第四章 地震数据采集系统及 相关技术(9)

地球物理仪器讲稿(32学时)东北石油大学

三、数字滤波器的作用及原理

1.计算过采样的离散点值。这一过程相当于累加，之后再进行微分运算，输出是24位高速数据流；

2.按重采样频率的要求进行数字去假频滤波运算。滤波器的截止频率fc=0.4/Ts，Ts是仪器指标参数中的采样率，SN388仪器的采样率分别是0.25ms、

图4-22 去假频滤波器振幅特性

0.5ms、1.0ms、2.0ms, 所以fc分别为1600Hz、800Hz、400Hz和200Hz。梳状滤波器的第一个通带具有良好的低通特性，所以用普通低通滤波器将其高端滤除后将获得更加理想的低通滤波器。梳状滤波器的振幅特性表示为

地球物理仪器讲稿(32学时)东北石油大学

nn (f/Fs)1si2

H( f

5si2n f(/Fs)

取Fs＇＝4000Hz，Ts=1ms采样，则去假频滤波器的截止频率为fc=400Hz，所以应取ｎ＝5。

3.数据抽取。针对SN388仪器，在数字去假频滤波之前有两次抽取，使其数据速率降为4000Hz，相当于将过采样频率降至Fs＇＝4000Hz，之后再按fc=400Hz（1ms采样）进行数字去假频滤波，最后进行1/4抽取，使得输出相当于1ms采样的离散信号。

图4-23 去假频滤波及数据抽取过程

第四节 合一型模拟/浮点数转换技术

SN348、SN368数字地震仪的信号采样、浮点放大、模数转换由同一电路分阶段完成，该电路称为合一型模拟/浮点数转换电路，又称编码放大器。编码放大器的每一次工作循环包括四个阶段：零漂和信号采样、浮点放大、模数转换和复位，从掌握其工作原理的角度出发，重点是浮点放大和模数转换阶段。

一、编码放大器浮点放大阶段

此阶段最多有七个节拍，第1、3、5、7个节拍时，开关S1、S2置位置“1” ，第2、4、6个节拍时，开关S1、S2置位置“2” 。开关置“1”时，电容C1上存储的电压放大4倍后存储在C2上；开关置“2”时，电容C2上存储的电压放大4倍后存储在C1上。初始时信号电压存储在C1上，这样信号电压从第一个节拍开始，每来一个节拍，信号电压就被放大4倍（循环放大）：

第一节拍： V01 22 Vi 第二节拍： V02 24 Vi 第三节拍： V03 26 Vi 第四节拍： V04 28 Vi