数据记录系统
1965年出现地震信号的数字记录，到1975年初西方国家开始普及。数字记录系统通常装在称为记录站的专用汽车上，由前置放大器、模拟滤波器、多路采样开关、增益控制放大器、模数转换器、格式编排器、磁带机、回放系统组成(图3-15)。
图3-15 数字地震仪的方框图
1.前置放大器和模拟滤波器
前置放大器每道一个，它的主要作用是在信号离散化之前提高信噪比，除了放大弱信号外，有时地震放大器还要适当地对信号进行限幅。通常采用固体电路使之体积很小。与地震检波器电缆相连接的是平衡电路，它可减小与高压线的耦合因而降低工业交流电噪声的影响。然后是低截止滤波器，用于滤除强面波等低频干扰，并防止使第一放大级过载和引入畸变。还有高截止滤波器或除假频滤波器，用于滤除多路采样开关可能产生假频的高频成分，截止频率为采样频率的1/4。例如，对于2ms采样率，合适的除假频截止频率是125Hz。滤波陡度高达每倍频70dB。
由于初至波对地表校正有重要用途，所以，应该清楚的观测到初至波，为此，前置放大器要有可选的固定增益。使记录的开始部分强信号到达时具有低的放大倍数，干扰波几乎觉察不到。
2.多路采样开关
其功能是按照选定的采样间隔将多道连续信号离散为一个时间序列。即按规定的时间间隔依次接通不同的地震道，并将其送到唯一的一个输出道。
3.瞬时浮点增益放大器
瞬时浮点增益放大器简称主放，其作用是不畸变地放大120dB以上的高动态范围的信号，它具有增益能自动变化、高速、高精度的特点。瞬时浮点增益控制以二进制增益方式控制为基础，后者的增益变化为6dB阶跃跳变，从一个增益变化的瞬间到下一个变化的瞬间放大器的增益保持不变，当放大器输出高于或者低于某个规定的水平(记录器的满程电压)时，放大器增益突然变为原来值的两倍或一半。同时用一定位数记录增益值，有了这种记录信息，就能够恢复原始信号振幅。瞬时浮点增益控制是在二进制增益控制基础上发展起来的。它对每个输入信号子样很快地控制增益变化，以调节放大器对该子样本身达到合适的增益，增益调节的速度达微秒级，所以可以认为是瞬时实现的。其增益调节也不限于6dB，最大可达10μs内变化90dB，增益的变化按2的整数次幂跳变，其增益码与数字技术中的浮点表示法的阶码相对应，故称瞬时浮点增益控制。
4.模数转换器(A/D)
模数转换装置把从放大系统接收到的模拟信号转化为数字形式。每个数字站通常装备一个模数装置做所有地震道和辅助道的转换。一个模数转换装置与许多道输入之间的协调是利用多路采样装置来实现的。
多路采样开关是依次把A/D装置与工作道连接的电子开关。对每一道的连接持续一个短的时间间隔，但这段时间足以使A/D装置读取信号振幅并把它转化为二进制字，这是由设在多路转换器和A/D装置之间的采样保持器完成的。
举一个例子来说明多路采样开关的工作速率，如果是50道的仪器，多路采样开关在第一个循环时从第1道开始至第50道结束依次连接这些道，第二个循环时重复第1道到第50道，余类推。这就是说，每一道以一次循环的时间作为采样周期进行采样，对于4ms采样周期而言，道与道的转换时间是1/10ms以内。
A/D装置的输出是一系列用二进制数表示的采样值，它们在送入记录系统之前，每个二进制字的各个位被按照规定的格式排列。数据的格式编排之所以必须，是为了使所记录的数据能够被计算机读取。格式编排处理包括把每个二进制字的各位分配在磁带上若干个规定的信息轨上。地震数字记录中普遍格式是:对半英寸磁带来说用7轨或9轨，对一英寸磁带用21轨。
格式编排装置除了做各个位的编排外，还产生错误检测位，称为奇偶检测处理。它能够提供两种检验:垂向奇偶检验和纵向奇偶检验。在第一种检验的情况下，格式编排装置根据横向写在磁带上的1的总个数是偶数还是奇数而把1或0的数字放在一定轨道上。在纵向奇偶检验的情况下，则对整个记录长度计算包含在每个轨(7或9或21轨)中的1的总个数。在回放过程中，如果所记录的磁带漏掉了一个位，奇偶检验位就会指示出来。在奇偶错误的情况下，用一个专门指令给处理器就可能消除错误的二进制字。
5.磁记录器
格式编排装置的输出送到磁记录系统，按照格式编排装置控制的预先确定的位-轨关系把每个二进制字记录在磁带上。
数字记录器通常装有写后读装置，由放在写磁头之后的专门读磁头读取所记录的数据，从读磁头出来的数字被反多路转换，然后转换为模拟信号供照相装置显示。
数字地震站的发展趋势是更精密、更迅速的增益控制和更大的总体动态范围。
为了便于三维数据采集、提高分辨率和更好的压制噪声，20世纪80年代初，出现了多达几百到上千道的记录系统。但是，这样的系统使用普通所使用的电缆是困难的，因此开始使用遥测系统。遥测记录系统沿着排列安置许多数字化单元装置，在检波器附近由这些数字化单元完成多路采样和模数转换。在陆地勘探中，数字化单元有时用无线电传送到记录车，全部操作由中央处理器控制。这样的系统不需要电缆，因而也避免了工业电干扰。
最近，市场上出现了光学纤维电缆，它可以传送密度很高的数据，并且也可免除电干扰。
6.数据的显示
图3-16 地震数据的显示方式
地震记录站使每个检波器组输入其自己对应的放大器至磁头(或检流计)回路，除了每道有自己的磁头外，还有几个磁头供记录爆炸信号、井口时间、计时信号等之用，它们叫做辅助道。爆炸信号以尖锐脉冲的形式标记在记录上，作为t=0的位置。使用炸药震源时，放在炮井井口的井口检波器的输出信号与爆炸信号的时间间隔称为井口时间，它表示从爆炸点到地面的垂向传播时间，供静校正之用。
通过回放所记录的磁带或者直接从放大器输出的信号，可以进行照相显示。照相装置利用电压变化使检流计偏转的原理，通过某些光学装置把检流计的偏转记录在照相纸上。输出一般是波形记录，在记录上附加有垂向的计时线(图3-16)。