某飛參采集器故障燈常亮故障分析

姜露++馬晗

摘 要：針對某型飛參采集器機(jī)上故障燈常亮故障，對該飛參采集器機(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，并提出了針對性的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：飛參采集器；時鐘信號；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，通過系統(tǒng)配置的一線、二線檢測設(shè)備及地面數(shù)據(jù)處理軟件，可以對其采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行地面實(shí)時監(jiān)視。由于地面維護(hù)和作戰(zhàn)訓(xùn)練考核的需要，外場需要頻繁的使用一線設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)下載和判讀，使飛參采集器對外的門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)上故障燈常亮問題時常發(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)二線測試，飛參采集器上電自檢測正常，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)理分析中再針對此情況做進(jìn)一步分析），但上電后，運(yùn)行飛參外場檢測處理機(jī)測試軟件，軟件提示未檢測到總線上連接有設(shè)備，即檢測不到飛參采集器已接入總線，因?qū)︼w參采集器的測試需要通過此總線進(jìn)行，故無法對其進(jìn)行進(jìn)一步測試。

飛參采集器與飛參外場檢測處理機(jī)通過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，如果通訊無法建立連接，那么考慮HDLC線路存在故障。使用另一臺備份二線測試設(shè)備再次對飛參采集器進(jìn)行測試，測試結(jié)果相同，那么排除測試設(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時鐘線，時鐘是HDLC總線正常工作的基礎(chǔ)，時鐘信號保證了數(shù)據(jù)在HDLC總線上按一定的時序傳輸，而只有系統(tǒng)內(nèi)模塊具有統(tǒng)一的時鐘，數(shù)據(jù)傳輸才能正確有序的進(jìn)行。已知時鐘頻率為1.583MHz±0.1MHz，經(jīng)過與無故障產(chǎn)品的對比檢測，在系統(tǒng)內(nèi)不連接地面檢測設(shè)備的情況下，該故障件HDLC時鐘信號頻率符合要求，但波形本身有失真（如圖1），考慮上電自檢正常而飛參外場檢測處理機(jī)識別不到飛參采集器的情況，將飛參外場檢測處理機(jī)接入系統(tǒng)，再次對該時鐘信號進(jìn)行測試，信號失真情況加劇，且信號出現(xiàn)閃爍、不穩(wěn)定情況（如圖2）。該時鐘信號經(jīng)由D2（MAX481）芯片傳輸，經(jīng)檢測D2外圍120Ω電阻阻值穩(wěn)定正確，故考慮MAX481本身損壞。更換D2后，再次上電檢測，飛參采集器可以被飛參外場檢測處理機(jī)識別到，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)無法進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集記錄。下面對飛參采集器和飛參記錄器上電自檢的過程進(jìn)行分析。

在系統(tǒng)內(nèi)不連接地面檢測設(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HDLC總線將自檢結(jié)果上報給飛參采集器，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。在一個正常的上電自檢過程中，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幾秒后熄滅。在上電自檢過程中，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，飛參采集器的故障燈將常亮。

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

HDLC時鐘信號的測試我們發(fā)現(xiàn)，時鐘線上的時鐘信號頻率是符合要求的，只是信號有些失真，那么二線上電自檢正常是有可能的。在連接了飛參外場檢測處理機(jī)后，時鐘信號質(zhì)量變差，故飛參外場檢測處理機(jī)無法識別到飛參采集器。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，而二線測試時，飛參采集器和飛參記錄器僅通過不到1.5米的測試電纜連接，由此我們判斷是由于機(jī)上電纜過長，使本來就略有失真的時鐘信號失真情況加劇，導(dǎo)致串口數(shù)字通訊異常，飛參記錄器的上電自檢結(jié)果無法正常上報飛參采集器，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或者長時間接地不良，否則不會導(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，這兩個條件決定了MAX481是最易受到外部沖擊信號損壞的元件，分析可能令其損壞的原因如下：

（1）飛參在外場的數(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較大沖擊，嚴(yán)重時將損壞接口芯片。（2）飛參采集器與安裝托架通過托架上的兩個凸起插入飛參采集器后部的嵌入鋁制殼體的兩個鋼制零件的凹坑，來保證接觸電阻，接觸面氧化會導(dǎo)致接觸電阻變大，當(dāng)接觸電阻過大時會減小接地對電路的保護(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)致的此類問題，結(jié)合實(shí)際工作，進(jìn)行了以下改進(jìn)工作：（1）外場使用一線設(shè)備進(jìn)行飛行參數(shù)處理時，應(yīng)嚴(yán)厲禁止帶電拔插操作。（2）外場應(yīng)定期對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，通過打磨飛參采集器與安裝托架結(jié)合部位的鋼制零件來減小安裝接觸電阻。

參考文獻(xiàn)：

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