機(jī)車綜合無線通信設(shè)備G網(wǎng)通信常見故障及判定方法

■ 李世凱 羅統(tǒng)耀

機(jī)車綜合無線通信設(shè)備（CIR）應(yīng)用于鐵路GSM-R無線列調(diào)通信系統(tǒng)，供列車司機(jī)使用。W TZJ-I型設(shè)備替代原有的無線列調(diào)通信機(jī)車臺(tái)，為機(jī)車和地面之間提供語音和數(shù)據(jù)傳輸通道。該設(shè)備作為GSM-R系統(tǒng)終端，同時(shí)兼容支持原450 M Hz無線列調(diào)的話音和數(shù)據(jù)傳輸功能。設(shè)備內(nèi)部采用模塊化單元，集成度高，便于替換維修。

1 設(shè)備組成

W TZJ-I型設(shè)備由主機(jī)、操作顯示終端（MM I）、送受話器、揚(yáng)聲器、打印終端、連接電纜、天線、饋線等構(gòu)成。WTZJ-I型主機(jī)系統(tǒng)連接見圖1。

2 主要功能

（1）具有GSM-R調(diào)度通信功能。

（2）具有GSM-R通用數(shù)據(jù)傳輸功能，根據(jù)承載業(yè)務(wù)的需要提供通用分組無線服務(wù)業(yè)務(wù)（GPRS）或電路方式數(shù)據(jù)傳輸鏈路。

（3）具有GSM-R工作模式與450 M Hz工作模式自動(dòng)切換和手動(dòng)切換功能。

（4）具有向用戶提供GPS原始信息、公用位置信息的功能。

圖1 WTZJ-I型主機(jī)系統(tǒng)連接

（5）操作顯示終端具有調(diào)度通信、通用數(shù)據(jù)傳輸所需的操作、狀態(tài)顯示以及語音提示功能。

（6）具有主、副MM I之間通話功能。

（7）主機(jī)具備信息存儲(chǔ)和導(dǎo)出功能。

（8）具有人工系統(tǒng)復(fù)位功能。

3 MMI單元

3.1 原理概要

MM I是CIR的人機(jī)交互接口，所有通話及對(duì)CIR的操作通過M M I完成。每套CIR設(shè)備可根據(jù)使用需求配置1個(gè)或2個(gè)MM I。MM I主要由工控機(jī)系統(tǒng)、控制單元、鍵盤和對(duì)外接口等部分組成。

3.2 故障處理

3.2.1 上電后LCD屏幕無顯示

首先檢查L(zhǎng)CD背光有沒有點(diǎn)亮，若背光沒有點(diǎn)亮，則按以下次序進(jìn)行檢查：檢查供電情況，用萬用表測(cè)量控制單元電路板上的電源部分是否正常，若不符合正常指標(biāo)，表明對(duì)應(yīng)的供電沒有輸出，應(yīng)檢查電源轉(zhuǎn)換芯片及其周邊元件是否存在故障；如果控制單元的電源部分正常，則用萬用表測(cè)量逆變器的輸入輸出電壓是否正常。如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)嘗試更換逆變器。

如果LCD背光已經(jīng)點(diǎn)亮，但屏幕無顯示，按以下步驟檢查：檢查L(zhǎng)CD到工控機(jī)之間的排線有無脫落或接觸不良情況。檢查控制單元電路板上的指示燈（工控機(jī)電源指示）是否點(diǎn)亮，若指示燈沒有點(diǎn)亮，表明工控機(jī)沒有上電，應(yīng)檢查給工控機(jī)供電的集成電路及其周邊元件是否存在故障。嘗試更換工控機(jī)，確認(rèn)工控機(jī)是否存在故障。

若進(jìn)行以上工作后故障仍然存在，最終嘗試更換LCD顯示屏。

3.2.2 MMI無法與主機(jī)握手成功

首先應(yīng)確定主機(jī)工作正常及檢查M M I與主機(jī)連接電纜，確定電纜是否有斷線或松動(dòng)。檢查控制單元與控制電纜之間插座的插頭是否插緊。檢查插座附近的元器件有無異常或其他異物附著。如以上檢查均無問題，則判定為工控機(jī)故障，更換工控機(jī)。

3.2.3 無法摘機(jī)或無法掛機(jī)

首先應(yīng)確定送受話器及連接電纜正常。通過按鍵操作，確認(rèn)工控機(jī)及控制單元（M CU）正常工作。檢查摘掛機(jī)插座的插頭是否插緊，及其附近的三端電容有無連焊。用萬用表測(cè)量M CU摘掛機(jī)管腳電壓，正常情況下摘機(jī)時(shí)應(yīng)為高電平，掛機(jī)時(shí)應(yīng)為低電平。若以上檢查均無問題，則判定為MCU故障，嘗試更換MCU。

3.2.4 對(duì)講按鍵（PTT）失效

首先應(yīng)確定送受話器及連接電纜正常。通過按鍵操作，確認(rèn)工控機(jī)及控制單元M CU正常工作。檢查摘掛機(jī)插座附近的三端電容有無連焊。用萬用表測(cè)量MCU的PTT管腳電壓，正常情況下未按下PTT時(shí)應(yīng)為高電平，按下PTT時(shí)應(yīng)為低電平。若以上檢查均無問題，則判定為MCU故障，嘗試更換MCU。

3.2.5 按鍵失效

首先確認(rèn)是所有按鍵失效還是個(gè)別按鍵失效。如果是個(gè)別按鍵，則檢查按鍵板上對(duì)應(yīng)微動(dòng)開關(guān)的焊點(diǎn)有無連焊。如果是所有按鍵均失效，檢查按鍵板到控制板的FPC排線有無連接不良。通過摘機(jī)或掛機(jī)，觀察顯示屏狀態(tài)，如狀態(tài)無變化，表明M CU與工控機(jī)間的數(shù)據(jù)通道有問題或M CU故障。進(jìn)一步觀察控制單元電路板上的指示燈VD13，檢查M CU是否正常工作，VD13正常情況下應(yīng)閃亮，不亮或常亮表明MCU有故障，更換MCU。若MCU工作正常，嘗試更換工控機(jī)。

3.2.6 按鍵背光不亮

首先應(yīng)檢查按鍵板與控制單元之間連接排線的接觸情況，確認(rèn)無接觸不良。用萬用表測(cè)量按鍵板插座各個(gè)管腳的電壓，按鍵背光燈點(diǎn)亮?xí)r此引腳應(yīng)為低電平，平時(shí)應(yīng)為高電平，否則說明MOS管已損壞。

3.2.7 送話無聲音或聲音小

首先確認(rèn)所使用的主機(jī)、送受話器及相關(guān)電纜正常。檢查送受話器插座附近的三端電容及其附近的阻容器件有無損毀現(xiàn)象。

向控制板寫入測(cè)試程序，通過M M I測(cè)試夾具向送受話器端口的2腳輸入幅度為設(shè)備調(diào)制靈敏度的1 kHz標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，順序測(cè)量此信號(hào)途徑的所有器件，可能幅度會(huì)有所增減，但要特別關(guān)注信號(hào)是否發(fā)生了嚴(yán)重失真和噪聲引入，確認(rèn)可疑情況后，嘗試更換相關(guān)器件。

3.2.8 揚(yáng)聲器無聲音或聲音小

首先確認(rèn)所使用的主機(jī)及相關(guān)電纜正常。檢查揚(yáng)聲器插座附近的三端電容金屬異物或短路情況。

令控制單元進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)，通過測(cè)試夾具向揚(yáng)聲器插座的5腳及6腳輸入幅度為-4 dBm的1 kHz信號(hào)。檢查變壓器有無-10 d Bm信號(hào)輸出，若無輸出更換T1。測(cè)量運(yùn)算放大器的輸出腳，如沒有信號(hào)或信號(hào)小于500 m V應(yīng)檢查運(yùn)放及其周邊器件；測(cè)量外置揚(yáng)聲器插座或內(nèi)置揚(yáng)聲器插座的1腳和2腳，如沒有信號(hào)或信號(hào)小于6 V應(yīng)檢查音頻功率放大器及其周邊器件。

3.2.9 耳機(jī)無聲音或聲音小

首先確認(rèn)所使用的主機(jī)、送受話器及相關(guān)電纜正常。檢查送受話器插座附近的三端電容是否損壞。

在測(cè)試狀態(tài)下，通過測(cè)試夾具向揚(yáng)聲器插座的5腳及6腳輸入幅度為-4 dBm的1 kHz信號(hào)。檢查變壓器有無-10 d Bm信號(hào)輸出，若無輸出更換T1。測(cè)量運(yùn)算放大器的輸出腳，如沒有信號(hào)或信號(hào)小于500 m V，應(yīng)檢查運(yùn)算放大器及其周邊器件；將耳機(jī)音量調(diào)到最大，測(cè)量送受話器的6腳，如沒有信號(hào)或信號(hào)小于1 V，應(yīng)檢查耳機(jī)音頻放大器及其周邊器件。

4 GSM-R語音單元

該單元采用法國(guó)生產(chǎn)的M RM模塊（見圖2）。最大功率支持8 W，支持GSM PHASE2+標(biāo)準(zhǔn)。模塊的上行頻率為876～915 M Hz，下行頻率為921～960 M Hz。支持公用（P-GSM），擴(kuò)展（E-GSM）及鐵路（R-GSM）的各個(gè)頻段。正常使用情況下，接收和發(fā)射時(shí)天線都使用插座TNC1。指示燈狀態(tài)見表1。

主控單元通過AT命令對(duì)模塊進(jìn)行注冊(cè)/注銷、語音呼叫和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂啤T命令接口的速率是9 600 b/s。該模塊只支持3 V的SIM卡，拆裝卡時(shí)，一定要先給模塊斷電，以保護(hù)SIM卡不被損壞。M RM模塊的供電為12 V和5 V，當(dāng)供電電壓低于11.7 V和4.75 V時(shí)，模塊將啟動(dòng)自保護(hù)電路，不能正常工作。

圖2 GSM-R語音單元的MRM模塊

表1 指示燈狀態(tài)

5 GSM-R數(shù)據(jù)單元

5.1 工作原理

數(shù)據(jù)單元采用支持E-GSM頻段的無線通信模塊，可實(shí)現(xiàn)電路數(shù)據(jù)和GPRS的數(shù)據(jù)傳輸；該模塊支持3 V的SIM卡，插拔卡時(shí)應(yīng)先將本單元斷電。

本單元通過AT命令串口與主控單元進(jìn)行通信，通信速率為115 200 b/s。上電后，紅色指示燈常亮，表示本單元電源供電正常，綠燈常亮表示無線通信模塊內(nèi)部CPU已經(jīng)正常啟動(dòng)，并開始搜索網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，綠燈慢閃（約3 s一次）表示模塊網(wǎng)絡(luò)登陸正常并處于空閑狀態(tài)，綠燈快閃（約1 s一次）表示模塊此時(shí)正在傳輸數(shù)據(jù)。

5.2 故障處理

整機(jī)上電后，觀察GSM-R數(shù)據(jù)單元前面板指示燈：若紅色指示燈滅，表示電源供電異常，需檢測(cè)電源相關(guān)電路。檢測(cè)電源轉(zhuǎn)換集成電路及周邊器件有無燒毀或短路；若紅色指示燈亮而綠色指示燈滅，表示無線通信模塊內(nèi)部CPU未正常啟動(dòng)，需檢測(cè)96針插座的A10和C12是否為3.6 V；若紅綠指示燈均正常閃亮，但主機(jī)自檢時(shí)顯示本單元故障，需檢測(cè)串口收發(fā)電路，檢查串口電平轉(zhuǎn)換芯片是否損毀。