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[摘 要]同步精度测试是对编码器CLOCKTB和译码器CLOCKTB的时间差值的测试从而完成对编、译码器同步精度的检测。编译码器综合测试仪是集仿真仪器主机遥控编、译码器，对井口、同步时间和数字及模拟井口进行测试的综合性测试平台，其测试精确度可满足对编、译码器的测试验证要求。
[关键词]编译码器综合测试平台 同步精度测试 编译码器
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0189-02
1 前言
在地震施工之前，我们室内测试、检修编、译码器所使用的设备是仿真盒，该设备给译码器提供一个井口仿真信号，并通过其内部一只10Ω功率电阻将译码器产生的高压进行释放，所得到的验证TB及井口时间在译码器的显示屏上显示出来。译码器验证TB定义为从点火脉冲出现到作用在CAP上的电流停止（即炸断雷管）之间的时间量，该时间量大小与译码器高压释放电路设计、雷管批号、类型及炮线阻值有关，也可以这样理解，当雷管批号、类型及炮线阻值一定时，每一台译码器都会得到一个一致的验证TB；使用该设备我们并没有测试出编、译码器的同步精度。同步精度测试是对编码器CLOCKTB和译码器CLOCKTB的时间差值的测试从而完成对编、译码器同步精度的检测。译码器CLOCKTB（译码器高压释放检测信号CAP Fired）可被描述成把高压施加到CAP末端上即点火脉冲出现的时间。现在野外地震生产时编、译码器的同步验证方式还是采用引爆雷管，用数字地震仪采集真假信号的方式，存在一定的安全隐患；由于数字地震仪的采样率的限制（ms级），其精度不够。用LabView虚拟仪器技术开发的编译码器综合测试仪是集仿真仪器主机遥控编、译码器，对井口、同步时间和数字及模拟井口进行測试的综合性测试平台，该测试平台解决了室内编、译码器检修过程中编、译码器的同步精度如何测试、判断的问题，其测试精确度可满足对编、译码器的测试验证要求。
2 测试仪的工作原理
测试时，运行在控制计算机上的控制软件通过串行通讯口发送测试参数给被测编码器，然后通过采集卡给被测编码器发送启动（START）命令启动编码器，编码器通过有线或无线方式给译码器发送起爆命令，译码器通过雷管接线端释放高压到接口适配器的高压测试检测电路，检测电路将高压释放信号转换为TTL逻辑电平CAP Fired送到USB数据采集卡， 同时编码器的钟TB信号通过测试接口适配器也送到USB数据采集卡，USB数据采集卡检测编码器的钟TB信号与译码器高压释放信号CAP Fired的时差，USB数据采集卡检测到译码器高压释放信号CAP Fired后按预设井口时间产生井口仿真信号通过测试接口适配器送给译码器的井口信号输入端，译码器对井口仿真信号进行采集拾取井口时间，译码器将验证TB时间、井口时间和井口信号波形数据回送给编码器，编码器将这些数据通过串行通讯口和测试接口适配器回送给USB数据采集卡和控制计算机，控制计算机将检测结果在计算机上显示。
测试接口适配器由高压释放检测电路、井口仿真信号适配电路、手动起爆开关电路和编码器与USB数据采集卡适配电路组成。高压检测电路工作原理：译码器的高压通过10Ω功率电阻进行放电、分压、稳压后通过隔离变压器输出低压脉冲信号，对该信号进行全波整流、经限流驱动光电耦合器，光电耦合器输出TTL逻辑电平的脉冲信号CAP Fired给USB数据采集卡。
3 测试仪的应用
BOOMBOX遥爆系统是以微处理器为核心，以CPU时钟为计时步长（us级），由于用软件代替了许多硬件功能，因此系统误差和信号在遥爆系统本身中传输延迟造成的误差已经很小，所以其起爆同步精度主要由电台传输的延迟量决定。
BOOMBOX遥爆系统将延迟时间调整分为编码器电台启动延迟调整（Enc Radio Start Delay）和编码器电台参考延迟（Enc Radio Ref Delay）调整两部分。在进行编码器电台启动延迟调整时，是以编码器CLOCKTB为基准，减少译码器的起爆延迟时间，用于补偿编码器到译码器单程电台延迟时间，使得启动仪器开始记录的编码器CLOCKTB与用于起爆雷管的译码器高压释放检测信号CAP Fired精确同步；进行编码器电台参考延迟调整时，以编码器输出的参考脉冲中的译码器CLOCKTB 标识脉冲为基准，提前返回译码器CLOCKTB，用于补偿译码器到编码器单程电台延迟时间，使得译码器返回到编码器的信号与比对的标识脉冲精确同步。
使用编译码器综合测试仪进行遥爆系统同步精度测试时需要与BOOMBOX的BBView软件配合使用。测试前，首先用BBView软件，把其中的编码器电台启动延迟（Enc Radio Start Delay）和编码器电台参考延迟（Enc Radio Ref Delay）两项参数设置为0ms，置入到编码器中。测试时测试仪给被测编码器发出测试指令，该指令相当于仪器主机的fire命令，开始测试和数据采集；测试完成，同步误差时间（系统延迟时间）得到后，再通过BBView软件，把上述两项参数设置为相应的数值，置入编码器，直到编码器CLOCKTB脉冲信号上升沿与译码器高压释放检测信号CAP Fired脉冲信号上升沿在尽可能高的时间精度范围内达到同步为止。
（图1）是用综合测试仪进行编译码器同步精度测试的具体应用情况：
编码器电台启动延迟和编码器电台参考延迟两项参数设置为0us时的测试结果
该测试结果表明编译码器同步延迟时间为-1622us，译码器验证TB为4 us（图2）。
系统延迟时间修正后的测试结果
该测试结果表明系统延迟时间修正后得到的同步延迟时间为﹣1us，译码器验证TB为4us（图3）。
编码器电台启动延迟和编码器电台参考延迟参数设置为1700us时的测试结果（图4）。
放大后的编码器CLOCKTB与译码器CAP Fired之间的时差，该测试结果表明译码器出现早爆现象（同步精度以±20us为标准）（图5）。
编码器电台启动延迟和编码器电台参考延迟参数设置为1500us时的测试结果（图6）。
该测试结果表明译码器出现迟爆现象（同步精度以±20us为标准）
上述测试表明，BOOMBOX系统延迟调整时间与电台有关，当电台改变时，必须重新进行测试。
4 结束语
通过编译码器综合测试仪的实际应用，使我们对遥爆系统的工作原理、同步精度的概念及其调整手段有了更深层次的认识。编译码器综合测试仪具有操作简便、显示直观、测试精度高等特点，该测试方法可替代采用雷管引爆方式验证编、译码器同步的真假信号测试，降低了验证编、译码器同步性能的成本，保证了验证编、译码器同步性能的安全性，提高了检修质量和检测效率。
[关键词]编译码器综合测试平台 同步精度测试 编译码器
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0189-02
1 前言
在地震施工之前，我们室内测试、检修编、译码器所使用的设备是仿真盒，该设备给译码器提供一个井口仿真信号，并通过其内部一只10Ω功率电阻将译码器产生的高压进行释放，所得到的验证TB及井口时间在译码器的显示屏上显示出来。译码器验证TB定义为从点火脉冲出现到作用在CAP上的电流停止（即炸断雷管）之间的时间量，该时间量大小与译码器高压释放电路设计、雷管批号、类型及炮线阻值有关，也可以这样理解，当雷管批号、类型及炮线阻值一定时，每一台译码器都会得到一个一致的验证TB；使用该设备我们并没有测试出编、译码器的同步精度。同步精度测试是对编码器CLOCKTB和译码器CLOCKTB的时间差值的测试从而完成对编、译码器同步精度的检测。译码器CLOCKTB（译码器高压释放检测信号CAP Fired）可被描述成把高压施加到CAP末端上即点火脉冲出现的时间。现在野外地震生产时编、译码器的同步验证方式还是采用引爆雷管，用数字地震仪采集真假信号的方式，存在一定的安全隐患；由于数字地震仪的采样率的限制（ms级），其精度不够。用LabView虚拟仪器技术开发的编译码器综合测试仪是集仿真仪器主机遥控编、译码器，对井口、同步时间和数字及模拟井口进行測试的综合性测试平台，该测试平台解决了室内编、译码器检修过程中编、译码器的同步精度如何测试、判断的问题，其测试精确度可满足对编、译码器的测试验证要求。
2 测试仪的工作原理
测试时，运行在控制计算机上的控制软件通过串行通讯口发送测试参数给被测编码器，然后通过采集卡给被测编码器发送启动（START）命令启动编码器，编码器通过有线或无线方式给译码器发送起爆命令，译码器通过雷管接线端释放高压到接口适配器的高压测试检测电路，检测电路将高压释放信号转换为TTL逻辑电平CAP Fired送到USB数据采集卡， 同时编码器的钟TB信号通过测试接口适配器也送到USB数据采集卡，USB数据采集卡检测编码器的钟TB信号与译码器高压释放信号CAP Fired的时差，USB数据采集卡检测到译码器高压释放信号CAP Fired后按预设井口时间产生井口仿真信号通过测试接口适配器送给译码器的井口信号输入端，译码器对井口仿真信号进行采集拾取井口时间，译码器将验证TB时间、井口时间和井口信号波形数据回送给编码器，编码器将这些数据通过串行通讯口和测试接口适配器回送给USB数据采集卡和控制计算机，控制计算机将检测结果在计算机上显示。
测试接口适配器由高压释放检测电路、井口仿真信号适配电路、手动起爆开关电路和编码器与USB数据采集卡适配电路组成。高压检测电路工作原理：译码器的高压通过10Ω功率电阻进行放电、分压、稳压后通过隔离变压器输出低压脉冲信号，对该信号进行全波整流、经限流驱动光电耦合器，光电耦合器输出TTL逻辑电平的脉冲信号CAP Fired给USB数据采集卡。
3 测试仪的应用
BOOMBOX遥爆系统是以微处理器为核心，以CPU时钟为计时步长（us级），由于用软件代替了许多硬件功能，因此系统误差和信号在遥爆系统本身中传输延迟造成的误差已经很小，所以其起爆同步精度主要由电台传输的延迟量决定。
BOOMBOX遥爆系统将延迟时间调整分为编码器电台启动延迟调整（Enc Radio Start Delay）和编码器电台参考延迟（Enc Radio Ref Delay）调整两部分。在进行编码器电台启动延迟调整时，是以编码器CLOCKTB为基准，减少译码器的起爆延迟时间，用于补偿编码器到译码器单程电台延迟时间，使得启动仪器开始记录的编码器CLOCKTB与用于起爆雷管的译码器高压释放检测信号CAP Fired精确同步；进行编码器电台参考延迟调整时，以编码器输出的参考脉冲中的译码器CLOCKTB 标识脉冲为基准，提前返回译码器CLOCKTB，用于补偿译码器到编码器单程电台延迟时间，使得译码器返回到编码器的信号与比对的标识脉冲精确同步。
使用编译码器综合测试仪进行遥爆系统同步精度测试时需要与BOOMBOX的BBView软件配合使用。测试前，首先用BBView软件，把其中的编码器电台启动延迟（Enc Radio Start Delay）和编码器电台参考延迟（Enc Radio Ref Delay）两项参数设置为0ms，置入到编码器中。测试时测试仪给被测编码器发出测试指令，该指令相当于仪器主机的fire命令，开始测试和数据采集；测试完成，同步误差时间（系统延迟时间）得到后，再通过BBView软件，把上述两项参数设置为相应的数值，置入编码器，直到编码器CLOCKTB脉冲信号上升沿与译码器高压释放检测信号CAP Fired脉冲信号上升沿在尽可能高的时间精度范围内达到同步为止。
（图1）是用综合测试仪进行编译码器同步精度测试的具体应用情况：
编码器电台启动延迟和编码器电台参考延迟两项参数设置为0us时的测试结果
该测试结果表明编译码器同步延迟时间为-1622us，译码器验证TB为4 us（图2）。
系统延迟时间修正后的测试结果
该测试结果表明系统延迟时间修正后得到的同步延迟时间为﹣1us，译码器验证TB为4us（图3）。
编码器电台启动延迟和编码器电台参考延迟参数设置为1700us时的测试结果（图4）。
放大后的编码器CLOCKTB与译码器CAP Fired之间的时差，该测试结果表明译码器出现早爆现象（同步精度以±20us为标准）（图5）。
编码器电台启动延迟和编码器电台参考延迟参数设置为1500us时的测试结果（图6）。
该测试结果表明译码器出现迟爆现象（同步精度以±20us为标准）
上述测试表明，BOOMBOX系统延迟调整时间与电台有关，当电台改变时，必须重新进行测试。
4 结束语
通过编译码器综合测试仪的实际应用，使我们对遥爆系统的工作原理、同步精度的概念及其调整手段有了更深层次的认识。编译码器综合测试仪具有操作简便、显示直观、测试精度高等特点，该测试方法可替代采用雷管引爆方式验证编、译码器同步的真假信号测试，降低了验证编、译码器同步性能的成本，保证了验证编、译码器同步性能的安全性，提高了检修质量和检测效率。