[發明專利]用于數據采集系統和方法的平均時鐘調整

有效

• 申請號: 201680073564.5
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN108474863B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 伊曼紐爾·塞尼查爾
• 申請（專利權）人: 賽賽爾
• 主分類號: G01V1/24
• 分類號: G01V1/24
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧麗波;李榮勝

一種用于調整地震數據采集系統的時鐘信號的系統和方法。該系統包括數據采集裝置，其具有生成時鐘信號的振蕩器；時鐘調整模塊，其接收時間參考信號和時鐘信號并輸出調整的采樣時鐘信號；模數轉換器，其配置為將模擬數據轉換為具有采樣率(FDATA)的數字數據。模數轉換器的采樣頻率(fADc)被選擇為采樣率(FDATA)的至少兩倍。

技術領域

本文公開的主題的實施例通常涉及用于調整與數據采集裝置相關聯的時鐘的方法和系統，并且更具體地涉及用于在特定時間間隔校正數據采集裝置的時鐘頻率的機制和技術，其中，該數據優選為地震數據。

背景技術

地震數據采集和處理可用于生成地下(地表下)的地球物理結構的輪廓(圖像)。雖然這個輪廓沒有提供油氣儲藏的精確位置，但是對于那些在油田中接受過培訓的人來說，該輪廓暗示了這些儲藏是否存在。因此，提供地表下的高分辨率圖像對于那些需要確定油氣儲藏位置的人來說非常重要。

在各種環境下收集地震數據，例如(i)在海洋環境中，(ii)暴露于日常溫度變化的地上，或(iii)在溫度和壓力非常高的井內。無論收集地震數據的環境條件如何，普遍用模擬傳感器(例如地震檢波器、水聽器、加速度計等)收集模擬數據。然而，為了處理收集到的模擬地震數據，必須將其從模擬域轉換為數字域。正如現在所討論的那樣，存在用于進行該轉換的各種模數轉換裝置和相應的方案。

圖1示出了包括地震傳感器101的地震數據采集裝置100，其采集模擬的地震數據。在一種情況下，地震傳感器101不是裝置100的一部分，即傳感器101可以位于裝置101的外部。為了簡單起見，地震傳感器101被認為是裝置100的一部分，但是本領域技術人員將理解這僅僅是一種可能性。地震數據采集裝置100還包括可以與ΔΣ調制器相關聯的模數轉換器(ADC)103。這些ADC在本領域中是眾所周知的，因此，本文沒有提供這種裝置的完整描述。已知ADC產生特征為(例如，用于ΔΣADC的1比特或比特流的)數據流且頻率F_MOD的信號105，頻率F_MOD直接與時鐘信號107的信號頻率f_ADC相關聯。信號105與時鐘信號107同步。對于地震環境，通常有F_MOD＝f_ADC或F_MOD＝f_ADC/2或F_MOD＝f_ADC/4。

地震數據采集裝置100還包括ADC時鐘發生器模塊109，ADC時鐘發生器模塊109可以包括振蕩器類型的時鐘(XO)及其監控/控制電路。這些電路允許生成ADC103所需的時鐘信號107。ADC時鐘發生器模塊109可以連接至時間參考模塊111(其提供頻率為f_REF的參考時間信號113)，并且ADC時鐘發生器模塊109產生頻率為K×f_REF(該頻率是參考信號的倍數)并且與參考信號同步的期望的時鐘信號，其用于對由模擬傳感器101生成的模擬信號102進行采樣。參考時間信號的頻率f_REF也用于校準整個系統100。

由ADC產生的信號105被發送到抽取濾波器115，用于減少數據量(消除某些頻率，即，在去混疊(dealiasing)之前抽取(decimating)該信號)。抽取濾波器115還可以去除某些噪聲。抽取濾波器115可以包括數字信號處理器(DSP)或FPGA(現場可編程門陣列)。由于本領域中已知這些元件，因此，本文省略了對他們的描述。

抽取濾波器115拒絕可用頻帶以外的量化噪聲，同時將采樣率降低到F_DATA，并且增加信號的分辨率(例如，增加到24位而不是1位)。來自抽取濾波器115的信號輸出117(具有F_DATA的采樣率)可以被發送至中央單元120以進行地震處理。

對于地震處理的特定情況，ADC可以產生F_MOD＝1024k個采樣/秒的低分辨率(1位)的采集流，并且抽取濾波器115可以提供具有最大最終數據速率F_DATA＝4000個采樣/秒的24位分辨率。