王謙

摘 要：電子顯示組件作為航空器的重要組成部分，在整個(gè)飛行過(guò)程中起著極為重要的作用。它使飛機(jī)儀表系統(tǒng)發(fā)生了根本變化，大大提高了座艙儀表的綜合程度和自動(dòng)化程度；改善了人機(jī)功效，提高了飛行安全性。要搞好機(jī)載顯示組件的維護(hù)和修理，必須熟悉和掌握各種顯示器的結(jié)構(gòu)和性能，如顯示器的測(cè)量范圍、精度、最小分辨率、再現(xiàn)性、抗干擾能力等，以便在維修時(shí)，能根據(jù)航空顯示器的結(jié)構(gòu)性能，分析故障原因，及時(shí)予以排除。本文從一名民用飛機(jī)顯示組件修理者的角度闡述了CRT類(lèi)電子機(jī)載顯示器的工作原理以及在日常工作中可能出現(xiàn)的故障和修理方法。

關(guān)鍵詞：CRT電子顯示器；民用飛機(jī)；ATE自動(dòng)測(cè)試臺(tái)

1 CRT類(lèi)機(jī)載顯示組件的組成與工作原理

1.1 CRT類(lèi)機(jī)載顯示組件的組成及特點(diǎn)

現(xiàn)代機(jī)載顯示器作為飛行中的重要電子附件，為平穩(wěn)、舒適、安全的飛行過(guò)程提供了重要的保障與支持。其中 CRT類(lèi)（陰級(jí)射線管顯示器）是機(jī)載顯示器的主要類(lèi)型。

CRT電子顯示器在元器件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)性、綜合程度、人機(jī)工效等方面有了很大進(jìn)步，具有以下主要特點(diǎn)：

①采用尺寸更大、更先進(jìn)的顯示屏。

②采用更先進(jìn)的集成化電子器件。廣泛采用表面貼裝器件（SMD）、大規(guī)模集成電路、門(mén)陣列、全數(shù)字電路、高密度包裝技術(shù)等。體積減少42﹪，重量減輕66﹪，功耗降低30﹪，這樣，減少了元器件數(shù)量，提高了可靠性和維護(hù)性。

③提高了綜合化程度，增大了信息量，取代了全部飛行儀表和發(fā)動(dòng)機(jī)儀表。

1.2 CRT原理簡(jiǎn)述

陰級(jí)射線管CRT是一種電真空器件，其外部結(jié)構(gòu)是一個(gè)漏斗型的玻璃殼，它是由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)及熒光屏三個(gè)基本部分組成。

電子槍。電子槍的作用是產(chǎn)生一個(gè)沿著管軸方向前進(jìn)的細(xì)電子束。

偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。為了在熒光屏上顯示圖形及字符，必須使電子束偏轉(zhuǎn)。有靜電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)兩種方式。靜電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是當(dāng)電子通過(guò)均勻電場(chǎng)時(shí)，受力作用將改變其運(yùn)動(dòng)方向，使其以拋物線軌跡運(yùn)動(dòng)。在脫離偏轉(zhuǎn)板后，電子將以剛飛出偏轉(zhuǎn)板時(shí)的速度直線前進(jìn)抵達(dá)熒光屏。

磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是利用磁場(chǎng)使電子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。電子在磁場(chǎng)中受力作用，要使電子束做水平偏轉(zhuǎn)，必須在管頸中產(chǎn)生垂直方向的磁場(chǎng)，而要使電子束做垂直偏轉(zhuǎn)，必須在管頸中產(chǎn)生水平方向的磁場(chǎng)。

改變線圈中電流的大小和方向，就可控制電子束偏轉(zhuǎn)的大小和方向。

熒光屏。機(jī)載CRT采用三槍三束進(jìn)行顯示，電源為115V、400Hz單相交流電。由符號(hào)發(fā)生器（SG）提供模擬的X、Y偏轉(zhuǎn)信號(hào)和數(shù)字視頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)CRT顯示。CRT的三個(gè)電子槍分別在熒光屏上產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三色光，符號(hào)發(fā)生器通過(guò)控制三個(gè)電子槍信號(hào)的強(qiáng)弱可混合成黃、品紅、白色等顏色顯示。如果一個(gè)或兩個(gè)電子槍失效，變自動(dòng)變?yōu)閱紊@示。

熒光屏采用光柵和字符兩種掃描類(lèi)型。光柵掃描有256條掃描線，兩場(chǎng)為一帖，共512行，每行512個(gè)象素點(diǎn)，所以顯示圖象的一個(gè)帖中共有512×512個(gè)象素。字符掃描采用點(diǎn)到點(diǎn)的掃描方式，刷新速率為80Hz。

2 CRT顯示組件的修理

CRT顯示組件作為飛行中的重要附件，為飛行員提供了直觀的目視指示與操作說(shuō)明。在日常維護(hù)中需要謹(jǐn)慎對(duì)待。面對(duì)有的顯示器只有顯示部分，有的顯示器卻集成了顯示與操作兩大功能，我們?cè)谛蘩碇行枰鞔_顯示器的主要結(jié)構(gòu)，各部分功能并加以區(qū)分對(duì)待。

一般來(lái)說(shuō)，CRT顯示器的主體部分主要為CRT組件、高壓包、低壓包、控制電路、顯示電路、調(diào)節(jié)電路、殼體、面板等幾大部分。修理流程可以分為進(jìn)件檢查、分解、清洗、修理、組裝、功能測(cè)試、最終檢查。在接到有故障的顯示器后，首先應(yīng)進(jìn)行目視檢查，確保有無(wú)屏幕破損，面板損壞，接口插釘斷裂等情況。如沒(méi)有表面損壞，則進(jìn)行下一步功能測(cè)試。在測(cè)試前，我們要根據(jù)廠家附件修理手冊(cè)選擇合適的測(cè)試設(shè)備和相應(yīng)的轉(zhuǎn)接器，通常使用ATE自動(dòng)測(cè)試設(shè)備完成測(cè)試。

2.1 波音B737型客機(jī)CDU（控制顯示組件166891-SERIES））常見(jiàn)故障分析

工作中，顯示尺寸發(fā)生變化是CDU的常見(jiàn)故障。多表現(xiàn)為空中顯示內(nèi)容變窄，顯示圖像朝水平或垂直方向移動(dòng)，且多為瞬時(shí)故障。

根據(jù)故障現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)分析可知，CDU的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)發(fā)生了問(wèn)題。

我們知道CUD的偏轉(zhuǎn)功能分為水平和垂直偏轉(zhuǎn)。垂直偏轉(zhuǎn)電路向CRT垂直偏轉(zhuǎn)線圈提供垂直驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使顯示發(fā)生垂直偏移。電平轉(zhuǎn)換器LT-2將來(lái)自邏輯電平的垂直驅(qū)動(dòng)脈沖轉(zhuǎn)換成斜坡發(fā)生器需要的±15VDC電平。當(dāng)垂直驅(qū)動(dòng)變低時(shí)，斜坡發(fā)生器的輸出開(kāi)始線性增加。當(dāng)垂直驅(qū)動(dòng)變高時(shí)，斜坡發(fā)生器的輸出停止增加，然后迅速減小。調(diào)節(jié)電阻R34用于此信號(hào)的幅度調(diào)整，這樣就能達(dá)到對(duì)顯示高低的調(diào)整?？烧{(diào)電阻R36提供一個(gè)直流偏壓，提供CRT顯示屏從上到下的掃描作用。15V垂直驅(qū)動(dòng)器AR8向垂直偏轉(zhuǎn)提供需要的電流。

水平偏轉(zhuǎn)電路向CRT的水平偏轉(zhuǎn)線圈部分提供水平驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以在CRT顯示屏上產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)。水平定中信號(hào)發(fā)生器SS-2通過(guò)電阻R3控制延時(shí)水平驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從左到右定中CRT顯示。信號(hào)調(diào)節(jié)器SS-3向水平偏轉(zhuǎn)電路提供一個(gè)10.5微秒信號(hào)，以控制水平偏轉(zhuǎn)電流的斜度。線性矯正LC-1提供一個(gè)修正電壓用于CRT顯示器硬件補(bǔ)償。線性校正保持CRT中間被壓縮，然后向四周邊緣擴(kuò)散的特性。峰值探測(cè)器PD-1從變壓器T1獲得采樣電壓，提供到水平驅(qū)動(dòng)器AR3的反饋電路。該電路電壓保持個(gè)各行水平掃描過(guò)程中，水平驅(qū)動(dòng)器的輸出為常值顯示?？烧{(diào)電阻R17提供水平寬度調(diào)節(jié)。水平驅(qū)動(dòng)器AR3提供需要的電流以驅(qū)動(dòng)水平偏轉(zhuǎn)線圈，通過(guò)晶體管開(kāi)關(guān)QS-2，在回掃時(shí)轉(zhuǎn)為關(guān)斷。

綜上所述，在遇到顯示尺寸發(fā)生變化的故障時(shí)，首先應(yīng)分析是水平還是垂直部分發(fā)生問(wèn)題。如水平尺寸變化，則多有可能是A1板R3、R17、AR3等器件損壞。如垂直方向尺寸變化，則多為A1板R34、R36、AR8損壞。具體問(wèn)題還要具體分析。

2.2 顯示器常見(jiàn)故障分析

在顯示器的使用過(guò)程中，伴隨著使用壽命的臨近，顯示器會(huì)出現(xiàn)顯示偏差現(xiàn)象。這包括限制（最小或最大）、不正確的顯示尺寸和位置、聚焦不正確、可見(jiàn)凹槽陰影、彎曲顯示、水平重疊和枕形失真顯示。此時(shí)，需要對(duì)顯示器進(jìn)行調(diào)整。

如果由于顯示器老化或更換高壓包PS1、CRT、A1板，就需要進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)和顯示尺寸及位置的調(diào)整。如CRT顯示呈現(xiàn)彎曲等不美觀現(xiàn)象則只需完成聚焦電壓的選擇，凹槽陰影、彎曲顯示及顯示重疊的調(diào)整。

亮度調(diào)整。亮度調(diào)整可以分為兩種方法，其一是使用CDU制造廠家提供的亮度測(cè)量器進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整步驟可以根據(jù)廠家CMM手冊(cè)進(jìn)行。另一種方法是在不具備亮度測(cè)量器的條件下，使用一些通用設(shè)備，如三用表、交流電源，短接線等按照CMM手冊(cè)的相應(yīng)方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。

顯示尺寸和位置調(diào)整。顯示尺寸和位置上的偏差，可采用如下方法進(jìn)行校正。使用一個(gè)CMM手冊(cè)中給出的正常尺寸顯示模具，將其覆蓋在CDU顯示屏上，進(jìn)入生產(chǎn)廠家的測(cè)試程序。根據(jù)程序提示調(diào)整相應(yīng)的水平、垂直、彎曲等顯示尺寸，使其與模具顯示一致。

聚焦電壓的調(diào)整。按壓CDU面板上的0、4和E鍵，將在CRT上顯示一個(gè)全屏長(zhǎng)方形。觀察CRT顯示器，貫穿整個(gè)顯示器不可能得到明顯的符號(hào)聚焦，特別是在顯示器四角，當(dāng)最明顯的聚焦處于字符的第2行和第20行之間的第4和第20行列字符區(qū)域時(shí)和第4行第20行的第2和第20列字符區(qū)域時(shí)，可獲得最好的聚焦。

某些CDU顯示器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間黑屏，造成這一故障的原因有多種。散熱不好是其中的原因之一。由于CDU在設(shè)計(jì)上具有超溫保護(hù)功能，其內(nèi)部的超溫監(jiān)測(cè)電路在溫度超過(guò)197oF時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉CDU，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。當(dāng)溫度下降后，再次啟動(dòng)CDU使其恢復(fù)正常。因此，在日常測(cè)試及使用CDU時(shí)，要注意進(jìn)行通風(fēng)冷卻。

另外一種造成CDU黑屏的原因可能是CDU通告器中“EXEC”執(zhí)行燈故障。由于整個(gè)CDU是在飛行管理計(jì)算機(jī)FMC的控制下進(jìn)行工作，其傳輸信號(hào)均來(lái)自FMC。一旦CDU“EXEC”執(zhí)行燈故障，就會(huì)造成CDU無(wú)法執(zhí)行FMC（飛行管理計(jì)算機(jī)）命令的假象，此時(shí)FMC信號(hào)終止，導(dǎo)致CDU黑屏。

3 結(jié)語(yǔ)

在飛機(jī)制造技術(shù)高速發(fā)展的今天，無(wú)論顯示效果、使用壽命，還是尺寸重量，機(jī)載顯示器已經(jīng)被設(shè)計(jì)的十分完美，由于其在整個(gè)飛行過(guò)程中承擔(dān)著極為重要的作用，作為飛行員的“第二雙眼睛”，機(jī)載顯示器正在被賦予越來(lái)越多的使命。

本文從機(jī)載顯示器的工作原理入手，通過(guò)分析CRT顯示器的結(jié)構(gòu)，向讀者闡明機(jī)載顯示器的常見(jiàn)故障，并結(jié)合工作者自身的工作經(jīng)驗(yàn)，給出了相應(yīng)的排故思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]Component Maintenance Manual 34-61-03，Smiths Aerospace，2003.

[2]孫淑光，孫俊卿.航空器電子附件修理[M].中國(guó)科學(xué)文化出版社，2003.

[3]王有隆.民用飛機(jī)電子顯示技術(shù)的發(fā)展[M].民航資源網(wǎng)，2002.

[4]鄭連興，任仁良.渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)[M].兵器工業(yè)出版社，2004.

[5]Component Maintenance Manual 31-61-46，Honewell Aerospace，2007.

[6]ATEC Series 6 maintenance Manual，Copyright eads，2005.

[7]Honewell Ground Equipment Manual，Honewell Aerospace，2002.