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Título: Transformerless Entrada para sistema de adquisición de dato sísmico

Inventor/es: Carroll; Paul E.

Moore, Jr.; Warren

Voigt; William C.

Fecha de solicitud: 27 de Julio de 1976

Resumen:
En una adquisición de dato de línea larga sistema, una red de entrada está proporcionada para coupling las líneas a una unidad de adquisición del dato. La red incluye el cascade combinación de un primer filtro que presenta una respuesta en frecuencia de pase baja a voltaje de modo común y un segundo filtro que presenta una respuesta en frecuencia de pase baja a voltaje de modo de la diferencia. La producción del segundo filtro es coupled a un amplificador habiendo alto rechazo de modo común. La red sustancialmente reduce, en la entrada de amplificador, ambos modo común y ruido de modo de la diferencia cogido por las líneas.

Breve sumario:
Esta invención relaciona a sistemas de adquisición del dato y en particular a un multi-canal sistema de adquisición de dato sísmico.

En varios sistemas de adquisición del dato un o más la señal que produce los auriculares pueden ser localizados en una área remota de una unidad de adquisición de dato central. En un sísmico prospecting sistema, por ejemplo, una pluralidad de geophones o geophone los grupos están localizados sobre una área o a lo largo de una línea en la superficie de la tierra. Una unidad de adquisición de dato central o grabando el sistema está localizado en un camión en un punto remoto del geophones. La unidad de adquisición del dato es coupled al varios geophones mediante un cable qué incluye un par de los cables que corresponden a cada geophone o geophone grupo. El cable típicamente puede tener una longitud de varias millas y , en general, lleva relativamente las señales débiles que varían dentro amplitud de unos cuantos millivolts a menos de un microvolt. Las señales de nivel bajas son frecuentemente corrompidos por el ruido cogido en el geophones, el cable, y en el sistema de adquisición del dato él.

Uno fuente de ruido significativo es línea de poder pickup, generalmente inducido al cable electrostatically como señal de modo común. Algunos de este ruido está convertido a ruido de modo de la diferencia por capacitive y resistive unbalance en el geophones, cable y grabando amplificadores de sistema. Fuentes de poder también pueden ser cogidas en el geophones magnetically como señal de modo de la diferencia y también como señal de modo común debido a corrientes de línea del poder que fluyen en la tierra.

Thunderstorms Es también una fuente importante de ruido de modo común inducido en el cable. Este tipo de pickup ocurre siempre que el cable está sometido a cualquiera el electrostático, el magnético o el campo electromagnético de un thunderstorm. Decadencias de fuerza de campo electrostáticas rápidamente con distancia del centro de la tormenta mientras las decadencias de fuerza de campo magnéticas menos rápidamente con distancia. La fuerza de campo electromagnética, aun así, decadencias incluso menos rápidamente y puede probar para ser un problema incluso en una distancia de varios kilómetros de centenar.

El thunderstorm el ruido inducido cogido por el cable típicamente puede tener una amplitud de 10 cumbre de voltios. Algunos de este ruido está cambiado de modo común a modo de diferencia por el unbalanced capacidades y leakage a tierra en el cable. En vista de las amplitudes de señal típicas llevaron por el cable, este ruido pickup presenta un problema serio en recuperación de datos.

En el tiempo presente, la mayoría de método común para resolver este problema implica el uso de un transformador de entrada para coupling cada cual de los pares de cables en el cable a la unidad de adquisición del dato. El transformador tiene la característica deseable de proporcionar rechazo de modo común bueno. El problema con este método es que cada transformador tiene que ser muy grande a minimize distorsión de frecuencia baja y errores de fase de frecuencia bajos mientras todavía teniendo abajo bastante winding resistencias a no añadir appreciably al ruido. Otros problemas incluyen la disminución en común capacidad de rechazo del modo de transformadores con frecuencia creciente. Además, los transformadores son sensibles a campos magnéticos externos, shock y vibraciones mecánicas y puede acontecer imantado y deteriorate la señal. La capacidad de entrada del transformador raramente puede ser equilibrado así causando modo común a conversión de modo de la diferencia.

Otro método en común el uso implica el uso de dos inverting amplificadores operacionales con sobre una 500 entrada de ohmio resistor en cada. La producción del primer amplificador es coupled a través de un resistor al summing cruce del segundo amplificador y los beneficios son proportioned tal que las señales equivalentes aplicaron a las dos entradas de la combinación con respetar a la tierra da señales de magnitud igual pero fase opuesta en la producción del segundo amplificador. En otras palabras,, la combinación tiene rechazo de modo común. Con la 500 entrada de ohmio resistors en cada amplificador esta combinación tiene una impedancia de entrada de modo de diferencia de 1,000 ohmios e impedancia de entrada de modo común de 250 ohmios. Esta entrada de modo de diferencia baja la impedancia causa un grande cargando de la fuente y cable y resultados en pérdida de señal consiguiente. Aumento en los valores de los resistors de entrada con objeto de aumentar la impedancia de entrada de modo de diferencia resultados en aumento inaceptable en el nivel de ruido térmico de los resistors.

El sistema de entrada de la invención presente proporciona una solución al problema en una manera qué es compatible con los requisitos extraños de sistemas de dato sísmico. Tales sistemas típicamente tienen que operar con ungrounded geophones y emplear largo multi-par unshielded cables. Un DC regreso a tierra o algunos otro potencial de referencia tiene que ser proporcionado en el sistema de entrada. La impedancia de entrada al sistema tendría que ser relativamente alto, constante, equilibrado y no tendría que causar cambios de fase de frecuencia bajos.

En el preferido embodiment de la invención el par de cable tacha dirigir a un geophone es coupled a un filtro de modo común. El filtro tiene una respuesta en frecuencia de pase baja a señales de modo común y una respuesta en frecuencia sustancialmente plana a señales de modo de la diferencia. Su producción es coupled a un modo de diferencia filtra habiendo una respuesta de pase baja a señales de modo de la diferencia y una respuesta sustancialmente plana a señales de modo común. La producción del filtro de modo de la diferencia es coupled a una red de amplificador habiendo alto rechazo de modo común. La red de amplificador proporciona una producción acabada sola para coupling a la unidad de adquisición del dato. Es un objeto de la invención para proporcionar una red de entrada qué es en gran parte insensible a atmospherically ruido inducido en un sistema de adquisición del dato.

Es un objeto más lejano de la invención para proporcionar una red de entrada qué sustancialmente rehusa ruido de modo común así como ruido de modo de la diferencia qué mentiras fuera de un ancho de banda de señal mientras a la vez preservando dato en señales pequeñas.

Nota: Traducción automatizada de una patente publicada en la oficina de patentes de EEUU. Ver texto original