姜露++馬晗

摘 要：針對(duì)某型飛參采集器機(jī)上故障燈常亮故障，對(duì)該飛參采集器機(jī)上故障燈常亮現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行了深入的研究分析，并提出了針對(duì)性的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：飛參采集器；時(shí)鐘信號(hào)；頻率

引言：隨著飛參系統(tǒng)在飛機(jī)維護(hù)和作戰(zhàn)訓(xùn)練中作用的日益凸顯，需要飛參采集器采集的參數(shù)數(shù)量也大幅增多，相應(yīng)的為了提高采集器的采集效率，飛參采集器正逐步向數(shù)字式過(guò)度。

某飛參采集器是一種數(shù)字式機(jī)載飛行數(shù)據(jù)采集器，通過(guò)系統(tǒng)配置的一線、二線檢測(cè)設(shè)備及地面數(shù)據(jù)處理軟件，可以對(duì)其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行地面實(shí)時(shí)監(jiān)視。由于地面維護(hù)和作戰(zhàn)訓(xùn)練考核的需要，外場(chǎng)需要頻繁的使用一線設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)下載和判讀，使飛參采集器對(duì)外的門(mén)戶接口電路頻繁的被沖擊導(dǎo)致故障（該型飛參采集器具備自檢功能，并通過(guò)面板上的故障指示燈直觀的指示自檢結(jié)果），因此該型飛參采集器機(jī)上故障燈常亮問(wèn)題時(shí)常發(fā)生。

一、故障現(xiàn)象

某型飛參采集器機(jī)上上電后故障燈常亮。

二、故障分析

（一）故障定位。經(jīng)二線測(cè)試，飛參采集器上電自檢測(cè)正常，故障燈在上電后燃亮幾秒后正常熄滅（與機(jī)上反饋故障現(xiàn)象不一致，在機(jī)理分析中再針對(duì)此情況做進(jìn)一步分析），但上電后，運(yùn)行飛參外場(chǎng)檢測(cè)處理機(jī)測(cè)試軟件，軟件提示未檢測(cè)到總線上連接有設(shè)備，即檢測(cè)不到飛參采集器已接入總線，因?qū)︼w參采集器的測(cè)試需要通過(guò)此總線進(jìn)行，故無(wú)法對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試。

飛參采集器與飛參外場(chǎng)檢測(cè)處理機(jī)通過(guò)飛參采集器中主控計(jì)算機(jī)模塊上的HDLC串行接口進(jìn)行通訊，如果通訊無(wú)法建立連接，那么考慮HDLC線路存在故障。使用另一臺(tái)備份二線測(cè)試設(shè)備再次對(duì)飛參采集器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果相同，那么排除測(cè)試設(shè)備相關(guān)線路故障可能，因此將故障定位在飛參采集器主控計(jì)算機(jī)模塊HDLC接口電路上。

HDLC接口電路由兩片MAX481組成，一片連接HDLC數(shù)據(jù)線，一片連接HDLC時(shí)鐘線，時(shí)鐘是HDLC總線正常工作的基礎(chǔ)，時(shí)鐘信號(hào)保證了數(shù)據(jù)在HDLC總線上按一定的時(shí)序傳輸，而只有系統(tǒng)內(nèi)模塊具有統(tǒng)一的時(shí)鐘，數(shù)據(jù)傳輸才能正確有序的進(jìn)行。已知時(shí)鐘頻率為1.583MHz±0.1MHz，經(jīng)過(guò)與無(wú)故障產(chǎn)品的對(duì)比檢測(cè)，在系統(tǒng)內(nèi)不連接地面檢測(cè)設(shè)備的情況下，該故障件HDLC時(shí)鐘信號(hào)頻率符合要求，但波形本身有失真（如圖1），考慮上電自檢正常而飛參外場(chǎng)檢測(cè)處理機(jī)識(shí)別不到飛參采集器的情況，將飛參外場(chǎng)檢測(cè)處理機(jī)接入系統(tǒng)，再次對(duì)該時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，信號(hào)失真情況加劇，且信號(hào)出現(xiàn)閃爍、不穩(wěn)定情況（如圖2）。該時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)由D2（MAX481）芯片傳輸，經(jīng)檢測(cè)D2外圍120Ω電阻阻值穩(wěn)定正確，故考慮MAX481本身?yè)p壞。更換D2后，再次上電檢測(cè)，飛參采集器可以被飛參外場(chǎng)檢測(cè)處理機(jī)識(shí)別到，進(jìn)一步通電檢查，飛參采集器各項(xiàng)性能符合技術(shù)要求，故障排除。

（二）機(jī)理分析。機(jī)上反饋飛參采集器故障燈常亮，該結(jié)果是飛參采集器和飛參記錄器上電自檢的自檢結(jié)果。飛參采集器故障燈常亮表明飛參采集器或者飛參記錄器上電自檢不正常，在這種情況下飛參系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集記錄。下面對(duì)飛參采集器和飛參記錄器上電自檢的過(guò)程進(jìn)行分析。

在系統(tǒng)內(nèi)不連接地面檢測(cè)設(shè)備的情況下，機(jī)上飛參采集器、飛參記錄器上電自檢和二線飛參采集器、飛參記錄器上電自檢是完全相同的過(guò)程：飛參采集器和飛參記錄器完成各自的自檢后，飛參記錄器通過(guò)HDLC總線將自檢結(jié)果上報(bào)給飛參采集器，當(dāng)飛參采集器接收到飛參記錄器的自檢正常信息并正常完成本身的自檢后，其故障燈熄滅。在一個(gè)正常的上電自檢過(guò)程中，我們能夠看到上電后飛參記錄器的故障燈點(diǎn)亮后先熄滅，而飛參采集器故障燈在飛參記錄器故障燈熄滅后延時(shí)幾秒后熄滅。在上電自檢過(guò)程中，當(dāng)飛參采集器接收不到飛參記錄器的自檢結(jié)果、飛參記錄器或飛參采集器本身自檢故障時(shí)，飛參采集器的故障燈將常亮。

那么我們自然會(huì)想到既然機(jī)上和地面的上電自檢過(guò)程完全相同，那么為什么自檢結(jié)果卻不盡相同。通過(guò)前面二線對(duì)

HDLC時(shí)鐘信號(hào)的測(cè)試我們發(fā)現(xiàn)，時(shí)鐘線上的時(shí)鐘信號(hào)頻率是符合要求的，只是信號(hào)有些失真，那么二線上電自檢正常是有可能的。在連接了飛參外場(chǎng)檢測(cè)處理機(jī)后，時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量變差，故飛參外場(chǎng)檢測(cè)處理機(jī)無(wú)法識(shí)別到飛參采集器。同理，機(jī)上飛參采集器安裝在右后下設(shè)備艙，而飛參記錄器安裝在垂尾根部前設(shè)備艙，之間通過(guò)機(jī)上電纜連接，兩產(chǎn)品之間僅直線距離就有5米～6米，而二線測(cè)試時(shí)，飛參采集器和飛參記錄器僅通過(guò)不到1.5米的測(cè)試電纜連接，由此我們判斷是由于機(jī)上電纜過(guò)長(zhǎng)，使本來(lái)就略有失真的時(shí)鐘信號(hào)失真情況加劇，導(dǎo)致串口數(shù)字通訊異常，飛參記錄器的上電自檢結(jié)果無(wú)法正常上報(bào)飛參采集器，故機(jī)上飛參采集器故障燈常亮。

三、原因分析

HDLC總線本身有接地保護(hù)措施，除非有大的干擾沖擊信號(hào)或者長(zhǎng)時(shí)間接地不良，否則不會(huì)導(dǎo)致接口芯片損壞。但如圖3所示，HDLC總線是用戶下載飛參數(shù)據(jù)的唯一接口，而MAX481接口芯片處于主控計(jì)算機(jī)電路的外圍，這兩個(gè)條件決定了MAX481是最易受到外部沖擊信號(hào)損壞的元件，分析可能令其損壞的原因如下：

（1）飛參在外場(chǎng)的數(shù)據(jù)下載需要外接卸載設(shè)備，帶電連接卸載設(shè)備將給接口芯片帶來(lái)較大沖擊，嚴(yán)重時(shí)將損壞接口芯片。（2）飛參采集器與安裝托架通過(guò)托架上的兩個(gè)凸起插入飛參采集器后部的嵌入鋁制殼體的兩個(gè)鋼制零件的凹坑，來(lái)保證接觸電阻，接觸面氧化會(huì)導(dǎo)致接觸電阻變大，當(dāng)接觸電阻過(guò)大時(shí)會(huì)減小接地對(duì)電路的保護(hù)作用，影響通訊的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口元件。

四、采取措施

為避免人為因素導(dǎo)致的此類問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際工作，進(jìn)行了以下改進(jìn)工作：（1）外場(chǎng)使用一線設(shè)備進(jìn)行飛行參數(shù)處理時(shí)，應(yīng)嚴(yán)厲禁止帶電拔插操作。（2）外場(chǎng)應(yīng)定期對(duì)飛參采集器與其安裝托架的接觸電阻進(jìn)行檢查，應(yīng)不大于2.5mΩ，不滿足要求時(shí)，通過(guò)打磨飛參采集器與安裝托架結(jié)合部位的鋼制零件來(lái)減小安裝接觸電阻。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社.2004.

[2] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社.1998.