某飛參采集器故障燈常亮故障分析

姜露++馬晗

摘 要：針對某型飛參采集器機上故障燈常亮故障，對該飛參采集器機上故障燈常亮現象產生的原因進行了深入的研究分析，并提出了針對性的預防措施。

關鍵詞：飛參采集器；時鐘信號；頻率

引言：隨著飛參系統在飛機維護和作戰訓練中作用的日益凸顯，需要飛參采集器采集的參數數量也大幅增多，相應的為了提高采集器的采集效率，飛參采集器正逐步向數字式過度。

某飛參采集器是一種數字式機載飛行數據采集器，通過系統配置的一線、二線檢測設備及地面數據處理軟件，可以對其采集的數據進行地面實時監視。由于地面維護和作戰訓練考核的需要，外場需要頻繁的使用一線設備進行數據下載和判讀，使飛參采集器對外的門戶接口電路頻繁的被沖擊導致故障（該型飛參采集器具備自檢功能，并通過面板上的故障指示燈直觀的指示自檢結果），因此該型飛參采集器機上故障燈常亮問題時常發生。

一、故障現象

某型飛參采集器機上上電后故障燈常亮。

二、故障分析

（一）故障定位。經二線測試，飛參采集器上電自檢測正常，故障燈在上電后燃亮幾秒后正常熄滅（與機上反饋故障現象不一致，在機理分析中再針對此情況做進一步分析），但上電后，運行飛參外場檢測處理機測試軟件，軟件提示未檢測到總線上連接有設備，即檢測不到飛參采集器已接入總線，因對飛參采集器的測試需要通過此總線進行，故無法對其進行進一步測試。

飛參采集器與飛參外場檢測處理機通過飛參采集器中主控計算機模塊上的HDLC串行接口進行通訊，如果通訊無法建立連接，那么考慮HDLC線路存在故障。使用另一臺備份二線測試設備再次對飛參采集器進行測試，測試結果相同，那么排除測試設備相關線路故障可能，因此將故障定位在飛參采集器主控計算機模塊HDLC接口電路上。

HDLC接口電路由兩片MAX481組成，一片連接HDLC數據線，一片連接HDLC時鐘線，時鐘是HDLC總線正常工作的基礎，時鐘信號保證了數據在HDLC總線上按一定的時序傳輸，而只有系統內模塊具有統一的時鐘，數據傳輸才能正確有序的進行。已知時鐘頻率為1.583MHz±0.1MHz，經過與無故障產品的對比檢測，在系統內不連接地面檢測設備的情況下，該故障件HDLC時鐘信號頻率符合要求，但波形本身有失真（如圖1），考慮上電自檢正常而飛參外場檢測處理機識別不到飛參采集器的情況，將飛參外場檢測處理機接入系統，再次對該時鐘信號進行測試，信號失真情況加劇，且信號出現閃爍、不穩定情況（如圖2）。該時鐘信號經由D2（MAX481）芯片傳輸，經檢測D2外圍120Ω電阻阻值穩定正確，故考慮MAX481本身損壞。更換D2后，再次上電檢測，飛參采集器可以被飛參外場檢測處理機識別到，進一步通電檢查，飛參采集器各項性能符合技術要求，故障排除。

（二）機理分析。機上反饋飛參采集器故障燈常亮，該結果是飛參采集器和飛參記錄器上電自檢的自檢結果。飛參采集器故障燈常亮表明飛參采集器或者飛參記錄器上電自檢不正常，在這種情況下飛參系統無法進行數據的采集記錄。下面對飛參采集器和飛參記錄器上電自檢的過程進行分析。

在系統內不連接地面檢測設備的情況下，機上飛參采集器、飛參記錄器上電自檢和二線飛參采集器、飛參記錄器上電自檢是完全相同的過程：飛參采集器和飛參記錄器完成各自的自檢后，飛參記錄器通過HDLC總線將自檢結果上報給飛參采集器，當飛參采集器接收到飛參記錄器的自檢正常信息并正常完成本身的自檢后，其故障燈熄滅。在一個正常的上電自檢過程中，我們能夠看到上電后飛參記錄器的故障燈點亮后先熄滅，而飛參采集器故障燈在飛參記錄器故障燈熄滅后延時幾秒后熄滅。在上電自檢過程中，當飛參采集器接收不到飛參記錄器的自檢結果、飛參記錄器或飛參采集器本身自檢故障時，飛參采集器的故障燈將常亮。

那么我們自然會想到既然機上和地面的上電自檢過程完全相同，那么為什么自檢結果卻不盡相同。通過前面二線對

HDLC時鐘信號的測試我們發現，時鐘線上的時鐘信號頻率是符合要求的，只是信號有些失真，那么二線上電自檢正常是有可能的。在連接了飛參外場檢測處理機后，時鐘信號質量變差，故飛參外場檢測處理機無法識別到飛參采集器。同理，機上飛參采集器安裝在右后下設備艙，而飛參記錄器安裝在垂尾根部前設備艙，之間通過機上電纜連接，兩產品之間僅直線距離就有5米～6米，而二線測試時，飛參采集器和飛參記錄器僅通過不到1.5米的測試電纜連接，由此我們判斷是由于機上電纜過長，使本來就略有失真的時鐘信號失真情況加劇，導致串口數字通訊異常，飛參記錄器的上電自檢結果無法正常上報飛參采集器，故機上飛參采集器故障燈常亮。

三、原因分析

HDLC總線本身有接地保護措施，除非有大的干擾沖擊信號或者長時間接地不良，否則不會導致接口芯片損壞。但如圖3所示，HDLC總線是用戶下載飛參數據的唯一接口，而MAX481接口芯片處于主控計算機電路的外圍，這兩個條件決定了MAX481是最易受到外部沖擊信號損壞的元件，分析可能令其損壞的原因如下：

（1）飛參在外場的數據下載需要外接卸載設備，帶電連接卸載設備將給接口芯片帶來較大沖擊，嚴重時將損壞接口芯片。（2）飛參采集器與安裝托架通過托架上的兩個凸起插入飛參采集器后部的嵌入鋁制殼體的兩個鋼制零件的凹坑，來保證接觸電阻，接觸面氧化會導致接觸電阻變大，當接觸電阻過大時會減小接地對電路的保護作用，影響通訊的穩定可靠，甚至損壞接口元件。

四、采取措施

為避免人為因素導致的此類問題，結合實際工作，進行了以下改進工作：（1）外場使用一線設備進行飛行參數處理時，應嚴厲禁止帶電拔插操作。（2）外場應定期對飛參采集器與其安裝托架的接觸電阻進行檢查，應不大于2.5mΩ，不滿足要求時，通過打磨飛參采集器與安裝托架結合部位的鋼制零件來減小安裝接觸電阻。

參考文獻：

[1] 胡漢才.單片機原理及其接口技術.北京：清華大學出版社.2004.

[2] 閻石.數字電子技術基礎.北京：高等教育出版社.1998.