某型飞机无源干扰设备测试台的研制＊

2020-11-11钱正，李哲，叶青

科技与创新 2020年21期

钱正，李哲，叶青

（国营芜湖机械厂，安徽芜湖241007）

1 引言

无源干扰设备是飞机电子对抗分系统的组成部分，以雷达告警信息和紫外告警信息为引导，当载机受到雷达制导导弹或红外制导导弹等相关威胁时，无源干扰设备接收雷达告警威胁信息、紫外告警威胁信息，进行干扰决策、产生投放指令，以自动、半自动等方式投放箔条干扰弹或红外干扰弹，进行电子干扰，从而保护载机安全[1-2]。

某型飞机无源干扰设备由控制器、顺序器、发射器3 种35 个LRU 组成，为形成该型无源干扰设备的检测能力，亟需设计一套测试台对产品功能、性能参数、故障情况等进行检查。

本文基于PCI 总线搭建了一套飞机无源干扰设备测试台[3]。该测试台以工控机为核心，以PCI 总线仪器为依托，选用研华PCI-1710 数据采集卡和PCI-1612B 串行通信接口卡等模块化产品[4]，配合自研的信号处理器，开发了一套飞机无源干扰设备测试台检测软件，分别实现了对系统及各LRU 的电气性能检测。

2 测试台硬件设计

根据产品工作原理，结合产品技术规范的要求，测试台主要由机柜、控制面板、仿真器（包括工业控制计算机、I/O卡、A/D 转换卡、串口通信卡、MBI 卡等）、信号处理器（含电源模块、电源控制电路、信号处理电路等）、测试电缆等组成。测试台硬件设计架构如图1 所示。

2.1 机柜

机柜为仿真器、信号处理器、控制面板、键盘/鼠标、显示器及附件箱的安装平台。

2.2 控制面板

控制面板由220 V/50 Hz 电源开关、信号处理器电源开关、AAP 开关、起落架/轮载开关、人工投放开关、应急投放开关等组成。主要用于测试台/产品供电控制以及用于模拟飞机的轮载信号、人工/应急投放信号控制。

图1 测试台硬件设计架构图

2.3 仿真器

仿真器主要完成无源干扰设备外部工作环境的模拟以及系统联机、控制器、顺序器、发射器单机功能检查。仿真器主要由研华工业控制计算机、MBI 总线通信模块、串行通信模块、A/D 转换模块、I/O 数据采集模块等组成。

2.3.1 MBI 总线通信模块

MBI 总线通信模块用于模拟飞机与被测无源干扰设备之间的总线通信功能，测试台中1553B 数据通信模块卡使用的是BC（总线控制器）功能来真实模拟飞机对被测无源干扰设备的操作控制。

2.3.2 串行通信模块

串行通信模块采用PCI-1612B 通信卡。实现无源干扰设备与仿真器之间的通信与控制。板卡通信速度可达921.6 Kbps，支持RS-232/422/485 串口通讯标准和PCI 标准总线。

2.3.3 A/D 转换模块

A/D 转换模块采用研华PCI-1710 多功能数据采集卡，负责完成点火信号幅度、宽度、间隔、系统反应时间及各种工作电源的测试。板卡具备16 路单端或8 路差分模拟量输入或组合输入方式，具备12 位A/D 转换器，采样速率可达100 kHz。

2.3.4 I/O 数据采集模块

跳伞训练结束后，教练说：“这次训练中，动作最标准、神情最从容、得分最高的人是迈克，他是你们当中最优秀的跳伞员。”迈克就是那个牵着导盲犬的中年男人。

I/O 数据采集模块采用研华PCI-1751 总线数字量输入/输出卡，用于48 路点火脉冲信号的数据采集。板卡具备48路I/O 输入，每通道数据采集速率250 MB/s，传输速率2.5 GT/s，具备1 个32 位计数器，2 个16 位计数器。

2.3.5 工业控制计算机

以研华工业控制计算机为主体，采用4U 机箱结构形式。工业控制计算机为测试台的主体，负责模拟无源干扰设备的外部工作环境、进行数据分析和处理等工作。

2.4 信号处理器

信号处理器由机箱、前面板、后面板、电源模块、电源控制电路、信号处理电路组成。信号处理器是测试台与系统、控制器单机、顺序器单机、发射器单机之间的连接/转换平台，主要功能是将仿真器送入的控制信号经处理形成符合无源干扰设备要求的信号，并送给无源干扰设备、控制器单机、顺序器单机和发射器单机；将系统、控制器单机、顺序器单机和发射器单机送入的信号经处理形成符合仿真器要求的信号，并送给仿真器。

2.4.1 后面板

后面板主要由插座组成，通过设备内部连接电缆将仿真器与信号处理器连接起来，为测试提供输入/输出信号。

2.4.2 电源模块

电源模块采用朝阳电源生产的产品，电源模块主要指标要求为：输入220 V/50 Hz，输出+28 V、+12 V、+5 V 电源。电源一部分供测试台自身工作，另一部分供测试产品工作。

电源控制电路用于测试台向被测件提供28 V、12 V 和5 V 工作电源。电源控制电路受控于控制面板上的28 V、12 V 和5 V 电源控制开关。控制面板相应电源控制开关有效，则电源模块将有相应电源输出至被测件。

2.4.4 信号处理电路

信号处理电路主要由接口电路、检测、驱动、离散控制信号处理、编码译码和脉冲提取等电路组成，信号处理电路原理如图2 所示。

2.4.5 前面板

前面板由安装板及14 个插座组成，通过插座和测试电缆，测试台实现与被测件连接。

2.5 被测件

被测件为一套无源干扰设备，含控制器、顺序器、发射器3 种35 个LRU。

图2 信号处理电路原理框图

3 系统软件实现

无源干扰设备测试台软件在Windows7 操作系统环境下运行，基于LabWindows/CVI 2017、Excel 等软件工具开发。根据用户使用需求，设计了功能完善的测试程序，并且操作界面直观、浅显易懂，操作人员能够快速理解使用[5-6]。

3.1 软件实现功能

根据用户测试需求。测试台软件设计主要包括自检测软件设计、仿真软件设计和测试软件设计三大部分。其中自检测软件设计部分主要是在对检查仪自身进行检测，以保证测试结果的正确性。仿真软件设计部分主要是模拟无源干扰设备所需的全部总线信号和离散信号，以保证无源干扰设备功能的实现。测试软件设计部分主要是对无源干扰设备进行点火脉冲幅度、点火脉冲宽度、弹间隔及组间隔的指标测试以及对控制器、顺序器、发射器进行单机测试。

根据ICD 文件的要求共划分为自检、系统测试、参数测试、单机测试、文件管理等主要功能模块，系统软件功能如图3 所示。

图3 系统软件功能框图

3.2 软件测试主流程

测试软件主流程如图4 所示，启动测试程序，进入用户登录主界面，登录后进入主程序管理面板[7]。首先进行测试台的自检测试，自检测试主要对仿真器内部模块及信号处理器进行测试，确保测试系统正常工作，为被测系统测试提供良好的测试环境。选择项目测试后，进入项目测试准备界面，按测试连接图连接好测试电缆，按照提示对系统进行上电。测试系统自动按测试要求进行检测，当被测件有故障时，系统自动记录故障现象，测试结束后用户可根据需要是否打印测试报表。