周元元

（國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007）

中心轉(zhuǎn)換裝置主要保證飛行員與地面維護人員之間的機內(nèi)雙向話語聯(lián)絡(luò)；保證飛行員和地面指揮臺的雙向話語通信，收聽告警系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、應(yīng)急接收機的信號以及專用信號。一旦該裝置出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致飛行員無法與地面進行正常的通話，影響飛行任務(wù)。

1 故障情況

中心裝換裝置在內(nèi)場進行通電測試，選擇后艙輸出時，所有機上耳機2輸出信號失真度大且均有雜波產(chǎn)生，如圖1所示。由于內(nèi)場測試是針對單個產(chǎn)品進行測試，電磁環(huán)境比較簡單，受周邊其他設(shè)備電磁干擾影響較小。此類干擾考慮為產(chǎn)品內(nèi)部之間信號干擾所致，由于該產(chǎn)品由多塊電路板組成，板件信號之間反饋回路頗多，交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，無法通過測試信號直接確定故障板件，為了進一步縮小故障范圍，采用替代的方法將故障隔離到其中一塊32位碼調(diào)整和處理裝置板件，之后對該板件進行故障排除。

圖1 耳機2輸出信號波形

2 故障分析

32位碼調(diào)整和處理裝置主要由數(shù)字部分和模擬部分組成，其中數(shù)字部分主要將控制臺輸入的429編碼信號經(jīng)過輸入信號變換電路、允許代碼寫入電路、移位寄存器電路、邏輯控制電路處理后產(chǎn)生模擬部分音量調(diào)整電路的控制信號，控制電子開關(guān)選通不同的衰減網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對電臺耳機音量的調(diào)整。模擬部分主要將輸入的模擬信號經(jīng)過音量調(diào)整電路和濾波器電路處理后輸出至耳機。該32位碼調(diào)整和處理裝置原理框圖如圖2所示。

圖2 32位碼調(diào)整和處理裝置功能原理框圖

2.1 干擾源分析

電子電路在工作過程中所受到的干擾多種多樣，具體情況，具體分析，對不同的干擾采取不同的措施是抗干擾的原則，如何克服這些干擾，保障電子電路的良好運行，那么首先必須搞清楚干擾的來源，通過對該電路板的原理分析，查找干擾源。經(jīng)分析該電路中除了429信號、電源信號和1KHz的音頻信號，沒有其它信號引入。那干擾信號是否與429信號和電源噪聲信號有關(guān)呢？為了確定干擾源信號，關(guān)閉音頻輸入信號，對輸出端信號進行測量，測量輸出的信號如圖3所示。該信號頻率為50KHz，觀察輸出信號的波形發(fā)現(xiàn)此波形與429信號的時鐘信號相同且頻率一致，干擾源信號確定為429時鐘信號。

圖3 示波器采集的干擾源信號

2.2 干擾源的傳播途徑和解決措施

干擾信號的傳播主要有兩種途徑：傳導(dǎo)和輻射，傳導(dǎo)是干擾源與敏感系統(tǒng)之間的主要干擾耦合途徑之一。傳導(dǎo)干擾可以通過電源線、信號線、連接電纜、接地導(dǎo)體等載體進行耦合。在音頻和低頻時，由于電源線、接地導(dǎo)體、電纜的屏蔽層等呈現(xiàn)低阻抗，所以電流經(jīng)過這些導(dǎo)體時容易以電磁輻射形式向外輻射。當噪聲傳導(dǎo)到其他敏感電路時，就可能激發(fā)產(chǎn)生干擾作用。輻射干擾是通過空間以電磁波形式傳播的電磁干擾，根據(jù)干擾源的傳播途徑和查找出的干擾源，排查可能故障點如下：（1）接地線的干擾；（2）低通濾波器故障；（3）板件設(shè)計缺陷。

針對上述可能故障點開展了下列工作：（1）為了避免數(shù)字電路部分電流通過地線對模擬電路產(chǎn)生干擾。在電子電路地線設(shè)計中通常采用地線割裂法使各級地線自成圓路，然后再分別一點接地。由于該電路板信號工作頻率低于1MHz采取單點接地的方式，將各個級別單元電路的地線連接在同一個點上，使得整個航空電子產(chǎn)品的運行過程不會出現(xiàn)環(huán)形地回響，有效避免了地環(huán)流的出現(xiàn)，使用萬用表靜態(tài)測量各個元器件接地電阻，接地情況良好。（2）該板輸出信號后級部分使用了低通濾波器對低頻信號進行濾波處理，低頻濾波主要濾除傳導(dǎo)干擾，抑制和衰減外界所產(chǎn)生的噪聲信號干擾和影響受到保護的設(shè)備，同時抑制和衰減設(shè)備對外界產(chǎn)生干擾，低通濾波器設(shè)計采用一階有源RC濾波器，主要由RC電路和放大器組成，電路原理圖及幅頻特性仿真圖如圖4所示。通過仿真圖可以看出本部分低通濾波器對于1kHz低頻信號進行放大，對于50kHz的干擾信號基本上不衰減的，該部分低通濾波器的設(shè)計中未考慮時鐘信號干擾，由于設(shè)計定型無法對該部分電路進行更改，所以靜態(tài)測量電容值C22、電阻R和R111的值與實際標稱值相同，排除此部分低通濾波器故障。（3）該板為數(shù)?；旌习?，相比模擬信號，數(shù)字信號具有較強的抗干擾性。為了防止數(shù)字部分信號干擾模擬部分，設(shè)計初期已根據(jù)電路原理將數(shù)字部分與模擬部分分開布局，避免數(shù)字部分與模擬部分器件交叉放置，考慮到干擾源產(chǎn)生的干擾信號要對數(shù)字模擬電路產(chǎn)生作用，就需要通過導(dǎo)線、公共線等通道進行耦合，對數(shù)字部分的429時鐘信號走線進行檢查發(fā)現(xiàn)，板件中429時鐘信號輸出D5/8腳通過外接導(dǎo)線連接至下一級芯片D12/1引腳上。如圖5所示，該導(dǎo)線正好經(jīng)過了模擬部分的放大器D41，小信號放大器是數(shù)字模擬電路中易受干擾源干擾的敏感器件，設(shè)計中應(yīng)盡量拉開干擾源與敏感元件的距離，以減少干擾源對元件的輻射影響。將此導(dǎo)線重新焊接，盡量遠離模擬部分，重新測試產(chǎn)品，未發(fā)現(xiàn)干擾信號。

圖4 低通濾波器部分電路及仿真圖

圖5 時鐘信號走線圖

3 結(jié)語

通過上述方法已對有干擾的電路板進行了更改，對產(chǎn)品反復(fù)進行測試后未發(fā)現(xiàn)干擾信號，所以確定干擾源為時鐘信號走線經(jīng)過了模擬部分，導(dǎo)致信號串擾進入模擬部分所致。數(shù)?；旌习逡褢?yīng)用在越來越多的航空電子產(chǎn)品中，數(shù)?；旌习宓脑O(shè)計本身就是一個很復(fù)雜的工程，隨著空中電磁環(huán)境變的越來越復(fù)雜，這就要求設(shè)計人員在設(shè)計中必須采取抗干擾措施的制定，提高產(chǎn)品的抗干擾能力，保證航空電子產(chǎn)品在實際工作中的可靠性。