某型測試設備改裝技術研究

潘水 郭成統

摘要：為滿足某型新裝導彈地面檢測和維護保障要求，對某型測試設備進行改裝，增加對新裝型導彈的檢測功能，滿足維護保障需要。本文研究的重點在于如何實現對該型測試設備的改裝，以滿足導彈檢測需求。

關鍵詞：改裝技術；功能擴展；串口通信

Keywords：retrofit technology；function expansion；serial communication

0 引言

某型測試設備是部隊內場使用的二級維護檢測設備，可用于C型導彈的維護保障。隨著新裝D型導彈陸續列裝部隊，迫切需要對該型測試設備進行改裝，以增加對D型導彈的檢測功能。

本項目是在保持該型測試設備原有功能不變的基礎上進行的功能擴展設計，增加D型導彈測試功能，按照設備原有平臺的電氣、軟件、機械接口規范進行專用測試組件的設計。

測試設備改裝應最大限度地利用原有測試資源，還應充分結合D型導彈測試需求來開展設計。通過對D型導彈測試項目、參數指標、電纜接口信號、測試原理等資料的分析、消化和吸收，同時借鑒C型導彈的測試方法，對該型測試設備進行了功能擴展設計，可以滿足D型導彈的測試需要。

1 系統簡介

某型測試設備主要由控制柜、測試臺、連接電纜等組成。為滿足D型導彈測試需求，增加專用測試組件A，系統組成框圖如圖1所示。

其中，控制柜和測試臺為該型測試設備的組成部分。對控制柜中的設備電源組合、信號轉換組合等單元進行設計改裝，滿足D型導彈測試供電、通信需要。新研制的專用測試組件A主要包括測試組合、電源組合、W11供電電纜、W12通信電纜、7DN14測試電纜和7DN15測試電纜，可完成D型導彈新增項目的檢測。利用計算機組合、目標模擬組合、氣源組合、制導艙測試組合、7DN7測試電纜等原有資源，共同完成對D型導彈的性能檢測。

2 檢測項目

D型導彈檢測項目共計33項，其中19項與C型導彈檢測項目相同，檢測時將導彈輸出信號通過7DN14和7DN15測試電纜，經專用測試組件A重新分配后，再經7DN7測試電纜送往測試臺進行測試；剩余14項檢測項目由專用測試組件A內的測試組合來完成。本文重點研究新增14項檢測項目的測試原理及方法，被測信號按照類型可以劃分為通信信號、模擬信號、數字信號、頻率信號，加上系統輸出控制信號、自檢模擬信號，共6類信號，下面逐一進行設計分析研究。

3 硬件設計

3.1 通信信號電路設計

通信信號電路主要由雙串行通信接口芯片MAX203、光耦6N137、三極管2N2222、二極管1N4148和電阻等組成，如圖2所示，主要滿足上位機與下位機之間的通信，以及上位機與導彈之間的通信，同時兼顧通信數據反相、隔離、電平轉換需要。雙串行通信接口芯片MAX203完成單片機TTL電平和工控機RS232電平之間的通信轉換。由于D型導彈通信信號為12V，所以發送信號（TXD）通過三極管進行驅動，再經過光耦隔離轉換成5V信號，最終通過通信接口芯片轉換后送給工控機串口進行接收；接收信號（RXD）由工控機串口發送，經通信接口芯片轉換成5V信號，再經光耦隔離、三極管驅動轉換成12V信號，最終送給D型導彈進行接收。

3.2 模擬信號采樣電路設計

模擬信號采樣電路主要有交流信號采樣電路、直流信號采樣電路和基準電壓電路組成。

交流電壓采樣電路主要由電阻、電容、運算放大器LM124、八選一模擬開關CD4051、有效值轉換電路AD536、六路電壓電平轉換器CD4504等組成，如圖3所示，完成交流信號的處理、選通、變換和采樣。被測交流信號根據其頻率特性，分別經低通、高通、帶通電路處理，然后通過八選一開關選通后輸出，再經過運算放大器隔離，有效值轉換電路將交流信號轉成成直流信號，最終送給單片機采樣口進行采樣。

直流信號采樣電路主要由分壓電阻、采樣電阻、運算放大器LM124、雙四選一模擬開關CD4052、六路電壓電平轉換器CD4504等組成，如圖4所示，完成直流信號的處理、選通和采樣。被測直流信號先經采樣電阻，然后通過運算放大器進行放大，再經雙四選一模擬開關選通后輸出，最終送給單片機采樣口進行采集。

為保證模擬信號采樣的準確性，設計基準電壓電路，在模擬信號采樣前先行采樣基準電壓，作為其他采樣電壓的基準。定期對基準電壓電路進行校準，以保證模擬信號采樣的準確性。基準電壓電路主要由穩壓管TL431B、電位器、電阻及電容組成，如圖5所示，通過調整電位器W1可以校準基準電壓，完成采樣基準電壓的標定。

3.3 數字信號轉換電路設計

數字信號電平轉換電路主要由六緩沖轉換器CD4050、六電平轉換器CD4504等組成，如圖6所示，完成CMOS電壓與TTL電壓之間的轉換。六緩沖轉換器CD4050主要實現單片機輸出TTL電壓（5V）到CMOS電壓（11.5V）電壓的轉換，六電平轉換器CD4504實現CMOS電壓（11.5V）到單片機輸入TTL電壓（5V）之間的轉換。

3.4 頻率信號測量電路設計

頻率信號測量電路主要由四雙向模擬開關CD4066、比較器LM158及電阻組成，如圖7所示。控制信號分時控制模擬開關CD4066來選通被測頻率信號，再與比較器參考電壓進行比較，之后輸出標準的方波信號，供單片機采集。

3.5 控制信號電路設計

控制信號電路包括控制指令隔離驅動電路和控制驅動電路。

控制指令隔離驅動電路主要由光耦TLP521-4、同相驅動器54LS07、排阻等組成，如圖8所示，主要完成控制指令的隔離、驅動。同相驅動器可提高單片機輸出指令驅動能力，光耦完成控制指令的隔離，不會因為后級電路故障影響單片機正常工作。

控制驅動電路主要由繼電器、驅動電路MC1413等組成，如圖9所示，主要完成±29V、±27V等的供電控制。

3.6 自檢模擬信號電路設計

自檢模擬信號電路主要由函數發生器XR2206、運算放大器LM124、電位器、電阻、電容等器件組成，如圖10所示。其中，電容C1和電阻R3、電位器W1決定函數發生器信號的頻率，通過調節電位器W1可以改變輸出頻率，產生標準的交流信號，自檢時模擬交流信號和頻率信號；直流信號由電源和限流電阻組成，自檢時模擬直流信號。

4 軟件設計

基于該型測試設備軟件編程環境的要求，D型導彈上位機測試軟件繼續使用Microsoft Visual C++ 6.0進行編程，設計和編程按照該型測試設備軟件設計規范要求執行。

制導艙測試組合中，下位機程序在保持原程序不變基礎上，增加D型導彈測試子程序，完成對紅外目標模擬器、氣源組合、檢測電路的控制，以及對導彈輸出信號進行采樣等功能，完成D型導彈19項檢測項目的檢測。

專用測試組件A中下位機程序，根據測試需要，編制D型導彈測試子程序，完成對通信信號、直流信號、交流信號、頻率信號的采集，完成控制指令、自檢模擬信號的產生，完成D型導彈剩余14項檢測項目的檢測。

專用測試軟件的功能包括D型導彈檢測系統自檢、D型導彈測試、D型飛行訓練彈測試等。

5 調試與試驗

在調試過程中不斷摸索完善檢測方法，根據試驗結果修改優化測試方法，科學合理設置測試流程，對測量值進行合格判定，最終實現研制任務書要求的測試功能及打印報表輸出。通過17項鑒定試驗考核，該型測試設備的改裝設計合理、科學，工作穩定、可靠，測試及報表打印功能正常，達到了產品規范的要求。

6 結論

通過對D型導彈檢測項目梳理、合理配置測試資源、硬件電路設計、軟件編程設計、系統調試、試驗等工作，成功實現了D型導彈33項檢測項目的測試功能。通過對該型測試設備進行改裝，增加了D型導彈檢測功能，滿足了維護保障需要。該項研究工作使技術人員對測試設備改裝有了更深入的了解，可以為其他測試設備改裝或研制提供借鑒指導。

參考文獻

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