辛峰 繆依展 沈伊慧
摘要:自2004年飛船二期工程啟動開始,本課題組承接了遙控子系統(tǒng)研制任務(wù),該任務(wù)與一期遙控有很大變化,測試要求也有了很大變化。隨著總體對測試要求的細化,要滿足測試覆蓋性要求,需制定完整的測試計劃,尤其是對遙控設(shè)備驅(qū)動輸出指令的測試,要求非常嚴格、細致。目前,載人飛船遙控指令有幾百條,如果不制定簡單有效的、可操作性強的測試方法,那么按總體要求要對每條指令接口進行遍歷測試耗時又費力。本文即描述對遙控指令接口遍歷測試的測試方法。
關(guān)鍵詞: 遙控指令;遍歷測試
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)13-0249-02
載人飛船遙控設(shè)備主要功能是完成地面遙控指令和飛船運行數(shù)據(jù)的注入,由地面指揮控制飛船的運行和返回。遙控設(shè)備的可靠運行,直接關(guān)系到飛船飛行任務(wù)的成敗和航天員的生命安全。從飛船二期產(chǎn)品驗收開始,總體對指令功能測試的要求對比飛船一期嚴格了許多,在驗收要求里特別提出需進行遙控指令遍歷測試,針對此項要求,須制定完整的測試方法,確保滿足指令遍歷測試的覆蓋性要求。
1 系統(tǒng)組成及功能
載人飛船遙控設(shè)備分為遙控解調(diào)器和遙控指令譯碼單元兩類單機設(shè)備,前者完成對遙控上行信息的解調(diào)、識別、校驗和處理,并將校驗正確的遙控指令及數(shù)據(jù)信息分發(fā)給飛船上的指令和數(shù)據(jù)用戶;遙控指令譯碼單元是遙控解調(diào)器的遠置譯碼單元,接收遙控解調(diào)器送出的串行指令信息,通過校驗及譯碼后產(chǎn)生遙控開關(guān)指令信號送所在艙段的指令用戶。載人飛船遙控設(shè)備的配置情況見圖1。
圖1中標注了1、2、3接口處即為需進行指令遍歷測試的指令接口。
2 測試要求
2.1指令輸出脈沖寬度測試要求
動指令的脈沖寬度應(yīng)為80±10ms。
2.2指令導通集電極電壓測試要求
指令輸出端集電極導通電壓,應(yīng)不大于1.5V。
2.3指令開關(guān)驅(qū)動能力測試要求
指令開關(guān)驅(qū)動能力單機應(yīng)大于200mA。
2.4指令開關(guān)斷開時漏電流測試要求
指令開關(guān)斷開時漏電流應(yīng)小于100uA。
2.5指令接口毛刺測試要求
在上電和指令接收執(zhí)行過程中,遙控指令執(zhí)行信號輸出端口不能出現(xiàn)毛刺等異常輸出信號。
3 測試方法及具體實現(xiàn)
進行遙控子系統(tǒng)指令遍歷測試的測試連接方法如圖2。其中遙控解調(diào)器、遙控指令譯碼單元為遙控子系統(tǒng)船上設(shè)備,遙控綜合測試設(shè)備的功能是模擬各個信道接口向遙控解調(diào)器發(fā)送有效遙控幀,遙控指令檢測設(shè)備的功能是將來自遙控解調(diào)器、遙控指令譯碼單元的指令上拉輸出。
3.1指令輸出脈沖寬度測試方法
連接遙控指令檢測設(shè)備和遙控綜合測試設(shè)備。遙控綜合測試設(shè)備發(fā)送遙控全部指令。從遙控指令檢測設(shè)備上觀察指令驅(qū)動情況(指令驅(qū)動時指示燈亮),用示波器測試驅(qū)動指令的脈沖寬度并記錄。目標飛行器全部遙控指令有600多條,為了方便測試,可通過遙控綜合測試設(shè)備設(shè)置發(fā)送指令的間隔后連續(xù)發(fā)送,用示波器逐條測試。
3.2指令導通集電極電壓測試方法
按3.1測試同時使用示波器測量指令輸出端集電極導通電壓。
3.3指令開關(guān)驅(qū)動能力測試方法
遙控指令檢測設(shè)備中設(shè)計為130Ω上拉電阻,測試時每路指令電路使用+27V工作電壓,可計算出指令驅(qū)動時吸收電流為208mA,即可說明指令開關(guān)驅(qū)動能力大于200mA。發(fā)送指令時,觀察遙控指令檢測設(shè)備上相應(yīng)指令指示燈,燈亮即表示指令正常驅(qū)動,符合指標要求。
3.4指令開關(guān)斷開時漏電流測試方法
在指令未驅(qū)動狀態(tài)下,使用+27V電源串接100KΩ電阻連接至指令輸出接口,使用萬用表測量電阻另一端電壓V,計算指令開關(guān)斷開時漏電流=(27-V)/100KΩ,應(yīng)小于100uA。測試連接示意圖如圖3。
3.5指令接口毛刺測試方法
指令接口毛刺測試是總體在飛船二期后提出的測試要求,具體內(nèi)容是在上電和指令接收執(zhí)行過程中,遙控指令執(zhí)行信號輸出端口不能出現(xiàn)毛刺等異常輸出信號。根據(jù)總體要求,測試必須覆蓋以下兩點:
a) 在遙控船上設(shè)備上電瞬間,遙控指令輸出接口上不得出現(xiàn)毛刺或其他異常輸出信號;
b) 在發(fā)送某條遙控指令后,該條遙控指令接口有驅(qū)動輸出同時,其他任何指令接口上不得出現(xiàn)毛刺或其他異常輸出信號。
由于目標飛行器遙控指令共計600多條,若要滿足測試覆蓋性要求測試每條指令,過程繁復,顯然用示波器完成此項測試已不具備測試可操作性,需選用邏輯分析儀進行測試。
測試方法和步驟:
a) 邏輯分析儀連接遙控指令檢測設(shè)備,遙控指令檢測設(shè)備連接48路指令輸出并接上拉電源+5V;
b) 邏輯分析儀觸發(fā)條件設(shè)置為48路輸入非全“1”,采樣周期設(shè)置為10ns;
c) 開關(guān)機設(shè)備3次,觀察邏輯分析儀,應(yīng)該未被觸發(fā),即說明設(shè)備上電該48條指令同斷電過程無毛刺;
d) 發(fā)送所有遙控指令1遍,只有發(fā)送到當前連接48條指令時,邏輯分析儀觸發(fā)且只有當前發(fā)送指令為“0”其余指令線均為“1”,測試時邏輯分析儀顯示示意圖如圖4;發(fā)送指令不是當前連接的48條指令時,邏輯分析儀不觸發(fā);即說明發(fā)送其他遙控指令時,該48條指令線無毛刺;
e) 更換遙控指令插座,連接另外48路指令輸出,重復a)~d)的步驟,直至所有指令均測試完畢。
4 測試結(jié)論
通過實際操作,上面提到的遙控指令遍歷測試的方法已在天宮1號、天宮2號及飛船型號的遙控產(chǎn)品測試中得到了驗證,測試方法有效可行,可以滿足總體對遙控指令的測試覆蓋性要求。
5 結(jié)束語
在飛船二期遙控產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程中,為了滿足總體對遙控指令遍歷測試的要求,遙控課題組研究摸索出了一套有效可行的測試方法,大大縮短了遙控指令測試的時間,隨著二期載人航天任務(wù)的不斷深入,課題組越發(fā)體會到遙控設(shè)備在整個任務(wù)中起到了至關(guān)重要的作用,同時也意識到了進行遙控指令遍歷性測試的必要性。在后續(xù)載人航天任務(wù)中,不斷完善測試方法,提高測試效率,有效地提高設(shè)備的可靠性是遙控課題組努力的目標。
參考文獻:
[1] 徐福祥,林華寶,侯深淵,等. 衛(wèi)星工程 [M]. 北京:中國宇航出版社, 2002.