地震勘探仪器前放的作用及增益参数选择研究

冉国栋 梁振（中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司装备服务处敦煌作业部，甘肃敦煌736202）

地震勘探仪器前放的作用及增益参数选择研究

冉国栋 梁振（中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司装备服务处敦煌作业部，甘肃敦煌736202）

随着我国科学技术的不断发展，我国的地震勘探仪器也越来越先进，无论是带道能力还是性能都有很多的进步。地震勘探仪器在采集地震资料的时候，参数的选择是很关键的环节，能够直接影响地震资料采集的质量，尤其是前放增益参数的选择，更是与采集资料的品质具有密切的联系，因此在选择前放增益参数的时候，一定要遵循科学合理的原则。

地震勘探；前置放大器；增益参数

随着地震勘探的环境日益复杂，地震勘探过程中受到各种各样的干扰，而人们对地震勘探的范围以及地震资料采集的规模的要求越来越大，在受到不同干扰的条件下，为了得到更多准确的地震信号，以达到人们对地震信号数量和质量的要求，就应该灵活的使用地震勘探仪器，充分的发挥地震勘探仪器前置放大器的作用，合理的设置增益参数。

1　地震勘探仪器前放的作用

前置放大器位于地震勘探仪器采集数据通道中的模拟电路中，具有非常重要的功能。针对传感器传输出的比较微弱的信号，不能很好的接收，为了解决这一问题，可以采用前置放大器对微弱的信号进行电压增益，从而提高信号的强度，使传感器输出的信号可以满足A/D转换器和滤波器对信号的要求。前置放大器在发挥作用的时候，其综合性能指标是由幅值响应动态的范围来反映的。在规定的频率响应范围内和规定的失真度下，输出的最大信号幅值和最大本底噪声信号幅值的比值就是幅值响应动态范围。因此，幅值响应动态范围主要受到放大器的本底噪声和不失真输出信号的幅值的控制。幅值响应动态范围和不失真输出信号的幅值呈现正比例的关系，其中幅值响应动态范围是随着不失真输出信号的幅值增大而增大的。而幅值响应动态范围和放大器的本底噪声是呈现反比例的关系的，幅值响应动态范围是随着放大器的本底噪声的增大而减小的。

前置放大器主要由输入保护、放大器和滤波器等组成，输入保护主要是接收来自检波器通过电缆输送过来的信号，可以大大提高整个仪器的输入阻抗。放大器也称为增益，主要低对输入的薄弱的信号进行加强和放大，从而满足后续程序对信号强弱的要求。放大器可以对信号进行增益，也是整个仪器噪音指标的关键。滤波器是起到过滤电波的作用，主要有两种，分别为高截止的滤波器和低截止的滤波器，可以过滤地震资料采集过程中产生的干扰信号，并且还可以将经过放大的地震信号传输到模数转换器中。

2　地震勘探仪器增益参数的设置

地震勘探仪器在采集地震数据的时候，只有合理的选择前方增益参数，才能保证记录的信号是真实的，如果选择的增益参数不合理，则不能得到准确真实的信号，最终影响采集地震资料质量的好坏。目前中国使用的很多地震仪器都具有前放增益的效果，并且不同的仪器的仪器动态范围是不一样的。在设置地震勘探仪器的前方增益参数的时候，应该根据地震仪的不同种类和动态范围的指标来进行设置。例如对于型号为428XL的地震勘探仪器，前放增益系统可以提供两个增益档，人们可以根据实际的需求进行选择。428XL地震勘探仪器有2个增益档，分别为0dB、12dB，对应的等效输入噪声为1.6RMS （2ms）/LV、0.4RMS（2ms）/LV，最大输入信号为1600RMS/mV、400RMS/mV，瞬时动态范围为124dB和124dB。在设置前放增益参数的时候，应该遵循背景干扰比数字化仪器的最低有效位更高的原则，同时还要保证可能输入的最大输入比最高有效位更高，则只需要选择一个前方增益档。而如果前放增益足够大，随机噪声背景则可能会高于数字化仪器的最低有效位，如果再提高前方增益，那么就将和最大增益是等效的。所以在设置前方增益参数的时候，必须要根据型号记录的动态范围来进行确定，也就是在设置参数的时候要同时考虑到预期最大的电压输入和野外随机噪音的大小。如果在进行地震勘探的时候，勘探的环境的噪音很大，如果此时选择了更高的增益档，那么地位的有效位也会牺牲，并且可能会导致信号发生畸变，使信号记录的动态范围变小，最终导致信号记录的分辨率达不到要求，得到的地震资料信号质量大大降低。

3　结语

综上所述，前置放大器的主要作用主要分为三点，首先是阻抗匹配，其次是消除传输信号中的干扰信号，也可以消除由于检波器串引入的干扰。最后，前置放大器还可以对信号进行增益，使经过放大的最小信号都可以达到采样开关的最小电平。在选择仪器增益参数的时候，要同时考虑到勘探区的噪音情况，根据具体位置的噪音情况选择合理恰当的增益。在设置增益参数的时候，应该遵循最大输入信号不会导致放大器输出畸变信号的原则，在遵循前方增益规律的同时结合地震勘探的实际情况合理科学的选择，才能充分发挥前置放大器的作用。

［1］陈玉萍.论地震勘探仪器的技术特征及发展前景［J］.中国石油和化工标准与质量，2012，09：176.

［2］章建宏，王正军.24位遥测地震勘探仪器前放增益的选择［J］.石油仪器，2005，03：83～84.

冉国栋（1979-），男，汉族，四川泸州人，助理工程师，主要从事地震仪器操作工作。