测震台站观测动态范围取决于测震观测仪器的限幅电平和观测台站的环境振动噪声及测震仪器地震计和数据采集器构成。我国测震台网中所使用的各型宽频带地震计，灵敏度多为2 000 V/(m/s)，最大输出电压为±20 V，限幅电平为10 mm/s；数据采集器的输入量程一般设置为±20 V或±10 V，这种情况下，观测仪器的限幅电平为10 mm/s或5 mm/s。测震台站环境振动噪声是观测微弱地震波的主要限制。除沿海地带外，不同台站的台基噪声水平在1 s以上中长周期频段相差不大，故台基噪声水平的评价可不考虑中长周期频段。在国家标准GB/T 19531.1中，将测震台站台基噪声水平分为5级，分级依据为短周期频段（1—20 Hz）的噪声有效值，相邻两级之间的噪声水平相差3.16倍，其中Ⅰ级地噪声水平小于3.16×10^-8 m/s，Ⅴ级地噪声水平大于10^-6 m/s。

2008年汶川M_S 8.0大地震导致震中距1 000 km范围内绝大多数测震台站的地震仪超量程，观测数据严重限幅，不能用于基于波形的各类研究工作。如果将测震仪器的观测上限提高，使得记录大地震限幅的震中距从1 000 km缩小到100 km的量级，将能够获得更为丰富的高质量主震波形数据，对于主震动力学过程的精细研究等具有重要意义。在电子技术发达的当代，这一目标可以通过优化地震仪的相关参数来达到。

为了说明如何优化地震仪的参数，以提高地震仪的观测上限，可以将台基噪声功率谱、宽频带地震计的噪声功率谱、地震波谱等画在一张图上，如图 1所示。图中的NHNM和NLNM表示新地球噪声模型（Peterson，1993），（d）曲线为国家标准GB/T19531.1中台基噪声水平的5个分级（假设地动速度噪声为白噪声），（b）曲线表示当前地震计的限幅电平（10 mm/s），（h）曲线表示当前宽频带地震计或甚宽频带地震计的典型噪声水平。图中还给出2组地震波功率谱曲线，见（c），其资料来自Berger（2004）的报告，其中一组实线表示震中距10 km左右、震级1.5—7.5的地震功率谱，另一组虚线表示震中距100 km左右、震级1.5—7.5的地震功率谱。我们期望，将目前的宽频带地震仪灵敏度从2 000 V/(m/s)降低至200 V/(m/s)，限幅电平从10 mm/s提高到100 mm/s，如图中实线（a）所示。限幅电平（a）在1 Hz以上转折为水平线，主要考虑了反馈地震计的最大反馈力可能受限。提高地震计的限幅电平之后，其噪声功率谱水平将不可避免地增大，如图中曲线（g）所示，其高频段将同步增大10倍，但其长周期频段噪声水平的增加可能不大，其原因在于，长周期噪声主要取决于机械摆悬挂机构的稳定性及其温度稳定性等因素，电容位移换能器的检测限及电路噪声的贡献相对较小。由曲线（g）可以看出，提高限幅电平之后的地震计预期噪声水平仍远小于Ⅰ级地噪声水平，即不影响微小信号的观测，不影响台站的监测能力。在0.03—1 Hz频段，提高限幅电平之后的地震计仍然能够以足够的信噪比记录海洋脉动，对利用台基噪声研究地下面波速度结构的应用也无较大影响。

数据采集器的动态范围一般小于地震计的动态范围，是限制测震台站观测动态范围的主要因素。目前广泛使用的数据采集器采用24位ADC芯片，美国的Q330HR是用于测震观测的动态范围更大的数据采集器，采用26位ADC技术。图中的虚线（e）和（f）分别表示24位数据采集器和26位数据采集器配接200 V/(m/s)低灵敏度地震计时的噪声水平。可见，采用26位甚至更高位数的大动态范围数据采集器是有必要的，将有助于充分发挥反馈地震计的大动态特性，保障测震台站观测动态范围的最大化。目前市场上已经出现了有效分辨力超过24位的单芯片模拟数字转换器，另外，使用多通道ADC芯片，并将多通道并联起来作为单通道ADC使用，也能够有效提高ADC的分辨力和动态范围，这为优化测震仪器的参数，提高其观测动态范围提供了可行性。

为了弥补目前测震台站观测动态范围的不足，测震台站普遍配置了强震加速度观测。图中的曲线（k）表示目前用于测震台站的力平衡加速度计的自噪声功率谱，与预期低灵敏度地震计的噪声水平（g）相比，可见在100 s以上的长周期频段，力平衡加速度计的噪声（k）要高出（g）约3个数量级。因此，可以预计，使用200 V/(m/s)低灵敏度地震计与配置强震加速度计并不矛盾，使用低灵敏度地震计能够有效提高震中距100—1 000 km范围内大地震的地震波观测数据质量，而加速度计更注重于完整记录震中距小于100 km时大地震的地震波。

综上所述，降低地震计的灵敏度，提高其限幅电平至100 mm/s是有必要的，也是可行的。提高限幅电平之后的测震台站，对于6级以下地震，预期可实现近场（震中距10 km）记录不限幅。对于特别大的强震，如M_S 8.0地震，其破裂尺度长达数百千米，当台站与断层破裂面的直线距离远小于破裂尺度时，振幅值主要取决于距离该台站较近的断层破裂段，因此，距破裂断层50 km的台站也有较大概率不限幅。考虑到测震台站的台间距一般为30—70 km，提高限幅电平之后，当特大地震发生时，预期只有少数位于极震区的台站出现限幅，大部分台站将会取得完整的地震波形记录。