地震采集接收系统

一、集中控制式地震数据采集系统上个世纪70年代中期，数字地震仪的出现，把地震勘探带入了一个新的时代，出现了以DFS－V和SN338为代表的集中专用控制式数字地震仪。到了80年代，随着电子技术和计算机技术的发展，新技术、新器件不断应用到数字地震仪的设计和生产中，又出现了以SN358和MDS16为代表的计算机集中控制式数字地震仪。一、集中控制式地震数据采集系统所谓集中控制式系统是指整个仪器系统的控制部分采用统一的数字逻辑电路完成。根据控制逻辑所采用的电路形式，集中控制式地震仪又可分为专用集中控制式数据采集系统和计算机集中控制式数据采集系统。

一、集中控制式地震数据采集系统1.专用集中控制式地震数据采集系统检波器逻辑控制数字磁带机多路转换开关瞬时浮点放大器模数转换器数据传输接口大线滤波器低噪声前置放大器模拟滤波器大线滤波器低噪声前置放大器模拟滤波器DFS－V和SN338一、集中控制式地震数据采集系统1.专用集中控制式地震数据采集系统（1）检波器：将地面振动信号换成模拟电压信号，该信号经模拟信号传输大线送至大线滤波器。（2）大线滤波器：滤除共模干扰和高频干扰，滤波之后的信号送低噪声前置放大器。一、集中控制式地震数据采集系统（3）前置放大器：对微弱的地震信号进行放大，以利于后续滤波处理；放大后的信号送高通滤波器、低通滤波器、陷波器进行模拟滤波处理。（4）模拟滤波器：对放大之后的信号进行高通滤波器、低通滤波器、陷波器进行模拟滤波处理；滤除高频、低频和工业干扰。同时为防止采样过程中产生假频干扰，还要用大陡度去假频滤波器对信号进行滤波处理，然后再送入多路转换开关进行时分复用转换并同时完成采样。一、集中控制式地震数据采集系统（5）多路转换开关：完成时分复用转换并同时完成采样；经过多路合一的各道信号的子样送瞬时浮点放大器（IFP）进行可变增益。（6）瞬时浮点放大器:（对于小信号自动调整选择较大增益，对于大信号自动选择较小增益）的放大，然后将IFP调整后的模拟信号送15位逐次逼近型A/D转换器进行模数转换；对产生的3位增益码和15位A/D转换的尾数送格式编排电路按照规定的格式进行编排，编排的结果送数字磁带机记录。一、集中控制式地震数据采集系统1.专用集中控制式地震数据采集系统数字磁带机反格式编排器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一、集中控制式地震数据采集系统1.专用集中控制式地震数据采集系统为监视记录在磁带中的数据的质量，在完成数据记录后还需要进行数据回放。回放主要包括反格式编排、自动增益控制、D/A转换、反多路转换、回放滤波等处理，最后用绘图仪形成回放记录。符合质量要求的数据磁带需要送计算中心完成最后的处理与解释。一、集中控制式地震数据采集系统2.计算机集中控制式地震数据采集系统检波器检波器通用计算机及控制记录程序数字磁带机多路转换开关瞬时浮点放大器模数转换器数据传输接口大线滤波器低噪声前置放大器模拟滤波器大线滤波器低噪声前置放大器模拟滤波器前端各种控制SN358和MDS15B一、集中控制式地震数据采集系统2.计算机集中控制式地震数据采集系统通用计算机回放控制数字磁带机打印机显示记录仪一、集中控制式地震数据采集系统3.集中控制式地震数据采集系统问题一般情况下，集中控制式数字地震仪的检波器通过模拟信号线（一般称为“大线”）与采集系统连接，由于大线上传输的是模拟信号，传输的距离又比较远，因此，信号易受各种干扰因素的影响。同时，由于采样间隔和大线重量的限制，集中控制式地震仪中一条大线电缆一般不超过120道。二、分布式遥测地震仪数据采集系统随着计算机技术在地震仪中应用的不断深入，人们把数据采集系统中的放大器、滤波器、A/D转换器、数据传输控制逻辑以及整个控制用CPU做在一个小箱体内，称为“采集站”，将采集站放置在检波点上，每个采集站用较短的模拟信号线（一般称为“小线”）与1～8道检波器连接，各采集站用数字信号线（数字大线）或以无线方式与中央记录主机相连，当各采集站和记录主机之间合理组合时，可以构成分布式数据采集系统。由于数据采集部件在检波点而不在仪器车上，因此，这类系统又被称为“遥测地震仪”。二、分布式遥测地震仪数据采集系统VME总线控制野外数字大线标准计算机网络总线

采集站1

采集站2

采集站n计算机1计算机2绘图仪磁带机网络接口采集控制磁带机接口其它接口绘图仪接口SN368和MDS16二、分布式遥测地震仪数据采集系统1.IFP型采集站线路滤波器前置放大器高通、陷波、低通滤波器多路转换开关瞬时浮点放大器A/D转换器检波器线路滤波器前置放大器高通、陷波低通滤波器检波器采集站控制电路（CPU）数据存储器数据传输接口去前端数据指令美国的DFS－Ⅶ、MDS－16和法国SN368二、分布式遥测地震仪数据采集系统2.IFP型采集站存在的问题1、影响地震仪频率特性的因素主要是模拟电路及A/D转换之前采样速率的限制。

其高频响应主要取决于多路转换开关的采样频率。设采样频率为fs，有效信号中的最高频率为fmax，IFP的单道调整时间为tc，地震道数为N；考虑到采样定理fs≥2fmax的要求，取fs=4fmax，系统的高截止转折频率fc=fmax，则有

二、分布式遥测地震仪数据采集系统2.IFP型采集站存在的问题2、影响仪器动态范围的主要因素是模拟电路本底噪声幅值和仪器最大不失真信号的幅值一般情况下，对于n位A/D转换器，其动态范围DR为：

二、分布式遥测地震仪数据采集系统2.IFP型采集站存在的问题2、影响仪器动态范围的主要因素是模拟电路本底噪声幅值和仪器最大不失真信号的幅值就目前集成电路工艺和技术来说，对于传统的积分型A/D转换器、逐次逼近型A/D转换器和直接比较型A/D转换器，由于电路本身噪声特性的影响，其分辨率很难达到18位，因此，直接使用传统A/D转换器的仪器系统，其动态范围难以达到110dB。二、分布式遥测地震仪数据采集系统2.IFP型采集站存在的问题3、IFP结构的采集站使用了大量模拟器件和数字器件，电路结构十分复杂，功耗也比较大，这些都不符合现代电子技术集成化、数字化、低功耗（低电源电压）、高性能的要求。因此，需要一种新型结构的地震数据