟脉冲与文件保护指令一起选通数据的输出。经该闩门输出的写入数据代码已经完成了相位补偿，并由该门对文件起保护作用。在文件已经写在磁带上时，此门不通，数据就无法写入，从而保护了磁带上已有的数据不被破坏。第一节 数字磁带机构成原理内容提要一、数字磁带机整机框图 二、走带机构及控制原理三、写电路组成框图四、读电路组成框图四、读电路组成框图已记录的磁带通过磁头时，在读磁头线圈中感应出读信号，读信号经读前放后送到低通滤波器，使信号变得平滑。之后送到放大器进行放大，读放大器的增益以及低通滤波器的截至频率均受带速所控制，以使信号在带速变化时振幅和波形均变化很小。放大器的输

8、出分为两路，一路送到NZ门槛检测器，另一路送到微分器。在磁通发生翻转时，读磁头感应出信号，并在翻转处出现读出信号的峰值。门槛检测器对读出信号进行电平检测，当读出信号电平高于门槛电平时，门槛检测器就输出高电平，因此在每一个数据1处（NZ方式），门槛检测器将输出一个正脉冲。门槛检测器的输出确定信号的存在，过零检测器的输出确定信号的到达时刻。与门的输出还送到字符选通或门。字符选通或门由九轨中的任意一轨的1启动，它选通字符时钟到读钟信号发生器，产生读时钟。读时钟的后沿使NZ闩门复位。在NZ方式情况下，由于读出信号的峰值点代表数据1，所以在微分器输出信号的过零点也代表数据1，过零检测器对微分器输出的信号

9、进行过零检测，所输出的正脉冲也代表NZ数据1。读电路各方框波形示意图 小 结介绍了数字磁带机整机框图及信号流程；磁带机主要由有四大部分组成：磁带机控制逻辑电路，伺服系统，写电路，读电路。控制逻辑电路按照手控或遥控指令进行工作，它一方面控制伺服电路，给伺服电路发出正转、反转及重绕等指令，伺服电路接到指令后去驱动电机正转、反转和重绕；同时，控制逻辑接收磁带的状态指令（如BOT、EOT等），以便产生下一步控制信号；另外，还控制着读写电路，只有在一定的逻辑条件下才能进行数据的写入或读出，在遥控时由控制器控制读写逻辑。控制器根据磁带机送回的状态数据进行判断后，对读写逻辑加以控制。小 结介绍了数字磁带机整

10、机框图及信号流程； 详细讲解了走带机构构成及张力臂工作原理卷带盘 、上下磁头导轨 、张力臂 当磁带张力与力臂形成的力矩与弹簧力所形成的力矩平衡时，力臂就保持一固定的位置，这时在张力臂导辊与储带辊之间就储存了一些磁带。当张力增加时，力臂就向右移动，并释放出一些储存的磁带保持张力不变。当张力臂向右移动时，与其连接的电位器活动端也滑动，因此电位器活动端的电压也发生变化。这个变化的电压反馈到伺服电路，加快供带速度使张力臂回到原来的位置。反之，张力变小，张力臂就向左移动，反馈结果减慢供带速度。 小 结介绍了数字磁带机整机框图及信号流程； 详细讲解了走带机构构成及张力臂工作原理讲解了写电路的构成；写延迟电

11、路 、写闩门 、.吸电流驱动器、写电流驱动器、写功率控制器 （写电源控制、写状态控制 ） 小 结介绍了数字磁带机整机框图及信号流程； 详细讲解了走带机构构成及张力臂工作原理讲解了写电路的构成；分析了读电路组成及各部分功能。读电路组成框图门槛检测器的输出确定信号的存在，过零检测器的输出确定信号的到达时刻。小 结介绍了数字磁带机整机框图及信号流程； 详细讲解了走带机构构成及张力臂工作原理讲解了写电路的构成；分析了读电路组成及各部分功能。内容提要第一节 数字磁带机构成原理第二节 磁带记录格式第三节 SEG-B格式写编排电路第四节 磁带记录与写入编码第三章 地震勘探仪器的数据记录系统第二节 磁带记录格

12、式内容提要一、磁带记录格式概述二、SEGD格式的标注段三、SEG-D格式的数据段四、SEGD格式参数介绍学习目标 掌握磁带记录格式定义及磁带记录段落组成；掌握编排格式及解编格式编排方式；了解 SEGD格式的标注段组成，理解数据段组成，掌握参数意义。记录格式：就是对一张（或一卷）磁带记录上必须记录哪些内容，这些内容分别记录在什么位置所做的规定。SEGA、SEGB、SEGC、SEGY和SEGD五种格式。 记录制式：调相制（PE）或成组编码（GCR）制、反向不归零制（NRZI）制。 一、磁带记录格式概述间隙段都是不记录任何数码的空白段（采用NRZI和PE制时其长度一般为0.6in，采用GCR制一般为

13、0.3in）数据段和标柱段都是记录数码的“记录段”。采集的地震数据用二进制数码表示，记录在数据段内。标注段LC校验段间隙段数据段LC校验段间隙段带注段一张记录的组成格式 采用NRZI记录制式时，要求每个记录段后面附加一个LC校验段，用以记录对这个记录段进行循环冗余校验（CRC）和水平冗余校验（LRC）的结果。 标注段LC校验段间隙段数据段LC校验段间隙段带注段前同步段标注段后同步段间隙段前同步段数据段后同步段间隙段带注段一张记录的组成格式 采用PE或GCR制式记录时并不附加LC校验段，而是要求每个记录段前面附加一个前同步段，后面加一个后同步段。PE制式的前、后同步段与GCR制式的不同。标注段L

14、C校验段间隙段数据段LC校验段间隙段带注段前同步段标注段后同步段间隙段前同步段数据段后同步段间隙段带注段一张记录的组成格式 PE或GCR制NRZI制记录制式决定附加段(LC校验段 、前同步段 、后同步段 ) 、制式标志及带注段 。记录格式只是就记录段（标注段和数据段）本身的记录内容及其记录位置所做的规定。记录格式相同而记录制式不同时，只是各记录段的附加段、制式标志及带注段有区别，各标注段和数据段本身的记录内容及其记录位置都是相同的。记录制式相同而记录格式不同时，则各标注段和数据段本身的记录内容及其记录位置不相同，各记录段的附加段、制式标志及带注段相同。记录制式决定附加段(LC校验段 、前同步段

15、 、后同步段 ) 、制式标志及带注段 。记录格式只是就记录段（标注段和数据段）本身的记录内容及其记录位置所做的规定。一个数字地震仪最终记录在磁带上的格式，实际上是由它采用的记录制式和记录格式两方面决定的。轨476539182位p01234567123456789BOT所谓“轨”就是在磁带运行过程中每个磁头在磁带上留下的轨迹。 所谓“行”就是九个写磁头一次并排写下的九位数码。在各个记录段上，数码的记录“位置”是用与磁带运动方向平行的“轨”和与磁带运动方向垂直的“行”或“字节”来描述的。 SEGB格式规定每个地震子样数据在磁带记录上占2.5个字节，按4道10个字节的规律依次对各道子样进行编排记录，

16、地震道数据每次扫描字节数共有2.5字节n个地震道数。 四道的增益码记入10个字节中的头2个字节，第一个字节记一、二道增益码，第二个字节记三、四道增益码。03轨记一、三道增益码，47轨记二、四道增益码。 增益码第一道第二道第三道第四道G1G3M1M1M2M2M3M3M4M4G1G3M1M1M2M2M3M3M4M4G1G3M1M1M2M2M3M3M4M4G1G3M1M1M2M2M3M3M4M4G2G4M1M1M2M2M3M3M4M4G2G4M1M1M2M2M3M3M4M4G2G4M1M1M2M2M3M3M4M4G2G4M1M1M2M2M3M3M4M4SEG-B四道一组十字节空间分布 编排格式和解编

17、格式 同一个采样周期采集的所有道的数据按道的序号排成一个“扫描”，各个“扫描”按先后拼接组成数据记录段，数据记录段的这种格式称为多路编排格式简称编排格式。 编排格式和解编格式 反多路编排格式（简称解编格式），即把同一道的各子样的数据按其采样时间先后排成一道，各道数据按道序组成数据记录段。 第二节 磁带记录格式内容提要一、磁带记录格式概述二、SEGD格式的标注段三、SEG-D格式的数据段四、SEGD格式参数介绍 采用SEG-D格式：允许在一次记录过程中，地震道的道数或采集参数可以中途改变。即：一次记录过程可以分为若干段时间，在每段时间内，道数和采集参数是不变的，而相邻两时间段的道数或采集参数却可

18、以不相同。这样的一段记录时间称为“一类扫描”。如果一次记录过程中，采集参数或道数发生（N-1）次改变，那么这次记录将被分为N类扫描。相应地，数据段将分为N个子数据段，标注段将包含N个扫描类型标注段。 二、SEGD格式的标注段 在同一个扫描类型内被采集的所有信号道，凡是名称和采集参数相同的都编为一组，称为一个“道组”；每个道组设一个“道组标注段”。 同一扫描类型内，所有被采集信号道的采样时偏按道组和道序依次记录在“采样时偏标注段”（每道的采样时偏占一个字节）。因此一个扫描类型标注段由若干“道组标注段”和一个“采样时偏标注段”构成。 在采用SEGD格式时，标注段将由一个“总标注段”、一个（必要时多

19、个）“扫描类型标注段”、一个“扩展标注段”和一个“外部标注段”组成。总标注段（32字节）第1个扫描类型标注段第2个扫描类型标注段（必要时）第1道组标注段（32字节）第2道组标注段（32字节） (a) 标注段的组成 (b) 一个扫描类型标注段的组成第N个扫描类型标准段（必要时）扩展标注段（任选）外部标注段（任选）第K道组标准标注段（必要时）采样时偏标注段 SEGD格式的标注段组成 F1F1F1F1F2F2F2F21F3F3F3F3F4F4F4F42Y1Y1Y1Y1Y2Y2Y2Y23Y3Y3Y3Y3Y4Y4Y4Y44K1K1K1K1K2K2K2K25K3K3K3K3K4K4K4K46K5K5K5K

20、5K6K6K6K67K7K7K7K7K8K8K8K88K9K9K9K9K10K10K10K109K11K11K11K11K12K12K12K1210文件号格式代码一般常数 总标注段占整个标注段的前32个字节。第1、2字节为一张记录的记录号；第3、4字节为这张记录的数据段所采用的格式的代码；第510字节记录一般常数；YR1YR1YR1YR1YR2YR2YR2YR2110000DY1DY1DY1DY112DY2DY2DY2DY2DY3DY3DY3DY313H1H1H1H1H2H2H2H214MI1MI1MI1MI1MI2MI2MI2MI215SE1SE1SE1SE1SE2SE2SE2SE216M1

21、M1M1M1M2M2M2M217M3M3M3M3M4M4M4M418M5M5M5M5M6M6M6M619B1B1B1B1B2B2B2B220B3B3B3B3B4B4B4B421B5B5B5B5B6B6B6B622日时年分秒厂家代码仪器代码每扫描字节数第2022字节为采用多路编排格式时，数据段每个扫描所包含的字节数；第1116字节记录年、日（儒略历）、时、分、秒，表示这张记录的记录时间；第17字节为仪器生产厂家代码；第18、19字节为仪器的系列号；I3I2I1I0I-1I-2I-3I-423PPPPS/B3S/B2S/B1S/B024S/B7S/B6S/B5S/B4S/B3S/B2S/B1S/B

22、025ZZZZR1R1R1R126R2R2R2R2R3R3R3R327ST/R1ST/R1ST/R1ST/R1ST/R2ST/R2ST/R2ST/R228CS1CS1CS1CS1CS2CS2CS2CS229SK1SK1SK1SK1SK2SK2SK2SK230EC1EC1EC1EC1EC2EC2EC2EC231EX1EX1EX1EX1EX2EX2EX2EX232基本采样周期极性码 扫描总数扫描总数记录类型记录长度第23字节为基本采样周期，I-4位代表1/16ms；第24字节高4位记录“极性代码”（一般未使用），第24字节的低四位和第25字节记录为采用多路编排格式时，数据段所包含的扫描总数（S/B

23、）*2（S/BX）；第26字节高4位为记录种类代码，第26字节低4位和第27字节代表记录长度(0.512s101.888s)；I3I2I1I0I-1I-2I-3I-423PPPPS/B3S/B2S/B1S/B024S/B7S/B6S/B5S/B4S/B3S/B2S/B1S/B025ZZZZR1R1R1R126R2R2R2R2R3R3R3R327ST/R1ST/R1ST/R1ST/R1ST/R2ST/R2ST/R2ST/R228CS1CS1CS1CS1CS2CS2CS2CS229SK1SK1SK1SK1SK2SK2SK2SK230EC1EC1EC1EC1EC2EC2EC2EC231EX1EX1E

24、X1EX1EX2EX2EX2EX232每扫描类型道组数采样时偏字段数扩展标注段字段数外部标注段字段数第28字节为本次记录所包含的扫描类型的个数（通常一次记录过程中的记录道数和采集参数是不变化的，因此只有一个扫描类型）；第29字节记录一个扫描类型内所包含的道组数；第3032字节分别记录采样时偏标注段、扩展标注段、外部标注段包含的“字段”总数（每32个字节为一个“字段”）。扫描类型的个数基本采样周期极性码 扫描总数扫描总数记录类型记录长度采样时偏标注段按顺序依次记录本扫描类型内各道组中各道子样的采样时偏值，每道占一个字节，整个时偏标注段的字节数须凑成32的整数倍。扩展标注段是为地震仪器制造厂所选用

25、的，外部标注段是由仪器使用单位选用的。这两个标注段所包含的字节数都应是32的整数倍。ST1ST1ST1ST1ST2ST2ST2ST21CN1CN1CN1CN1CN2CN2CN2CN22TF16TF15TF14TF13TF12TF11TF10TF93TF8TF7TF6TF5TF4TF3TF2TF14TE16TE15TE14TE13TE12TE11TE10TE95TE8TE7TE6TE5TE4TE3TE2TE16000000007MPSMP4MP3MP2MP1MP0MP-1MP-28C/S1C/S1C/S1C/S1C/S2C/S2C/S2C/S29C/S3C/S3C/S3C/S3C/S4C/S4C

26、/S4C/S410扫描类型号道组号道组开始时间道组结束时间反换算因数道数道组标注段：每个道组标注段占32个字节C1C1C1C1000011S/CS/CS/CS/CJJJJ12AF1AF1AF1AF1AF2AF2AF2AF213AF3AF3AF3AF3AF4AF4AF4AF4140000AS1AS1AS1AS115AS2AS2AS2AS2AS3AS3AS3AS316LC1LC1LC1LC1LC2LC2LC2LC217LC3LC3LC3LC3LC4LC4LC4LC4180000LS1LS1LS1LS119LS2LS2LS2LS2LS3LS3LS3LS320道名称代码道子样数、道增益去假频滤波器频率

27、去假频滤波器陡度低切滤波器频率低切滤波器陡度NT1NT1NT1NT1NT2NT2NT2NT221NT3NT3NT3NT3NT4NT4NT4NT422NT1NT1NT1NT1NT2NT2NT2NT223NT3NT3NT3NT3NT4NT4NT4NT424NT1NT1NT1NT1NT2NT2NT2NT225NT3NT3NT3NT3NT4NT4NT4NT426000000002700000000280000000029000000003000000000310000000032第1陷波器频率第2陷波器频率第3陷波器频率总标注段（32字节）第1个扫描类型标注段第2个扫描类型标注段（必要时）第1道组标注

28、段（32字节）第2道组标注段（32字节）标注段的组成 一个扫描类型标注段的组成第N个扫描类型标准段（必要时）扩展标注段（任选）外部标注段（任选）第K道组标准标注段（必要时）采样时偏标注段 SEGD格式的标注段组成 道组标注段：每个道组标注段占32个字节 总标注段占整个标注段的前32个字节。第二节 磁带记录格式内容提要一、磁带记录格式概述二、SEGD格式的标注段三、SEG-D格式的数据段四、SEGD格式参数介绍三、SEG-D格式的数据段a) 编排格式编排方式时，属于同一扫描类型中同一次扫描的各道子样数据按本扫描类型标注段中道组和道的先后顺序排列成一个扫描段，各个扫描段按时间先后排列组成该扫描类型

29、子数据段。每个扫描段中，采样周期为Ts/2或Ts /4的道组的子样数据按采样子周期的时间先后排列成2个或4个子扫描，每个子扫描内的子样数据按本道组中的道序排列 .(b) 解编格式在采用解编方式时，同一道的各次采样数据按时间先后排列成一个数据道，各个数据道按扫描类型标注段中道和道组的顺序排列组成完整的数据段 .111111111111111112111111113TW11TBDP014T15T14T13T12T11T10T9T85T7T6T5T4T3T2T1T06T-1T-2T-3T-4T-5T-6T-7T-87000000008扫描开始字计时字计时字表示本次扫描开始的时间，一般把震源激发时刻作

30、为计时起点，即第一扫描的计时字记为零。计时字的最低位T-8，代表1/28ms。相邻两计时字之差为一个基本采样周期。扫描开始和计时字结束后，从第9个字节开始按道序依次记录本次扫描中各道的子样数据。第4字节的0、4、5三位末规定，一般记为0。如果检测到时断信号，则TW1记为“0”，否则记为“l”。如果发出内部时断信号，则1TB记为“1”，否则记为“0”。本次扫描的采集参数相对前次扫描如发生了改变，则DP记为“1”否则记为“0”。多路编排方式每个扫描段的前8个字节记录扫描开始字和计时字 F1F1F1F1F2F2F2F21F3F3F3F3F4F4F4F42ST1ST1ST1ST1ST2ST2ST2ST

31、23CN1CN1CN1CN1CN2CN2CN2CN24TN1TN1TN1TN1TN2TN2TN2TN25TN3TN3TN3TN3TN4TN4TN4TN46T15T14T13T12T11T10T9T87T7T6T5T4T3T2T1T08T-1T-2T-3T-4T-5T-6T-7T-890000000010SS-1SS-2SS-3SS-4SS-5SS-6SS-7SS-811文件号扫描类型号道组号道号第1个计时字采样时偏反多路编排方式每个数据道的前20个字节均为道标注段HDR0000000012TW15TW14TW13TW12TW11TW10TW9TW813TW7TW6TW5TW4TW3TW2TW1

32、TW014TW-1TW-2TW-3TW-4TW-5TW-6TW-7TW-81500000000160000000017000000001800000000190000000020时断窗所谓时断窗是指时断信号的期待时间，如果没有检测到时断信号，记录将在时断窗结束时开始。位012345671字节4进位指数字节1SC2C1C0Q-1Q-2Q-3Q-41字节16进位指数字节1SC1C0Q-1Q-2Q-3Q-4Q-52字节4进位指数字节1SC2C1C0Q-1Q-2Q-3Q-4字节2Q-5Q-6Q-7Q-8Q-9Q-10Q-11Q-122字节16进位指数字节1SC1C0Q-1Q-2Q-3Q-4Q-5字节2

33、Q-6Q-7Q-8Q-9Q-10Q-11Q-12Q-134字节16进位指数字节1SC6C5C4C3C2C1C0字节2Q-1Q-2Q-3Q-4Q-5Q-6Q-7Q-8字节3Q-9Q-10Q-11Q-12Q-13Q-14Q-15Q-16字节4Q-17Q-18Q-19Q-20Q-21Q-22Q-23Q-24 在SEGD格式中，子样数据字是输入信号瞬时电压的符号和幅值的数值表示，由符号位S，指数C、分数Q三部分组成，在磁带上有6种可供选择的记录形式 .位012345672.5字节4进位指数字节1C3C2C1C0C3C2C1C0字节2C3C2C1C0C3C2C1C0字节3SQ-1Q-2Q-3Q-4Q-5

34、Q-6Q-7字节4Q-8Q-9Q-10Q-11Q-12Q-13Q-14Q-15字节5SQ-1Q-2Q-3Q-4Q-5Q-6Q-7字节6Q-8Q-9Q-10Q-11Q-12Q-13Q-14Q-15字节7SQ-1Q-2Q-3Q-4Q-5Q-6Q-7字节8Q-8Q-9Q-10Q-11Q-12Q-13Q-14Q-15字节9SQ-1Q-2Q-3Q-4Q-5Q-6Q-7字节10Q-8Q-9Q-10Q-11Q-12Q-13Q-14Q-15子样数据记录形式多路编排方法反多路编排方法1字节4进位指数002280221字节16进位指数004280422字节4进位指数002480242字节16进位指数0044802

35、44字节16进位指数004880482.5字节16进位指数00158015数据段12种D格式的代码 第二节 磁带记录格式内容提要一、磁带记录格式概述二、SEGD格式的标注段三、SEG-D格式的数据段四、SEGD格式参数介绍四、SEGD格式参数介绍1.反换算因数MP（道组标注段的第8字节） 子样数据记录格式输入信号子样幅值 mV反换算因数 MP2.5字节2进位指数1字节或2字节4进位指数1字节或2字节16进位指数4字节16进位指数结论： 如果增益码的底数与指数码的底数相同，即都为2（或4或16）的话，增益码取反后就可作为指数码记录在磁带上。如果二者底数不同那就不能用这种简单的取反的办法从增益码求

36、得指数码。 练习 子样数据记录格式采用4字节16进位指数形式，当增益码为3时，写出相同底数的指数码二进制表示。 C6C5C4C3C2C1C0=1 1 1 1 1 0 02.采样时偏信号的采样是以为基本周期进行的，如果第个采样周期开始时刻为在这个采样周期中，第道信号的，那么第道的采样时偏为每道每个子样的采样时刻 采样时刻为3.滤波器陡度 其中去假频滤波器的陡度 低切滤波器陡度 K(f) (dB)00-60-40ASLSfACf60fff40fLC小 结给出了磁带记录格式定义，介绍了记录制式与记录格式的区别；重点讲解了磁带段落组成及一张记录的组成；记录格式：就是对一张（或一卷）磁带记录上必须记录哪

37、些内容，这些内容分别记录在什么位置所做的规定。记录制式：调相制（PE）或成组编码（GCR）制、反向不归零制（NRZI）制。 标注段LC校验段间隙段数据段LC校验段间隙段带标段前同步段标注段后同步段间隙段前同步段数据段后同步段间隙段带标段一张记录的组成格式 PE或GCR制NRZI制小 结给出了磁带记录格式定义，介绍了记录制式与记录格式的区别；重点讲解了磁带段落组成及一张记录的组成；介绍了编排格式及解编格式定义；讲解了SEG格式标注段及数据段组成；同一个采样周期采集的所有道的数据按道的序号排成一个“扫描”，各个“扫描”按先后拼接组成数据记录段，数据记录段的这种格式称为多路编排格式简称编排格式。解编

38、格式），即把同一道的各子样的数据按其采样时间先后排成一道，各道数据按道序组成数据记录段。总标注段（32字节）第1个扫描类型标注段第2个扫描类型标注段（必要时）第1道组标注段（32字节）第2道组标注段（32字节）标注段的组成 一个扫描类型标注段的组成第N个扫描类型标准段（必要时）扩展标注段（任选）外部标注段（任选）第K道组标准标注段（必要时）采样时偏标注段 SEGD格式的标注段组成 道组标注段：每个道组标注段占32个字节 总标注段占整个标注段的前32个字节。SEG-D格式的数据段a) 编排格式(b) 解编格式小 结给出了磁带记录格式定义，介绍了记录制式与记录格式的区别；重点讲解了磁带段落组成及一

39、张记录的组成；介绍了编排格式及解编格式定义；讲解了SEG格式标注段及数据段组成；详细分析了反换算因数及采样时偏两个参数。如果增益码的底数与指数码的底数相同，即都为2（或4或16）的话，增益码取反后就可作为指数码记录在磁带上。内容提要第一节 数字磁带机构成原理第二节 磁带记录格式第三节 SEG-B格式写编排电路第四节 磁带记录与写入编码第三章 地震勘探仪器的数据记录系统第三节 SEG-B格式写编排电路内容提要一、DFSV型数字地震仪写编排基本原理二、DFS-V型数字地震仪写编排基本电路三、地震道编排计时图及编排原理综述学习目标 掌握DFSV型数字地震仪写编排基本原理；理解增益寄存器和增益字多路选

40、择器数据流程；掌握尾数寄存时序图；掌握地震道编排计时图。 SEGB格式规定每个地震子样数据在磁带记录上占2.5个字节，按4道10个字节的规律依次对各道子样进行编排记录，地震道数据每次扫描字节数共有2.5字节n个地震道数。 四道的增益码记入10个字节中的头2个字节，第一个字节记一、二道增益码，第二个字节记三、四道增益码。03轨记一、三道增益码，47轨记二、四道增益码。 增益码第一道第二道第三道第四道G1G3M1M1M2M2M3M3M4M4G1G3M1M1M2M2M3M3M4M4G1G3M1M1M2M2M3M3M4M4G1G3M1M1M2M2M3M3M4M4G2G4M1M1M2M2M3M3M4M4

41、G2G4M1M1M2M2M3M3M4M4G2G4M1M1M2M2M3M3M4M4G2G4M1M1M2M2M3M3M4M4SEG-B四道一组十字节空间分布 一、DFSV型数字地震仪写编排基本原理尾数寄存器先后接收和寄存四道的尾数，当第四道到来之后，尾数寄存器就同时寄存了四个地震道的尾数；增益寄存器则只寄存四个地震道中的第一和第三道增益。当第二道数据到来时，第二道的增益码和已被寄存的第一道增益并行送往增益字多路选择器，形成第一个增益字节送到先进先出存储器；当第四道数据到来时，第四道的增益码和已被寄存的第三道增益并行送往增益字多路选择器，形成第二个增益字节送到先进先出存储器。尾数寄存器先后输出四个地

42、震道的尾数，每输出一个地震道的尾数之后，尾数字节1多路先选择高8位作为一个字节送往先进先出存储器，尾数字节2多路后选择低8位作为第二个字节送往先进先出存储器，然后尾数寄存储器再输出下一道的尾数。接收完14道数据以后，按上述编排过程，则进入先进先出存储器的为10个字节，头2个字节为四个地震道的增益，后8个字节为四个地震道的尾数。先进先出存储器可同时存储64道的数据，折合为160个字节。一、DFSV型数字地震仪写编排基本原理4321四道的尾数，4321增益码，一至十代表10个字节1211高3412341一一324234二二1低三四五六七八九十第三节 SEG-B格式写编排电路内容提要一、DFSV型数

43、字地震仪写编排基本原理二、DFS-V型数字地震仪写编排基本电路三、地震道编排计时图及编排原理综述11D11K11L增益字多路选通信号llK和llL为增益字多路选择器，由四双向开关CD4016组成增益寄存器选通信号二、DFS-V型数字地震仪写编排基本电路数据的三位增益码 1.增益寄存器和增益字多路选择器 llD为增益寄存器（CD4042） 当AC为逻辑“1”电平时，AI和AD之间接通，否则断开。11D11K11L二、DFS-V型数字地震仪写编排基本电路1.增益寄存器和增益字多路选择器 当第一道数据到来时，增益码DTASTOR-0DTASTOR-2存储在llD之中。 当第二道数据到来时，llD不寄

44、存数据，GWMPXENBL=l使第一和第二道增益码并行通过增益字多路选择器，它们作为一个字节送入先进先出存储器(FIFO)。2.尾数寄存器、尾数字节1和尾数字节2多路选择器 11G11H12H12J12L12K13K14K12K、12L、13K和14K为尾数字节多路选择器，由四双向开关CD4016组成，12K和12L为尾数字节1多路选择器，13K和14K为尾数字节2多路选择器。11G、l1H、l2H、和12J为尾数寄存器，由四位移位寄存器CD4006组成。当连续接收到四个地震道数据时，与之对应来四个数据存储钟（DTASTORCLK）的正脉冲，将四个地震道的尾数依次存入尾数寄存器，此时尾数存储器

45、的输出为第一道的尾数。数据存储字节1使能DTASTORBYTE -1ENBL 数据存储字节2使能DTASTORBYTE -2ENBL 尾数存储钟DTASTORCLK 45时序图1道高八位1道低八位2道高八位2道低八位3道高八位3道低八位4道高八位4道低八位第三节 SEG-B格式写编排电路内容提要一、DFSV型数字地震仪写编排基本原理二、DFS-V型数字地震仪写编排基本电路三、地震道编排计时图及编排原理综述1211高3412341一一324234二二1低三四五六七八九十尾数存储钟DTASTORCLK 增益字存储钟GWSTORCLK 增益字多路转换使能指令GWMPXENBL M1 G1 M2 M3

46、 G3 M4 12345678910111数据存储字节1使能DTASTORBYTE-lENBL 数据存储字节2使能DTASTORBYTE-2ENBL22222113334445678G3+G4G1+G2先进先出寄存器 三、地震道编排计时图及编排原理综述 四道增益码：G1、G2、G3、G4； 尾数：M1、M2、M3和M4。 第一道数据到来时，第一个尾数存储（DTASTORCLK）钟将M1存入尾数寄存器，第一个增益字存储钟（GWSTORCLK）将G1存入增益存储器；第二道数据到来时，第二个DTASTORCLK钟将M2存入尾数寄存器，第一个增益字多路转换使能指令（GWMPXENBL）的正脉冲使增益寄

47、存器中的G1与G2并行通过增益字多路选择器，同时作为第一个字节被移入先进先出存储器； 第三道数据到来时，第三个DTASTORCLK钟将M3存入尾数寄存器，第二个GWSTORCLK将G3存入增益寄存器；第四道数据到来时，第四个DTASTORCLK钟将M4存入尾数寄存器，第二个GWMPXENBL的正脉冲使寄存器中的G3和G4并行通过增益字多路选择器，同时作为第二个字节被移入先进先出存储器。 到此为止，头2个增益字节已经形成，尾数寄存器输出是M1,数据存储字节1使能(DTASTORBYTE-lENBL)和数据存储字节2使能(DTASTORBYTE-2ENBL)交替出现正脉冲，先后顺序选择的高8位和低

48、8位作为2个字节顺序移入先进先出存储器；然后来4个数据存储器时钟来第一个DTASTORCLK时钟，将移到尾数寄存器的输出端，并选择高8位和低8位作为第3、4个字节移入先进先出存储器； 第二个DTASTORCLK时钟将移到尾数寄存器的输出端，选择其高8位和低8位作为第5、6个字节移入先进先出存储器，第三个DTASTORCLK快钟将移到尾数寄存器的输出端，选择其高8位和低8位作为第7、8个字节移入先进先出存储器。这时四道的尾数(共计8个字节)已经编排完毕，第四个DTASTORCLK快钟将尾数寄存器排空，准备编排下一组地震道数据。小 结尾数存储钟DTASTORCLK 增益字存储钟GWSTORCLK

49、增益字多路转换使能指令GWMPXENBL M1 G1 M2 M3 G3 M4 12345678910111数据存储字节1使能DTASTORBYTE-lENBL 数据存储字节2使能DTASTORBYTE-2ENBL22222113334445678G3+G4G1+G2先进先出寄存器 内容提要第一节 数字磁带机构成原理第二节 磁带记录格式第三节 SEG-B格式写编排电路第四节 磁带记录与写入编码第三章 地震勘探仪器的数据记录系统第四节 磁带记录与写入编码内容提要一、磁带记录密度及其限制因素二、常用的地震磁带记录方式三、NRZI编码器实例分析学习目标 掌握磁带记录密度、数字磁记录方式定义；了解磁带记

50、录密度限制因素；掌握NRZI、PE、GCR三种记录方式；了解NRZI编码器。磁带记录密度: 指单位长度一条磁轨上所记录的二进制码的位数。若用D表示磁带记录密度，V表示记录时磁带运行的速度，则磁带的每一轨上记录二进制码的速率便等于V*D。 一、磁带记录密度及其限制因素 为了保证写编排电路输送至写电路的数据能够及时地记录到磁带上，磁带记录数码的速率应该正好等于写编排电路输送来的数据速率。 （1）自退磁效应 MHd-HC+HC-Mr0M-Mrxx+Mr+Mr 物体磁化后，如果出现磁极，这两个磁极在物体内部就会产生一种磁场。由于这种磁场的方向与外加磁化场的方向相反，因而有减退磁化的作用。我们称这种现象

51、为自退磁效应，而称这种磁场为自退磁磁场。 外加磁场强度磁层磁化强度磁层材料磁化后的剩余磁化强度磁层材料的矫顽力自退磁场强度最大可能的理论翻转密度为: （2）脉冲拥挤效应-Mre0e1e2e0+MrDb当磁带上的磁化翻转处通过读磁头工作缝隙时，在读磁头线圈中将产生感应电压。如果相邻的两次磁化翻转相距很远时，产生的两个感应脉冲基本上互不影响。但是，如果相邻的两次磁化翻转相距很近，那么，两个感应脉冲e1和e2就会叠加在一起，合成的感应电压e0其幅值将降低，且峰点向外偏移，这种现象称为“脉冲拥挤效应”。 （3）磁带扭曲磁头组倾斜磁头缝隙错位总扭曲SABBSI同一行的九位数码实际的写入时刻及读出时刻都发

52、生错位,这种现象称为磁带扭曲。第四节 磁带记录与写入编码内容提要一、磁带记录密度及其限制因素二、常用的地震磁带记录方式三、NRZI编码器实例分析二、常用的地震磁带记录方式 定义：数字磁记录方式 采用某种规则，将一串二进制数码变换成磁层上相应的磁化翻转的形式，这种变换过程也称为磁记录编码。 1.反向不归零制和调相制在反向不归零制记录方式中，记录“1”时，位元中心处磁化翻转，记录“0”时，位元中心处磁化不翻转。读出“1”时，有正脉冲或负脉冲产生，读出“0”时，没有电压脉冲产生。位元宽度写电流磁化状态读电压调相制记录方式 记录“1”时，位元中心处磁化翻转由负变正，记录“0”时，则从正变负，两者相位差

53、180。当连续出现两个“1”或两个“0”时，为了维持上述规则，在两位元边界处也翻转一次。 在读出“0”时，在位元中心有负数据脉冲产生，读出“1”时，在位元中心有正数据脉冲产生。连续读出两个“1”时，两位元边界处有负相位脉冲产生，连续读出两个“0”时，两位元边界处有正相位脉冲产生。位元宽度写电流磁化状态读电压（1）把经过格式编排的07轨上的待记录的原始数据按每七个字节为一组并针对这七个字节的数据形成一个错误校验码E（ECC）字节附在这七个宇节之后，每个字节与该字节的p校验码构成一“行”，这8行数据构成一个数据组。 2.成组编码制（GCR）P P P P P P PD D D D D D DD D

54、 D D D D DD D D D D D DD D D D D D DD D D D D D DD D D D D D DD D D D D D DD D D D D D DP P P P P P P PD D D D D D D DD D D D D D D DD D D D D D D DD D D D D D D DD D D D D D D DD D D D D D D DD D D D D D D DD D D D D D D DaECC校验P012345671 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7EP01234567E校验方式偶校验：和为偶数置位为0，和为奇数置

55、位为1奇校验：和为奇数置位为0，和为偶数置 位为1（2）把每个数据组分成两半，即分为两个数据子组。分别对一个数据组中每一轨的前4位数据和后4位数据进行“四五编码”，变成相应的5位数据，即将两个数据子组变成两个存储子组，这样编码得到的10行新数据便构成一个“存储组”。“存储组”数据按照NRZI制的记录方式记录到磁带上。 b4/5编码A A A AA A A AA A A AA A A AA A A AA A A AA A A AA A A AA A A AB B B B BB B B B BB B B B BB B B B BB B B B BB B B B BB B B B BB B B B

56、BB B B B B数据子组存储子组P01234567P012345671 2 3 41 2 3 4 5（3）每记录完158个存储组之后，还要再按NRZI制增录20行“再同步码”，构成15810+20=1600行的一个存储块，每个存储块的1600行实际记录的数据只有1587=1106个原始数据字节。 158个存储组（1580行）158个存储组（1580行）再同步码（20行）存储块c数据子组1 2 3 45 6 7 8存储子组1 2 3 4 56 7 8 9 10数据子组1 2 3 45 6 7 8 存储子组1 2 3 4 56 7 8 9 100 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0

57、1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 1 0 0 11 1 0 1 11 0 0 1 01 0 0 1 11 1 1 0 11 0 1 0 11 0 1 1 01 0 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 11 1 0 1 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 0 1 11 1 1 1 00 1 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 1GCR写编码（4/5）表 采用成组编码后，每一轨上所记录的连续“0”的个数不超过2个，这样就消除了直接采用NRZI记录时因连续“0”的个数

58、无限制而造成的不能自同步的问题。习 题磁带机的九轨磁头待记录的某7个数据如图所示：（1）根据奇偶校验原则完整填写P位数据。（2）利用GCR编码原则完成数据的编码（其中ECC校验采用偶校验方式）。（3）将第6轨编排后的数据分别按照NRZI、PE方式记录，画出每种的磁化翻转及读出电压形式。 ECC校验位数据为：1 0 1 0 0 0 1 0 0 P位数据为：1 0 0 1 1 0 0 第六轨编码之后的数据为： 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 采用NRZI制编码： 采用PE制编码： 3.三种记录方式特点NRZI没有自同步能力；PE具有自同步能力 连续记录“1”时的磁化翻转密度称为最大磁化翻转

59、密度，记录数据位密度与最大磁化翻转密度之比定义为编码效率： NRZI制的编码效率：100; PE制的编码效率:50GCR制的编码效率为： GCR制集中了两者的优点，因而是一种高密度的记录方式，其记录密度达6250位/英寸。PE制记录密度为1600位/英寸，NRZI制记录密度只有800位/英寸。 第四节 磁带记录与写入编码内容提要一、磁带记录密度及其限制因素二、常用的地震磁带记录方式三、NRZI编码器实例分析三、NRZI编码器实例分析触发器的置1端接位钳位电平BITCLAMP，该指令在间隙段为“1”电平，在数据段为“0”电平。RS01不论D端状态Q为010不论D端状态Q为100D端有关Q端（即N

60、RZI编码数据）在写编码钟WRTDCDCLK的控制下，输出“1”或“0”取决于D端输入的写数据内容，其状态表示为： 当写数据DTABIT=l时当写数据DTABIT=0时当写数据为“1”时，磁带机中写磁头电流改变原来的方向；当写数据为“0”时，磁带机中写磁头电流不改变原来的方向。3、6、7轨编码器 状态方程与P、0、1、2、4、5轨编码器完全一致。小 结首先给出了磁带记录密度定义，介绍了影响磁带记录密度的因素；介绍了数字磁记录方式定义，重点讲解了NRZI制、PE制、GCR制三种记录方式的具体编码原则；采用某种规则，将一串二进制数码变换成磁层上相应的磁化翻转的形式，这种变换过程也称为磁记录编码。指