侯韜

摘 要：本文主要分析了航空設(shè)備端口信號的測試技術(shù)，通過對航空設(shè)備端口信號測試的實(shí)際工作進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)資料，對航空設(shè)備端口信號測試技術(shù)的步驟、方法以及要點(diǎn)進(jìn)行了論述。其中分別從大電流、高電壓、模擬信號和數(shù)字信號等測試方法入手，對其進(jìn)行研究。希望通過本文的研究能夠促進(jìn)我國航空設(shè)備端口信號測試技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，從而更好地服務(wù)于我國的航空事業(yè)。

關(guān)鍵詞：航空設(shè)備；端口信號；測試技術(shù)

隨著我國航空事業(yè)的不斷發(fā)展，對航空設(shè)備的要求也越來越高。目前，我國很多的航空設(shè)備都是從國外進(jìn)口的，隨著航空設(shè)備使用時間的增加，一些航空設(shè)備出現(xiàn)了一些故障。對于航空設(shè)備的維修來說，光依靠國外的技術(shù)是不夠的，需要加強(qiáng)我國的自主創(chuàng)新。航空設(shè)備端口信號測試技術(shù)作為航空設(shè)備應(yīng)用維修技術(shù)中很重要的一個環(huán)節(jié)，其自主創(chuàng)新的主要性毋庸贅言。

一、航空設(shè)備端口信號測試原理

航空設(shè)備端口信號測試技術(shù)較為復(fù)雜，通過對相關(guān)資料的分析與研究，筆者認(rèn)為，可以從航空設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)圖入手，來對航空設(shè)備的端口信號測試技術(shù)進(jìn)行分析研究。（參見圖1）

圖1 設(shè)備的正常連接結(jié)構(gòu)圖

從圖1能夠看出，航空設(shè)備1和航空設(shè)備2由于工作參數(shù)未知，所以將其簡單的等同于兩個黑箱，設(shè)備1和設(shè)備2之間通過電纜進(jìn)行信號傳輸。在整個航空設(shè)備結(jié)構(gòu)圖中，航空設(shè)備的端口信號傳輸是通過電纜進(jìn)行傳輸?shù)?，而且同一傳輸電纜中待測信號的傳輸方式為——多路雙向傳輸。

為了對航空設(shè)備端口信號的輸入及輸出進(jìn)行測試，在圖1——航空設(shè)備正常結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)之上，在其設(shè)備1與設(shè)備2 之間的連接處，加入三通作為測試信號的引出點(diǎn)。（參見圖2）

圖2 航空設(shè)備接入三通時的連接結(jié)構(gòu)圖

如圖2所示，該航空設(shè)備端口結(jié)構(gòu)圖通過在端口設(shè)備的連接處接入三通，形成了一個附加電路。而附加電路的端口1*和端口2*是一套與正常結(jié)構(gòu)的端口1、2完全一致的電纜接口。端口1*和端口2*的兩端分別與端口設(shè)備1與傳輸電纜相連接。通過上文的敘述，我們可以了解：端口設(shè)備1與端口設(shè)備2，其待測信號的傳輸方式為多路雙向傳輸。而圖2所示的航空設(shè)備連接圖，其端口信號的傳輸方式在圖1所示傳輸方式的基礎(chǔ)上增加了多路信號測試板。因此，整個航空設(shè)備端口待測信號的傳輸方式就變?yōu)椋盒盘柤瓤梢酝ㄟ^電纜進(jìn)行多路雙向傳輸，又可以經(jīng)過多路信號測試板進(jìn)行傳輸。而且多路信號測試板還可以對待測信號的類型和流向進(jìn)行判斷及測試。

二、航空設(shè)備端口信號測試步驟及類型

航空設(shè)備端口信號的測試屬于一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)，主要目的在于測試端口設(shè)備之間信號的通斷情況。因此，對航空設(shè)備的端口信號進(jìn)行測試，首先要做的就是對端口設(shè)備之間連接電纜的通斷關(guān)系進(jìn)行測試，即找出如圖1、2所示的設(shè)備1與設(shè)備2之間對應(yīng)的信號分配關(guān)系。

在找出設(shè)備1、2之間信號分配關(guān)系的基礎(chǔ)上，對兩個端口設(shè)備分別進(jìn)行靜態(tài)測試。測試的目的不僅在于找出其對地電阻值等參數(shù)，而且要找出其端口設(shè)備的系統(tǒng)接地線。對端口設(shè)備系統(tǒng)接地線的測試，首先要找出一條已知的系統(tǒng)接地線，然后利用萬用表對所有線路的對地電阻進(jìn)行測試。

在測試完航空設(shè)備電纜通斷以及系統(tǒng)接地電阻之后，在整個端口連接系統(tǒng)中加入附加測試電路。然后在附加測試電路上安裝跳線端子，從而對每路電纜信號的幅值進(jìn)行測試。測試過程中，利用多路示波器以及邏輯分析儀對各個測試電路的信號波形進(jìn)行觀測。

完成以上步驟之后，針對多路示波器以及邏輯分析儀觀測出的端口設(shè)備信號類型，對其進(jìn)行信號流向的測試。具體測試方式為：從附加測試電路上拔下跳線，然后通過對多路信號測試板上發(fā)光二極管的狀態(tài)進(jìn)行判斷，從而確定測試電路中端口信號的流向。

（一）大電流、高電壓測試

在進(jìn)行航空設(shè)備端口信號大電流、高電壓測試之前，首先要確定傳輸電纜中的信號是否為大電流、高電壓信號。具體測試方法為：對圖2所示的航空設(shè)備端口結(jié)構(gòu)圖接口1以及接口2，插針、插孔的大小進(jìn)行判斷，通常來說，航空設(shè)備工作所需的電源信號通常都為大電流、高電壓信號。如圖3所示，在對此類大電流、高電壓信號進(jìn)行測試時，首先要斷開跳線T，然后在a、b點(diǎn)之間接入一個小電阻R。

圖3 大電流、高電壓信號測試原理圖

在測試的過程中，小電阻R取較小的值（如0.1Ω）。當(dāng)整個航空設(shè)備端口運(yùn)行時，可以對小電阻R兩端的壓強(qiáng)V進(jìn)行測量。（參見公式1）

公式1 I=V /R

公式1中的I為電路中通過的電流值，由于整個系統(tǒng)中，小電阻R與小電阻R*為串連狀態(tài)，因此通過公式計(jì)算，能夠同時得到R*的通過電流值。最后，重新連接跳線T，通過對a點(diǎn)或b點(diǎn)進(jìn)行測量，能夠得出航空設(shè)備端口信號的電壓值。

（二）數(shù)字信號測試

通過上文的分析，我們得知：端口設(shè)備1和設(shè)備2之間信號傳輸?shù)姆绞綖槎嗦沸盘杺鬏敗Ｒ虼?，利用萬用表對其進(jìn)行逐路測試，則整個過程較為繁瑣。通常，當(dāng)航空設(shè)備較為復(fù)雜、端口較多時，對其信號的測試可以采用邏輯分析儀，這樣能夠減少測試工作量，簡化測試步驟。

采用邏輯分析儀進(jìn)行端口設(shè)備信號測試，需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行外接電平轉(zhuǎn)換電路。（參見圖4）圖4中Rx和Ry分別由數(shù)字量的幅度以及邏輯分析儀的參數(shù)決定。

圖4 外接電平轉(zhuǎn)換電路及邏輯分析儀結(jié)構(gòu)圖

（三）模擬信號及其他常見信號測試

在航空設(shè)備工作過程中，其端口還會產(chǎn)生模擬信號及其他常見信號，如矩形波、三角波、正弦波信號。對這些常見信號的測試，主要通過示波器進(jìn)行，示波器的選擇要與待測信號相符。通過示波器對航空設(shè)備端口信號進(jìn)行跟蹤測量，從而確定一些常見信號的幅度、頻率以及占空比等參數(shù)。（參見圖5）

圖5 接入示波器時框圖

（四）航空設(shè)備端口信號流向測試

對于航空設(shè)備端口信號的流向測試，主要是通過多路信號測試板進(jìn)行的。（參見圖6）航空設(shè)備系統(tǒng)在工作時，其信號的流向?yàn)殡p向的導(dǎo)通流向。對端口設(shè)備信號流向的測試首先是要選取合適的測試點(diǎn)，然后進(jìn)行流向方式的測試。

圖6 端口設(shè)備信號流向測試

圖6中，T為跳線端子、D1、D2為整流二極管、R-S1、R-S2為基本RS觸發(fā)器、A1、A2為運(yùn)算放大器、L1、L2、L*1、L*2為發(fā)光二極管、R1、R2、R*1、

R*2為限流電阻。

當(dāng)航空設(shè)備處于正常工作狀態(tài)時，將跳線端子T插上，可以從跳線端子T處測試出端口信號的類型和幅值。如果航空設(shè)備端口信號的傳輸流向?yàn)樽宰笙蛴覀鬏?，那么二極管D1處必然出現(xiàn)0.3 V的壓降。與此同時，運(yùn)算放大器A1處的同向及反向輸入端必然會出現(xiàn)0.3 V的電壓差。

由于運(yùn)算放大器A1在非線性區(qū)運(yùn)行，因此當(dāng)端口信號通過限流電阻R*1時，發(fā)光二極管L*1會變亮。與此同時，當(dāng)端口信號是持續(xù)的27 V信號時，發(fā)光二極管L*1和L1會持續(xù)變亮，對于運(yùn)算放大器A2來說，其同向及反向輸入端必然會出現(xiàn)0.3 V的電壓差。

除此之外，當(dāng)端口信號27 V的數(shù)字量信號從右向左傳輸時，與上文分析相同，發(fā)光二極管L2與L*2都會持續(xù)變亮，相反，發(fā)光二極管L*1和L1都不會變亮。

結(jié)束語：

本文主要對航空設(shè)備端口信號的測試技術(shù)進(jìn)行了研究。近年來，國內(nèi)一些新型的進(jìn)口飛機(jī)，其一類航空設(shè)備的信號測試，使用的就是本文所述的測試方法，經(jīng)實(shí)踐證明，以上所說的測試方法，能夠快速準(zhǔn)確地完成端口信號的測試任務(wù)。目前，我國航空設(shè)備國產(chǎn)化研制中所依據(jù)的測試信號，很大一部分是由以上測試方法獲得的。這也從另一方面證明了上述航空設(shè)備端口信號測試技術(shù)的正確性。

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