淺談航空設備端口信號測試技術研究

侯韜

摘 要：本文主要分析了航空設備端口信號的測試技術，通過對航空設備端口信號測試的實際工作進行分析，結合相關資料，對航空設備端口信號測試技術的步驟、方法以及要點進行了論述。其中分別從大電流、高電壓、模擬信號和數字信號等測試方法入手，對其進行研究。希望通過本文的研究能夠促進我國航空設備端口信號測試技術的進一步發展，從而更好地服務于我國的航空事業。

關鍵詞：航空設備；端口信號；測試技術

隨著我國航空事業的不斷發展，對航空設備的要求也越來越高。目前，我國很多的航空設備都是從國外進口的，隨著航空設備使用時間的增加，一些航空設備出現了一些故障。對于航空設備的維修來說，光依靠國外的技術是不夠的，需要加強我國的自主創新。航空設備端口信號測試技術作為航空設備應用維修技術中很重要的一個環節，其自主創新的主要性毋庸贅言。

一、航空設備端口信號測試原理

航空設備端口信號測試技術較為復雜，通過對相關資料的分析與研究，筆者認為，可以從航空設備的連接結構圖入手，來對航空設備的端口信號測試技術進行分析研究。（參見圖1）

圖1 設備的正常連接結構圖

從圖1能夠看出，航空設備1和航空設備2由于工作參數未知，所以將其簡單的等同于兩個黑箱，設備1和設備2之間通過電纜進行信號傳輸。在整個航空設備結構圖中，航空設備的端口信號傳輸是通過電纜進行傳輸的，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。

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

圖2 航空設備接入三通時的連接結構圖

如圖2所示，該航空設備端口結構圖通過在端口設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*是一套與正常結構的端口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：端口設備1與端口設備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上增加了多路信號測試板。因此，整個航空設備端口待測信號的傳輸方式就變為：信號既可以通過電纜進行多路雙向傳輸，又可以經過多路信號測試板進行傳輸。而且多路信號測試板還可以對待測信號的類型和流向進行判斷及測試。

二、航空設備端口信號測試步驟及類型

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

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

在測試完航空設備電纜通斷以及系統接地電阻之后，在整個端口連接系統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備信號類型，對其進行信號流向的測試。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光二極管的狀態進行判斷，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

在進行航空設備端口信號大電流、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所示的航空設備端口結構圖接口1以及接口2，插針、插孔的大小進行判斷，通常來說，航空設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、高電壓信號進行測試時，首先要斷開跳線T，然后在a、b點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）。當整個航空設備端口運行時，可以對小電阻R兩端的壓強V進行測量。（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，由于整個系統中，小電阻R與小電阻R*為串連狀態，因此通過公式計算，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點或b點進行測量，能夠得出航空設備端口信號的電壓值。

（二）數字信號測試

通過上文的分析，我們得知：端口設備1和設備2之間信號傳輸的方式為多路信號傳輸。因此，利用萬用表對其進行逐路測試，則整個過程較為繁瑣。通常，當航空設備較為復雜、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。

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

圖4 外接電平轉換電路及邏輯分析儀結構圖

（三）模擬信號及其他常見信號測試

在航空設備工作過程中，其端口還會產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，主要通過示波器進行，示波器的選擇要與待測信號相符。通過示波器對航空設備端口信號進行跟蹤測量，從而確定一些常見信號的幅度、頻率以及占空比等參數。（參見圖5）

圖5 接入示波器時框圖

（四）航空設備端口信號流向測試

對于航空設備端口信號的流向測試，主要是通過多路信號測試板進行的。（參見圖6）航空設備系統在工作時，其信號的流向為雙向的導通流向。對端口設備信號流向的測試首先是要選取合適的測試點，然后進行流向方式的測試。

圖6 端口設備信號流向測試

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觸發器、A1、A2為運算放大器、L1、L2、L*1、L*2為發光二極管、R1、R2、R*1、

R*2為限流電阻。

當航空設備處于正常工作狀態時，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。如果航空設備端口信號的傳輸流向為自左向右傳輸，那么二極管D1處必然出現0.3 V的壓降。與此同時，運算放大器A1處的同向及反向輸入端必然會出現0.3 V的電壓差。

由于運算放大器A1在非線性區運行，因此當端口信號通過限流電阻R*1時，發光二極管L*1會變亮。與此同時，當端口信號是持續的27 V信號時，發光二極管L*1和L1會持續變亮，對于運算放大器A2來說，其同向及反向輸入端必然會出現0.3 V的電壓差。

除此之外，當端口信號27 V的數字量信號從右向左傳輸時，與上文分析相同，發光二極管L2與L*2都會持續變亮，相反，發光二極管L*1和L1都不會變亮。

結束語：

本文主要對航空設備端口信號的測試技術進行了研究。近年來，國內一些新型的進口飛機，其一類航空設備的信號測試，使用的就是本文所述的測試方法，經實踐證明，以上所說的測試方法，能夠快速準確地完成端口信號的測試任務。目前，我國航空設備國產化研制中所依據的測試信號，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備端口信號測試技術的正確性。

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