航空電子測試設(shè)備維修保障方法探討

摘 要：該文主要介紹了航空電子測試設(shè)備使用中遇到的一些故障，以及維修保障的方法。工作中接觸到的航空電子測試設(shè)備主要包括駕駛員顯示系統(tǒng)、控制單元、任務(wù)管理計(jì)算機(jī)等的專用測試設(shè)備，航空電子測試設(shè)備現(xiàn)在都集成有航空電源模塊，內(nèi)部常見的板卡有1553板、429板、CPU板、I/O板等，這些電路原理圖很少或者沒有，在這種情況下發(fā)揮主觀能動性尋找維修保障方法，經(jīng)過數(shù)年的維修工作積累形成一些行之有效的維修保障經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：航空電子 板卡 維修 測試

中圖分類號：V243文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0010-02

目前我國機(jī)載電子設(shè)備升級換代很快，航空電子測試設(shè)備也不斷更新?lián)Q代，技術(shù)飛速發(fā)展。測試設(shè)備使用日久、操作不當(dāng)、工廠環(huán)境等因素都可導(dǎo)致測試設(shè)備“罷工”。如果一遇問題就要生產(chǎn)廠商來處理，裝備維修保障企業(yè)的生產(chǎn)必受影響，進(jìn)度拖延進(jìn)而造成經(jīng)濟(jì)損失，給裝備維修保障企業(yè)的后勤保障帶來了挑戰(zhàn)。航空電子測試設(shè)備“罷工”究其根本是內(nèi)部電路故障引起的，只要熟悉設(shè)備內(nèi)部的工控電路板的基本電路原理和控制原理，是可以找到維修保障的有效方法。

1 航空電子測試設(shè)備對機(jī)載產(chǎn)品測試前，首先進(jìn)行的自檢，經(jīng)常遇到板卡自檢通不過，無法進(jìn)入測試程序，此類問題如何解決

航空電子測試設(shè)備內(nèi)部用到的板卡越來越多，一些常見的板卡如CPU板、I/O板、1553板、429板，還有一些采用NI公司的虛擬儀器板卡。設(shè)備使用一段時(shí)間后，經(jīng)常會遇到1553板卡、429板卡、I/O板卡等自檢通不過。

1.1 板卡接觸不良引起的故障

大多數(shù)板卡自檢通不過其實(shí)都是由接觸不良引起的，目前航空電子測試設(shè)備內(nèi)部很多板卡采用金手指插入插槽的方式。在多塵、潮濕、有鹽霧腐蝕的使用環(huán)境中，板卡金手指易腐蝕，引起接觸不良故障，這種情況下維修廠家一般通過更換板卡的方式解決問題，但航空電子測試設(shè)備內(nèi)部用到的板卡采購費(fèi)用非常昂貴，如1553板少則幾萬、多則十幾萬元，尤其一些還采用進(jìn)口的板卡，不僅費(fèi)用非?？捎^而且訂貨周期很長，給裝備維修保障帶來壓力。

工作中遇到的幾次1553板卡、429板卡、I/O板卡等自檢通不過，在分析后認(rèn)為是接觸不良引起的，這時(shí)可使用常見的橡皮來解決問題，用橡皮在板卡金手指上反復(fù)擦幾下，將金手指上的污物清理干凈后，再試機(jī)，接觸不良引起的板卡自檢故障都能解決，方法簡單又實(shí)用。

1.2 板卡損壞引起的自檢通不過

某型飛機(jī)任務(wù)管理計(jì)算機(jī)測試設(shè)備，自檢時(shí)提示控制單元CPU板故障，板卡損壞通常是某一個元件損壞，可能是某一個芯片，某一個電容，甚至一個小小的電阻，維修的過程就是找出損壞的元件加以更換。這看似簡單，實(shí)則需要精深的學(xué)問、豐富的經(jīng)驗(yàn)，首先要合理安排檢修順序，正確的安排檢修步驟才能更有效的找到解決問題的途徑，一定要避免亂捅亂拆，維修不成，反致故障擴(kuò)大。維修就象醫(yī)生給人看病，也講究個“望、聞、問、切”?！巴奔礄z查電路板的外觀，看上面有沒有明顯損壞的痕跡，有沒有元件燒黑、炸裂，電路板有無受腐蝕引起的斷線、漏電，電容有沒有漏液，頂部有沒有鼓起等；“聞”用鼻子嗅一嗅有沒有東西燒焦的氣味，這氣味是從哪里發(fā)出的；“問”很重要，要詳細(xì)地詢問有關(guān)人員，設(shè)備出故障時(shí)的情況，從情況推理可能的故障部位或元件；“切”即用檢測儀器，如萬用表、示波器、信號源等，在設(shè)備通電和不通電兩種情況下，檢查電路模塊或元件的阻值、電壓、波形等，將好壞電路板對比測試，觀察參數(shù)的差異等。

針對此例CPU板損壞的情況，首先采用“望”，即檢查電路板的外觀，看上面有沒有明顯損壞的痕跡。經(jīng)過詳細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)在CPU板上，CPU芯片附近有一個104鉭電容表面有燒黑，在這里就需要維修人員的專業(yè)知識了，對于不太了解104電容的人也可以去問有經(jīng)驗(yàn)的專家。查數(shù)字電路方面資料也可知，在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，104電容常用來并聯(lián)在數(shù)字芯片的電源引腳與地之間，用來濾除高頻信號，使系統(tǒng)工作更穩(wěn)定。詳細(xì)檢查會發(fā)現(xiàn)在CPU板上還有一些常見的54系列的芯片，每個芯片都在芯片的電源引腳與地之間兩端并聯(lián)有104鉭電容，對比可發(fā)現(xiàn)只有CPU芯片的這個104濾波電容表面有燒黑。然后用烙鐵將104鉭電容取下，用萬用表測量發(fā)現(xiàn)電容兩端短路，此電容燒壞。更換此電容后，故障排除。

在工作中中還曾遇到過電路板的+5V工作電源的濾波電容漏液，頂部有鼓起等引起系統(tǒng)不工作故障，都是更換同型號的新電容后，故障消失，系統(tǒng)工作正常。

2 航空電源系統(tǒng)故障，沒有電路原理圖，此類故障如何處理

航空電子測試設(shè)備通常都集成有航空電源模塊，常見的有直流28.5 V和交流400 Hz/115 V電源模塊，工作中遇到直流28.5 V上電時(shí)燒保險(xiǎn)，在沒有航空電源模塊電路原理圖的情況下，怎么辦？

其實(shí)對電源模塊來說，要做到“胸有成圖”?？梢圆槐赜兴脑韴D，但是你要弄懂一些典型電源電路的原理，可以類比，可以推理，可以舉一反三。比如穩(wěn)壓電源，總離不開橋式整流電路、濾波電容、穩(wěn)壓芯片等，檢查時(shí)要檢查電容、電阻有沒有損壞，各穩(wěn)壓管、二極管有沒有損壞。

圖1就是典型的穩(wěn)壓電源原理圖，市電220 V首先經(jīng)過變壓器后進(jìn)整流橋整流，再經(jīng)電容穩(wěn)壓，然后再輸入穩(wěn)壓模塊轉(zhuǎn)換成需要的直流輸出。航空電子測試設(shè)備常用的直流28.5 V航空電源模塊只是把圖1后端的78L05、LM317組成的三端穩(wěn)壓電路，更換為Vicor的DC/DC模塊組成的穩(wěn)壓電路。

仔細(xì)檢查整流橋、電容、DC/DC模塊等，沒有發(fā)現(xiàn)有元器件損壞。再仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)在電路板上有一個類似二極管的元器件并聯(lián)在輸入交流電源兩端，此元器件上標(biāo)有型號為1.5KE200CA。在以往修理中從未遇見過，于是我們利用互聯(lián)網(wǎng)尋找資料。通過網(wǎng)絡(luò)我們查得1.5KE200CA是瞬態(tài)抑制二極管（英文縮寫TVS，硅瞬變電壓吸收二極管，Silicon Transient Voltage Suppressor）。

圖2中很清楚的看到此管并聯(lián)于輸入交流電源兩級，防止瞬變的高電壓對負(fù)載電路的沖擊，起到保護(hù)電路的作用。當(dāng)其兩極受到瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，器件迅速導(dǎo)通，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率。在電源輸入電路的入口處安裝是有雙重作用，一是吸收浪涌電壓，達(dá)到防雷的作用，二是減少機(jī)上電網(wǎng)與穩(wěn)壓電源之間的傳導(dǎo)干擾。1.5KE200CA是雙向瞬態(tài)抑制二極管，正常情況下兩端為高阻抗，在此電路中經(jīng)萬用表測量發(fā)現(xiàn)TVS 1.5KE200CA短路，更換此管后，直流28.5V航空電源模塊工作正常。

3 航空電子測試設(shè)備都是典型的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，多學(xué)習(xí)一些有關(guān)計(jì)算機(jī)方面的知識，是可以迅速定位一些常見的故障，下面就兩個典型的故障案例進(jìn)行分析說明

（1）某駕駛員顯示系統(tǒng)測試設(shè)備顯示器畫面背景色正常情況為白色，使用一段時(shí)間后，卻發(fā)現(xiàn)畫面背景色變?yōu)槠芳t色。

這需要對色度學(xué)的最基本原理，即三基色原理有所了解，這些資料也可以從互聯(lián)網(wǎng)查得，人眼對紅、綠、藍(lán)最為敏感，人的眼睛就像一個三色接收器的體系，大多數(shù)的顏色可以通過紅、綠、藍(lán)三色按照不同的比例合成產(chǎn)生，同樣絕大多數(shù)單色光也可以分解成紅、綠、藍(lán)三種色光。顯示器就是利用紅、綠、藍(lán)這三種光，按照不同的比例相加呈現(xiàn)出多彩的畫面。

從表1可知，正常為白色的背景色缺少綠色就會呈現(xiàn)品紅色，直接在測試設(shè)備內(nèi)部檢查視頻電纜，發(fā)現(xiàn)傳輸綠色信號線斷路，更換視頻電纜后顯示器畫面背景色正常。

（2）某型測試設(shè)備上集成有摸球，用來模擬航空電子上設(shè)備的摸球，使用中出現(xiàn)故障，現(xiàn)象為摸球的滾輪和按鍵均無反應(yīng)，取出摸球的電路板，發(fā)現(xiàn)控制芯片為EM83702，從網(wǎng)上搜到此芯片資料，見圖3。

它不同于普通PC的PS/2鼠標(biāo)芯片，EM83702常用于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，直接由RS-232C接口供電，并且MCU可直接通過RS-232C接口驅(qū)動EM83702。

更換此芯片后，摸球功能一切正常。

4 板卡上的集成電路損壞，用什么方法能快速找出損壞的IC

某測試設(shè)備發(fā)送的導(dǎo)航數(shù)據(jù)包括距離的方位數(shù)據(jù)，但在平顯上卻只顯示方位數(shù)據(jù)，沒有距離數(shù)據(jù)。導(dǎo)航數(shù)據(jù)是由航空電子測試設(shè)備的一塊I/O板發(fā)送，但I(xiàn)/O板上有大量的54系列集成電路，與距離信號相關(guān)的IC很多，如何快速的找出損壞的IC呢？

首先讓設(shè)備工作一段時(shí)間，然后關(guān)閉設(shè)備取出損壞的I/O板，用手摸板卡上的IC，當(dāng)摸到某個54LS10時(shí)，感覺明顯發(fā)燙，這個往往就是損壞的元件，進(jìn)一步測量確認(rèn)此54LS10損壞，更換此芯片后平顯上顯示導(dǎo)航數(shù)據(jù)正常，故障排除。

測量時(shí)有一點(diǎn)必須注意，由于集成電路內(nèi)部有大量的三極管，二極管等非線性元件，在測量中單測得一個阻值還不能判斷其好壞，必須互換表筆再測一次，獲得正反向兩個阻值。只有當(dāng)正反向阻值都符合標(biāo)準(zhǔn)，才能斷定該集成電路完好。

5 結(jié)語

航空電子測試設(shè)備維修的案例還有很多，由于篇幅所限，這里不再一一贅述。作為機(jī)載產(chǎn)品維修人員可以舉一反三，找到適合自己的方法。從這里可以看出，只要肯下工夫，困難都是可以克服的。而且只要花費(fèi)很小的費(fèi)用，很少的時(shí)間。這樣，測試設(shè)備狀態(tài)有保證，裝備維修保障企業(yè)的生產(chǎn)不受影響，產(chǎn)品交付周期有保障，對裝備維修保障企業(yè)的后勤保障提供了有力的支持。

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