THALES DME435設(shè)備DPR模塊故障的案例分析

孫東明 張徐鈞

摘 要：在使用湯姆遜導(dǎo)航設(shè)備時(shí)期，設(shè)備的結(jié)構(gòu)是分立元件制造的，現(xiàn)在的THALES設(shè)備板塊功能越來(lái)越集成化，從DME415到DME435再到DME435升級(jí)版，板件功能組合越來(lái)越強(qiáng)大，對(duì)維修設(shè)備提出了更高要求。本文基于THALES DME435設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵工作參數(shù)“系統(tǒng)延時(shí)”的漂移展開(kāi)討論，充分熟悉掌握當(dāng)前設(shè)備的元器件的結(jié)構(gòu)和性能，對(duì)排查故障和維修設(shè)備的精準(zhǔn)迅速的提供實(shí)現(xiàn)可能。

關(guān)鍵詞：測(cè)距;系統(tǒng)延時(shí);漂移;自校準(zhǔn)程序

引言：

本文介紹的是一個(gè)THALES DME435設(shè)備的DPR（信號(hào)處理器組件）的一個(gè)故障分析。DPR是接收機(jī)RX組件和調(diào)制器DMD組件之間的數(shù)字電路板件。輸入信號(hào)為模擬對(duì)數(shù)脈沖，與操作信道上檢測(cè)到的詢問(wèn)射頻脈沖同步。信號(hào)處理器DPR模塊在THALLES DME435設(shè)備里是非常重要的，地位相當(dāng)于人體的心臟。因?yàn)樵贒ME設(shè)備關(guān)機(jī)告警當(dāng)中，“系統(tǒng)延時(shí)”這個(gè)飛機(jī)測(cè)距指標(biāo)是唯一的監(jiān)控器單告警的指標(biāo)，“系統(tǒng)延時(shí)”的不正確，會(huì)導(dǎo)致測(cè)距產(chǎn)生嚴(yán)重誤差。它就是產(chǎn)生在DPR模塊中，由此可見(jiàn)DPR模塊的重要性。

接下來(lái)看一下我單位 DME435設(shè)備一個(gè)系統(tǒng)延時(shí)發(fā)生告警的真實(shí)案例。2018年1月份連續(xù)幾次出了一個(gè)DME1號(hào)機(jī)的系統(tǒng)延時(shí)下降到49.62微秒（門限正常值為50±0.25微秒）的故障，設(shè)備轉(zhuǎn)換到DME2號(hào)機(jī)工作。

下面先了解DPR模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它可以分為以下這些主要功能模塊：

1、模擬輸入、TOA延時(shí)比較口

2、解碼器和寂靜時(shí)間

3、回波抑制

4、主延時(shí)優(yōu)先電路

5、鍵控1350HZ發(fā)生器

6、振蕩發(fā)生器

7、DPR電源

8、數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)總線。

信號(hào)處理器DPR關(guān)于系統(tǒng)延時(shí)的產(chǎn)生TOA組件的大概原理內(nèi)容：

1視頻處理：輸入脈沖首先和采樣10位ADC轉(zhuǎn)換器在20MHZ時(shí)鐘上同步。從這一點(diǎn)開(kāi)始，脈沖處理受到20MHZ時(shí)鐘的嚴(yán)格控制，這樣將引入小于±25ms，但是同時(shí)確保在產(chǎn)生回復(fù)時(shí)不會(huì)引入其他計(jì)時(shí)錯(cuò)誤。

2數(shù)字處理：采樣詢問(wèn)信號(hào)的處理功能被封裝在門陣列中。每個(gè)詢問(wèn)脈沖的到達(dá)時(shí)間，比較器電路（TOA）提供一個(gè)數(shù)字脈沖，該數(shù)字脈沖對(duì)應(yīng)于模擬詢問(wèn)脈沖在峰值水平的50%上升時(shí)間的到達(dá)時(shí)間。解碼器檢測(cè)到間隔在預(yù)設(shè)接受窗口內(nèi)的任何一對(duì)輸入脈沖，解碼生成一個(gè)脈沖，該脈沖被計(jì)數(shù)器（主延遲）延遲，然后應(yīng)用于調(diào)制器并開(kāi)始傳輸。主延時(shí)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)加上所有其他轉(zhuǎn)發(fā)器延遲時(shí)間。產(chǎn)生所需的應(yīng)答延時(shí)（X信道為50微秒，Y信道為56微秒），持續(xù)檢查收發(fā)器總延時(shí)的持續(xù)時(shí)間。自校準(zhǔn)程序可以通過(guò)改變計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的主延時(shí)來(lái)糾正任何可能的漂移。從而使總延時(shí)持續(xù)等于標(biāo)準(zhǔn)值。測(cè)量的技術(shù)依賴于電頻脈沖技術(shù)，精度優(yōu)于12.5微秒。主延時(shí)電路，該模塊產(chǎn)生延時(shí)應(yīng)答脈沖，預(yù)先設(shè)置的延時(shí)被校準(zhǔn)，這樣解碼器輸出的第一個(gè)詢問(wèn)觸發(fā)器到第一個(gè)脈沖的總延時(shí)可以由操作員調(diào)整，從（D-30）到（D-5）;其中D是us中的應(yīng)答延時(shí)值。調(diào)整步長(zhǎng)為0.050微秒。延時(shí)穩(wěn)定性優(yōu)于±0.01微秒。

再回頭看主延時(shí)自校準(zhǔn)程序，它是自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)延時(shí)的程序，可以通過(guò)它改變計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的主延時(shí)來(lái)糾正任何可能的漂移，如果它產(chǎn)生了故障，系統(tǒng)延時(shí)就不穩(wěn)定了，設(shè)備應(yīng)答脈沖系統(tǒng)性延時(shí)時(shí)間的會(huì)產(chǎn)生上下波動(dòng)，導(dǎo)致設(shè)備告警關(guān)機(jī)。

再來(lái)看我們前面講的2018年1月份DME1號(hào)機(jī)的系統(tǒng)延時(shí)下降到49.62微秒的故障，會(huì)不會(huì)就是這個(gè)程序出現(xiàn)故障引起的，如果能把它換下，是不是故障點(diǎn)就排除了。2018年12月診斷DME1號(hào)機(jī)，當(dāng)時(shí)首先換的是RX組件和DMD組件，故障依舊。但把DPR組件換到2號(hào)機(jī)一個(gè)小時(shí)后，2號(hào)機(jī)的系統(tǒng)延時(shí)降下來(lái)到了49.90微秒，由此可以確定故障原因在DME1號(hào)機(jī)故障板塊是DPR內(nèi)部，也可以推論，應(yīng)該是DPR組件的自校準(zhǔn)程序出現(xiàn)了問(wèn)題。更換DPR組件，故障就修復(fù)了，設(shè)備恢復(fù)正常。

結(jié)語(yǔ)：

最后作一下總結(jié)，設(shè)備原廠家的圖紙和說(shuō)明書是我們維護(hù)維修的"指南”，“法寶"，有時(shí)候一個(gè)敏感元器件在板塊內(nèi)部所起的作用相當(dāng)?shù)闹匾阏莆樟怂淖饔煤吞匦裕ㄟ^(guò)設(shè)備工作狀態(tài)觀察，數(shù)據(jù)采集比較，就會(huì)得出動(dòng)態(tài)結(jié)論。我們的設(shè)備工作逐年老化和外部包括氣候影響下，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的故障，由于目前我們維修平臺(tái)的局限性，對(duì)設(shè)備故障的維修只能停留在更換新的板件，來(lái)保證設(shè)備的正常運(yùn)行。通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)，設(shè)備的元器件和工作原理的結(jié)合，至少可以對(duì)故障板件內(nèi)部的損壞或老化的元器件有所了解，在這個(gè)基礎(chǔ)上可以對(duì)故障板件做出元器件級(jí)的自主維修。

參考文獻(xiàn)

[1] 意大利產(chǎn)《THALES DME435設(shè)備說(shuō)明書》

[2] 蔣棟《電力電子的先進(jìn)脈寬調(diào)制技術(shù)》