某型计算机无ARINC429通讯信号输出故障排除

2018-11-06李东霖杨文潇

兵器装备工程学报 2018年10期

李东霖，杨文潇

(1.海军驻成都地区航空军事代表室, 成都 610500；2.空军驻雅安地区军事代表室, 成都 610500)

ARINC429全称是美国航空电子工程委员会制订的数字式信息传输系统标准，其结构简单、性能稳定，抗干扰性强，在军民两用飞机的研究与开发应用中广泛使用。马存宝[1]，韦海燕[2]，涂志均[3],孙峻朝[4]等对ARINC429总线测试系统应用均有诸多研究和阐述。本文中通过对某型飞机燃油测量计算机ARINC429总线通讯信号输出故障的典型分析，为ARINC429通讯电路设计研究者提供参考，避免在设计过程中出现同类故障

1 故障定位

根据燃油测量计算机ARINC429通讯接口电路(如图1)对产品进行了故障排查和原因分析，建立了故障树，如图2所示，得到了可能导致燃油测量计算机无ARINC429通讯信号输出故障的5个底事件。

1.1 软件故障

如果产品软件存在故障，可导致产品无ARINC429通讯信号输出。经确认，本批产品拷入的软件均是从技术质量部档案室软件产品库中提取。产品自设计鉴定后，产品软件版本没有更改，所有已交付产品的软件版本均一致。如果软件存在导致产品无ARINC429通讯信号输出的故障缺陷，在外场使用过程中会出现与机载EICAS系统无通讯的故障。但自该产品装机使用以来，外场使用过程中没有出现过与机载EICAS系统无通讯的故障。因此，可排除软件故障的底事件。

1.2 硬件故障

ARINC429接口驱动芯片BD429实现ARINC429通讯接口电平转换，该芯片故障可导致ARINC429通讯信号中断。在产品无ARINC429通讯信号输出时对该芯片进行测试，发现该芯片输出端无ARINC429差分信号输出。继续测量芯片输入端，发现输入端无信号输入。因此可排除ARINC429接口驱动芯片故障的底事件。

控制信号故障可导致ARINC429总线接口芯片不能正常工作，不能向ARINC429接口驱动芯片输出信号。在产品无ARINC429通讯信号输出时，测量ARINC429总线接口芯片HI-3282的使能端ENTX、允许装载端LCDW、允许发送端TXR、装载字端LCD1、LCD2等控制信号，控制信号电平及逻辑均符合ARINC429总线接口芯片HI-3282的使用要求。因此可排除控制信号故障的底事件。

数据总线故障也可导致ARINC429总线接口芯片不能正常工作。根据电路原理，数据总线除与ARINC429接口芯片连接外，与程序存储器27C512、可编程定时器82C54、A/D转换器AD1674均有连接。经检查测试，确认产品无ARINC429通讯信号输出时，程序存储器27C512、可编程定时器82C54、A/D转换器AD1674均工作正常，所以产品数据总线无故障，因此可排除数据总线故障的底事件。

ARINC429总线接口芯片正常工作，需要外部提供1 MHz的时钟信号。外部时钟信号产生的电路原理框图如图3所示。

在产品无ARINC429通讯信号输出时，测量ARINC429总线接口芯片的外部时钟信号输入端，发现芯片外部时钟信号输入端无时钟信号输入。进一步测量发现，计数器54LS92不能将反向振荡电路产生的6 MHz频率信号进行分频，输出1 MHz时钟信号，ARINC429总线接口芯片无外部时钟信号输入，不能正常工作，从而导致无ARINC429通讯信号输出。为确定故障原因，对计数器54LS92输入端信号进行测量，测量结果显示，计数器54LS92输入端信号低电平为0.2 V，高电平为1.3 V。根据芯片技术手册，计数器54LS92为TTL芯片，能够识别的高低电平有效范围如图4所示。由图4可知54LS92低电平输入有效范围为0～0.8 V，高电平输入有效范围为大于2 V，而六反向器CD4069的输出信号低电平为0.2 V，高电平只有1.3 V，计数器54LS92不能识别高电平，对输入信号不能计数分频。

通过故障树分析，故障定位于六反向器CD4069输出的频率信号幅值偏低，不能满足计数器54LS92的使用要求。

2 故障机理

六反向器CD4069产生6 MHz频率信号的电路原理如图5所示。

为增强CD4069的驱动能力，原理设计是要将3-4与5-6两个反向器并联使用，设计人员在进行电路板软件制作时，采用人工布线，由于粗心疏漏所致没有布置3-5的连线，由于5-6反向器输出端与3-4反向器输出端连接，输入端悬空，使得5-6反向器工作异常，拉低3-4反向器输出端信号的幅值。导致CD4069的输出信号低电平为0.2 V，高电平只有1.3 V。

3 问题复现及验证

在产品流量测量板组合1786-03-00上增加CD4069引脚3到5的连线，通电检查，产品ARINC429通讯信号输出正常，故障现象消失。测量CD4069六反向器输出信号，低电平为0.2 V，高电平为4.5 V，满足54LS92的使用要求。取消3-5连线后，CD4069六反向器输出信号低电平为0.2 V，高电平为1.3 V，计数器54LS92不能正常工作，产品无ARINC429通讯信号输出，故障得到复现。

短接燃油测量计算机流量测量板组合上D318(六反向器CD4069)的3脚和5脚。燃油测量计算机经常温、高温、低温试验，产品功能、性能正常，符合技术规范JG/BUX-14-2012的要求。