Исследование и разработка системы цифровой регистрации сильных землетрясений

• Автор: Захарченко, Наталья Зиновьевна
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 c. : ил

Глава I. ПАРАМЕТРЫ КОЛЕБАНИЙ ГРУНТА И АППАРАТУРА

ДЛЯ ЗАПИСИ СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

1.1. Основные характеристики сильных землетрясений

1.2. Приборы с механической и фоторегистрацией

1.3. Приборы с аналоговой магнитной записью

1.4. Приборы с цифровой магнитной записью

1.5. Требования к приборам для регистрации

сильных землетрясений

1.6. В ы в о д ы

Глава 2. ВЫБОР ЧАСТОТЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ И ПАРАМЕТРОВ

СИСТЕМЫ ПРИ ЦИФРОВОЙ РЕГИСТРАЦИИ

2.1. Некоторые аспекты применения теоремы Котельникова при дискретизации сейсмических сигналов
2.2. Шумы наложения. Выбор частоты дискретизации
2.3. Выбор параметров фильтра
2.4. Выводы
Глава 3. ВОПРОСЫ ПРИВЯЗКИ РЕГИСТРИРУЕМЫХ СОБЫТИЙ
К ШКАЛЕ ВРЕМЕНИ
3.1. Стабилизированные кварцевые задающие
генераторы
3.2. Кварцевые часы АКБ
3.3. Привязка шкал автономного времени
3.4. В ы в о д ы

Глава 4. СИСТЕМА ЦИФРОВОЙ РЕГИСТРАЦИИ СИЛЬНЫХ
ЗМЛЕТРЯСЕНИЙ
4.1. Исследование возможности применения микросхем КМОП-структуры в блоке промежуточной памяти
4.2. Исследование возможности применения энергонезависимых запоминающих устройств в блоке основной памяти
4.3. Елок основной памяти на микросхемах КМОП-структуры
4.4. Система цифровой регистрации сильных землетрясений
4.5. В ы в о д ы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Намеченное решениями ШТ съезда КПСС строительство крупных гидроэлектростанций, развитие промышленных комплексов, аккумулирующих электроэнергию в сейсмоактивных районах Средней Азии и Дальнего Востока, делает особенно актуальной задачу развития сейсмометрии сильных движений. Только детальные количественные данные об амплитудах колебаний, частотном диапазоне, величинах скоростей и ускорений при сильных землетрясениях могут обеспечить надежную основу проектирования крупных инженерных сооружений. Записи сильных землетрясений в ближней зоне дают большие возможности для решения сейсмологических задач, связанных с детальным изучением физики очага и проблемой прогноза землетрясений.
На территории СССР, согласно карте сейсмического районирования, общая площадь районов, где возможны землетрясения с интенсивкм2,
7 баллов - 1684*ТО3 км2. При создании сети наблюдательных пунктов для записи сильных землетрясений в [I] рекомендована следующая плотность размещения пунктов: в 9 бальной зоне - I пункт на площади 20 х 20 км, в 8 бальной зоне - I пункт на площади 30 км на 30 км, в 7 бальной - I пункт на площади 50 х 50 км. Исходя из этого, общее число пунктов наблюдений составляет 2500. Организация сети предполагает как оснащение существующих сейсмических станций приборами для записи сильных движений, так и оборудование большого количества автономных измерительных пунктов.
При изучении сильных землетрясений используются также временные сети приборов. Особую ценность имеет информация, полученная сетью близких к очагу наблюдательных пунктов, устанавливаемых вскоре после первого толчка сильного землетрясения. Для таких станций эпицентральные расстояния должны быть соизмеримы с
ностью 9 баллов, составляет бгРГО^км2, 8 баллов - 714’Ю3

ностью. Сложность этого способа ограничивает его применение на современном этапе развития цифровой техники.
Наиболее широко для предотвращения возникновения шумов наложения применяется предварительное усечение спектра 168, 69]. Идеальный низкочастотный фильтр, включенный перед аналого-цифровым преобразователем, позволяет еще до момента дискретизации удалить из него все частотные составляющие, превышающие . При этом предполагается, что подавляемые частотные составляющие несут лишь второстепенную информацию.
Передаточная функция идеального фильтра имеет вид:
Однако, ни одна линейная схема на сосредоточенных элементах не способна точно воспроизвести такую передаточную функцию, т.к. любой линейный фильтр с сосредоточенными и неизменными во времени параметрами, который содержит Я , I, , С и активные элементы, описывается функцией передачи, являющейся рациональной функцией частоты. А значение рациональной функции не может иметь постоянную величину в пределах какой-либо полосы частот, если оно не характеризуется постоянной величиной повсюду. Следовательно, остается лишь одна возможность - искать для (2.6) аппроксимацию в виде физически реализуемой передаточной функции. В зависимости от характера приближения можно назвать три наиболее часто используемых типа фильтров нижних частот: фильтры Баттерворта, фильтры Чебышева, фильтры Бесселя (см. раздел 2.3). Однако, сколь бы ни мала была доля высокочастотных составляющих на выходе фильтра полностью избавиться от нее невозможно. Следовательно, спектр сигнала на выходе фильтра также не является финитным.
1, при 1оЛ < а/о О, при 1оЛ > аГ0
(2.6)