某飞参采集器故障灯常亮故障分析

姜露++马晗

摘 要：针对某型飞参采集器机上故障灯常亮故障，对该飞参采集器机上故障灯常亮现象产生的原因进行了深入的研究分析，并提出了针对性的预防措施。

关键词：飞参采集器；时钟信号；频率

引言：随着飞参系统在飞机维护和作战训练中作用的日益凸显，需要飞参采集器采集的参数数量也大幅增多，相应的为了提高采集器的采集效率，飞参采集器正逐步向数字式过度。

某飞参采集器是一种数字式机载飞行数据采集器，通过系统配置的一线、二线检测设备及地面数据处理软件，可以对其采集的数据进行地面实时监视。由于地面维护和作战训练考核的需要，外场需要频繁的使用一线设备进行数据下载和判读，使飞参采集器对外的门户接口电路频繁的被冲击导致故障（该型飞参采集器具备自检功能，并通过面板上的故障指示灯直观的指示自检结果），因此该型飞参采集器机上故障灯常亮问题时常发生。

一、故障现象

某型飞参采集器机上上电后故障灯常亮。

二、故障分析

（一）故障定位。经二线测试，飞参采集器上电自检测正常，故障灯在上电后燃亮几秒后正常熄灭（与机上反馈故障现象不一致，在机理分析中再针对此情况做进一步分析），但上电后，运行飞参外场检测处理机测试软件，软件提示未检测到总线上连接有设备，即检测不到飞参采集器已接入总线，因对飞参采集器的测试需要通过此总线进行，故无法对其进行进一步测试。

飞参采集器与飞参外场检测处理机通过飞参采集器中主控计算机模块上的HDLC串行接口进行通讯，如果通讯无法建立连接，那么考虑HDLC线路存在故障。使用另一台备份二线测试设备再次对飞参采集器进行测试，测试结果相同，那么排除测试设备相关线路故障可能，因此将故障定位在飞参采集器主控计算机模块HDLC接口电路上。

HDLC接口电路由两片MAX481组成，一片连接HDLC数据线，一片连接HDLC时钟线，时钟是HDLC总线正常工作的基础，时钟信号保证了数据在HDLC总线上按一定的时序传输，而只有系统内模块具有统一的时钟，数据传输才能正确有序的进行。已知时钟频率为1.583MHz±0.1MHz，经过与无故障产品的对比检测，在系统内不连接地面检测设备的情况下，该故障件HDLC时钟信号频率符合要求，但波形本身有失真（如图1），考虑上电自检正常而飞参外场检测处理机识别不到飞参采集器的情况，将飞参外场检测处理机接入系统，再次对该时钟信号进行测试，信号失真情况加剧，且信号出现闪烁、不稳定情况（如图2）。该时钟信号经由D2（MAX481）芯片传输，经检测D2外围120Ω电阻阻值稳定正确，故考虑MAX481本身损坏。更换D2后，再次上电检测，飞参采集器可以被飞参外场检测处理机识别到，进一步通电检查，飞参采集器各项性能符合技术要求，故障排除。

（二）机理分析。机上反馈飞参采集器故障灯常亮，该结果是飞参采集器和飞参记录器上电自检的自检结果。飞参采集器故障灯常亮表明飞参采集器或者飞参记录器上电自检不正常，在这种情况下飞参系统无法进行数据的采集记录。下面对飞参采集器和飞参记录器上电自检的过程进行分析。

在系统内不连接地面检测设备的情况下，机上飞参采集器、飞参记录器上电自检和二线飞参采集器、飞参记录器上电自检是完全相同的过程：飞参采集器和飞参记录器完成各自的自检后，飞参记录器通过HDLC总线将自检结果上报给飞参采集器，当飞参采集器接收到飞参记录器的自检正常信息并正常完成本身的自检后，其故障灯熄灭。在一个正常的上电自检过程中，我们能够看到上电后飞参记录器的故障灯点亮后先熄灭，而飞参采集器故障灯在飞参记录器故障灯熄灭后延时几秒后熄灭。在上电自检过程中，当飞参采集器接收不到飞参记录器的自检结果、飞参记录器或飞参采集器本身自检故障时，飞参采集器的故障灯将常亮。

那么我们自然会想到既然机上和地面的上电自检过程完全相同，那么为什么自检结果却不尽相同。通过前面二线对

HDLC时钟信号的测试我们发现，时钟线上的时钟信号频率是符合要求的，只是信号有些失真，那么二线上电自检正常是有可能的。在连接了飞参外场检测处理机后，时钟信号质量变差，故飞参外场检测处理机无法识别到飞参采集器。同理，机上飞参采集器安装在右后下设备舱，而飞参记录器安装在垂尾根部前设备舱，之间通过机上电缆连接，两产品之间仅直线距离就有5米～6米，而二线测试时，飞参采集器和飞参记录器仅通过不到1.5米的测试电缆连接，由此我们判断是由于机上电缆过长，使本来就略有失真的时钟信号失真情况加剧，导致串口数字通讯异常，飞参记录器的上电自检结果无法正常上报飞参采集器，故机上飞参采集器故障灯常亮。

三、原因分析

HDLC总线本身有接地保护措施，除非有大的干扰冲击信号或者长时间接地不良，否则不会导致接口芯片损坏。但如图3所示，HDLC总线是用户下载飞参数据的唯一接口，而MAX481接口芯片处于主控计算机电路的外围，这两个条件决定了MAX481是最易受到外部冲击信号损坏的元件，分析可能令其损坏的原因如下：

（1）飞参在外场的数据下载需要外接卸载设备，带电连接卸载设备将给接口芯片带来较大冲击，严重时将损坏接口芯片。（2）飞参采集器与安装托架通过托架上的两个凸起插入飞参采集器后部的嵌入铝制壳体的两个钢制零件的凹坑，来保证接触电阻，接触面氧化会导致接触电阻变大，当接触电阻过大时会减小接地对电路的保护作用，影响通讯的稳定可靠，甚至损坏接口元件。

四、采取措施

为避免人为因素导致的此类问题，结合实际工作，进行了以下改进工作：（1）外场使用一线设备进行飞行参数处理时，应严厉禁止带电拔插操作。（2）外场应定期对飞参采集器与其安装托架的接触电阻进行检查，应不大于2.5mΩ，不满足要求时，通过打磨飞参采集器与安装托架结合部位的钢制零件来减小安装接触电阻。

参考文献：

[1] 胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社.2004.

[2] 阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社.1998.