信号完整性测试技术研究作者：张家田 侯永春玻璃钢蓄水池
来源：《电子世界》2013年第03期 【摘要】利用示波器实现了电缆遥传系统井下信号完整性的测试，并分析测试结果。测试结果表明，该井下电路信号完整性良好，可以确保井下仪器信号数据实时、准确的传输。同时也表明，利用高精度仪器进行信号完整性的测试是可行的。 【关键词】示波器；遥传系统；信号完整性；井下电路
1.引言
石油测井行业中对井下的测试数据精度要求比较高，石油测井中采用多支井下仪器组合测井，电缆遥测井下仪（TCC）是石油测井系统中关键仪器之一，它与大多数井下仪器配接完成测井作业，传统的电缆遥测井下仪采用中小规模集成电路和分立元件设计，其稳定性，可靠性和抗干扰能力都较差。为了完成测井地面仪器与井下仪器之间大量数据高速、实时、准确的传输，对其进行信号完整性[1，2]的测试是十分有必要的。因此，本文采用agilent6000示波器对电缆遥传系统井下TCC电路的信号完整性进行了测试。
2.电缆遥测井下仪（TCC）
电缆遥测井下仪（Telemetry Cable Communicstion，TCC）是数控石油测井系统中关键仪器之一，它与大多数井下仪器配接完成测井作业，是电缆谣传系统不可或缺的部分，其外部关系接口示意图如图1所示。
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2.1 井下仪器母线（DTB）[3，4]
井下遥测单元送出的DTB总线有3根同轴电缆与3个56欧电阻组成。三根母线与各井下仪器相连。这三根线分别是UDATA/GO线（向上数据/GO）线，UCLK线（向上时钟）线，DSIG（向下信号）线。
汽车报警系统 2.1.1 UDATA/GO线（向上数据/GO）线
UDATA/GO母线是双向的。为了保证一个新的帧的开始，所有仪器都要监视UDATA/GO线上的GO信号（准备脉冲信号）。GO信号是由数传伽马短接在UDATA/GO线上发送的一个3.6V正脉冲。每帧开始时，井下遥测单元通过UDATA/GO母线，发出GO脉冲，通知各井下仪器，做好传送数据的准备。然后，各井下仪器就在UCLK的选通下，仪
器将数据按1.2V电平为1，零电平为野葛根提取物0的方式依次把数据送至UDATA/GO母线，向上传送。每帧开始时，井下遥测单元发出GO脉冲，320us后，便向第一个井下仪器发上传时钟信号（UCLK母线）。UCLK的下降沿把第一个井下仪器的数据一位一位地选通到UDATA/GO母线上。第一个井下仪器的数据被选通完以后，UCLK就送到第二井下仪器，直到把所有井下仪器的数据选通完，井下遥测单元就停止发上传时钟UCLK。要注意的是，当井下仪器不被选通数据时，其数据输出线应处于高阻状态。
2.1.2 UCLK（向上时钟）线
UCLK是上传时钟母线，它可把各井下仪器的数据选通到UDATA/GO母线上去。各井下仪器是顺序传送数据的，故UCLK母线以“菊花链”方式，与各井下仪器相连。每帧开始时，UCLK先接到第一个井下仪器。第一个井下仪器送完数据后，UCLK就被接到第二个井下仪器。依次类推，直至把最后一个井下仪器的数据送完为止。向上时钟是一串1.2V叉车钢圈的脉冲波，其周期为10us，脉宽为5us。
3.TCC电路信号完整性的测试
3.1 TCC电路测试总体设计
本文运用agilent6000示波器电缆遥传系统井下TCC电路的信号完整性进行测试，通过对电缆遥传系统井下TCC电路中GO和UCLK信号的串扰及眼图参数的完整性测量，从而对测井地面仪与井下仪之间大量数据是否高速、实时、准确的传输做出明确的判断。井下TCC电路信号测试的连接示意框图如图2所示。
3.2 振幅测试
3.2.1 幅度
分别打开1、2通道，关闭其他通道，调整GO、UCLK脉冲信号，使其处于示波器合适位置，按Display按钮，选择风湿油 Persist，一段时间后，再在示波器面板上按下Quick Meas，选择Amplitude测试，再按Measure Ampl按钮，观测波形如图3所示。
3.2.2 过冲和欠冲
过冲是指电平在跳变时超过规定跳变电平的部分，单位为V、mV或者百分比。它通常可以分为正过冲和负过冲，正过冲是指电平在由低电平跳变为高电平后超过高电平的部分，负过冲是指电平在由高电平跳变为低电平后超过低电平的部分。欠冲正好相反，是指
电平在跳变时少于规定跳变电平的部分，通常可以分为正欠冲和负欠冲，正过冲是指电平在由低电平跳变为高电平后少于高电平的部分，负欠冲是指电平在由高电平跳变为低电平后少于低电平的部分。过分的过冲能够引起保护二极管工作，导致过早地失效，严重的还会损坏器件。过分的下冲能够引起假的时钟或数据错误。它们可以通过增加适当端接来予以减少或消除。
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