浅谈航空设备端口信号测试技术研究

侯韬

摘 要：本文主要分析了航空设备端口信号的测试技术，通过对航空设备端口信号测试的实际工作进行分析，结合相关资料，对航空设备端口信号测试技术的步骤、方法以及要点进行了论述。其中分别从大电流、高电压、模拟信号和数字信号等测试方法入手，对其进行研究。希望通过本文的研究能够促进我国航空设备端口信号测试技术的进一步发展，从而更好地服务于我国的航空事业。

关键词：航空设备；端口信号；测试技术

随着我国航空事业的不断发展，对航空设备的要求也越来越高。目前，我国很多的航空设备都是从国外进口的，随着航空设备使用时间的增加，一些航空设备出现了一些故障。对于航空设备的维修来说，光依靠国外的技术是不够的，需要加强我国的自主创新。航空设备端口信号测试技术作为航空设备应用维修技术中很重要的一个环节，其自主创新的主要性毋庸赘言。

一、航空设备端口信号测试原理

航空设备端口信号测试技术较为复杂，通过对相关资料的分析与研究，笔者认为，可以从航空设备的连接结构图入手，来对航空设备的端口信号测试技术进行分析研究。（参见图1）

图1 设备的正常连接结构图

从图1能够看出，航空设备1和航空设备2由于工作参数未知，所以将其简单的等同于两个黑箱，设备1和设备2之间通过电缆进行信号传输。在整个航空设备结构图中，航空设备的端口信号传输是通过电缆进行传输的，而且同一传输电缆中待测信号的传输方式为——多路双向传输。

为了对航空设备端口信号的输入及输出进行测试，在图1——航空设备正常结构图的基础之上，在其设备1与设备2 之间的连接处，加入三通作为测试信号的引出点。（参见图2）

图2 航空设备接入三通时的连接结构图

如图2所示，该航空设备端口结构图通过在端口设备的连接处接入三通，形成了一个附加电路。而附加电路的端口1*和端口2*是一套与正常结构的端口1、2完全一致的电缆接口。端口1*和端口2*的两端分别与端口设备1与传输电缆相连接。通过上文的叙述，我们可以了解：端口设备1与端口设备2，其待测信号的传输方式为多路双向传输。而图2所示的航空设备连接图，其端口信号的传输方式在图1所示传输方式的基础上增加了多路信号测试板。因此，整个航空设备端口待测信号的传输方式就变为：信号既可以通过电缆进行多路双向传输，又可以经过多路信號测试板进行传输。而且多路信号测试板还可以对待测信号的类型和流向进行判断及测试。

二、航空设备端口信号测试步骤及类型

航空设备端口信号的测试属于一项较为复杂的技术，主要目的在于测试端口设备之间信号的通断情况。因此，对航空设备的端口信号进行测试，首先要做的就是对端口设备之间连接电缆的通断关系进行测试，即找出如图1、2所示的设备1与设备2之间对应的信号分配关系。

在找出设备1、2之间信号分配关系的基础上，对两个端口设备分别进行静态测试。测试的目的不仅在于找出其对地电阻值等参数，而且要找出其端口设备的系统接地线。对端口设备系统接地线的测试，首先要找出一条已知的系统接地线，然后利用万用表对所有线路的对地电阻进行测试。

在测试完航空设备电缆通断以及系统接地电阻之后，在整个端口连接系统中加入附加测试电路。然后在附加测试电路上安装跳线端子，从而对每路电缆信号的幅值进行测试。测试过程中，利用多路示波器以及逻辑分析仪对各个测试电路的信号波形进行观测。

完成以上步骤之后，针对多路示波器以及逻辑分析仪观测出的端口设备信号类型，对其进行信号流向的测试。具体测试方式为：从附加测试电路上拔下跳线，然后通过对多路信号测试板上发光二极管的状态进行判断，从而确定测试电路中端口信号的流向。

（一）大电流、高电压测试

在进行航空设备端口信号大电流、高电压测试之前，首先要确定传输电缆中的信号是否为大电流、高电压信号。具体测试方法为：对图2所示的航空设备端口结构图接口1以及接口2，插针、插孔的大小进行判断，通常来说，航空设备工作所需的电源信号通常都为大电流、高电压信号。如图3所示，在对此类大电流、高电压信号进行测试时，首先要断开跳线T，然后在a、b点之间接入一个小电阻R。

图3 大电流、高电压信号测试原理图

在测试的过程中，小电阻R取较小的值（如0.1Ω）。当整个航空设备端口运行时，可以对小电阻R两端的压强V进行测量。（参见公式1）

公式1 I=V /R

公式1中的I为电路中通过的电流值，由于整个系统中，小电阻R与小电阻R*为串连状态，因此通过公式计算，能够同时得到R*的通过电流值。最后，重新连接跳线T，通过对a点或b点进行测量，能够得出航空设备端口信号的电压值。

（二）数字信号测试

通过上文的分析，我们得知：端口设备1和设备2之间信号传输的方式为多路信号传输。因此，利用万用表对其进行逐路测试，则整个过程较为繁琐。通常，当航空设备较为复杂、端口较多时，对其信号的测试可以采用逻辑分析仪，这样能够减少测试工作量，简化测试步骤。

采用逻辑分析仪进行端口设备信号测试，需要对整个系统进行外接电平转换电路。（参见图4）图4中Rx和Ry分别由数字量的幅度以及逻辑分析仪的参数决定。

图4 外接电平转换电路及逻辑分析仪结构图

（三）模拟信号及其他常见信号测试

在航空设备工作过程中，其端口还会产生模拟信号及其他常见信号，如矩形波、三角波、正弦波信号。对这些常见信号的测试，主要通过示波器进行，示波器的选择要与待测信号相符。通过示波器对航空设备端口信号进行跟踪测量，从而确定一些常见信号的幅度、频率以及占空比等参数。（参见图5）

图5 接入示波器时框图

（四）航空设备端口信号流向测试

对于航空设备端口信号的流向测试，主要是通过多路信号测试板进行的。（参见图6）航空设备系统在工作时，其信号的流向为双向的导通流向。对端口设备信号流向的测试首先是要选取合适的测试点，然后进行流向方式的测试。

图6 端口设备信号流向测试

图6中，T为跳线端子、D1、D2为整流二极管、R-S1、R-S2为基本RS触发器、A1、A2为运算放大器、L1、L2、L*1、L*2为发光二极管、R1、R2、R*1、

R*2为限流电阻。

当航空设备处于正常工作状态时，将跳线端子T插上，可以从跳线端子T处测试出端口信号的类型和幅值。如果航空设备端口信号的传输流向为自左向右传输，那么二极管D1处必然出现0.3 V的压降。与此同时，运算放大器A1处的同向及反向输入端必然会出现0.3 V的电压差。

由于运算放大器A1在非线性区运行，因此当端口信号通过限流电阻R*1时，发光二极管L*1会变亮。与此同时，当端口信号是持续的27 V信号时，发光二极管L*1和L1会持续变亮，对于运算放大器A2来说，其同向及反向输入端必然会出现0.3 V的电压差。

除此之外，当端口信号27 V的数字量信号从右向左传输时，与上文分析相同，发光二极管L2与L*2都会持续变亮，相反，发光二极管L*1和L1都不会变亮。

结束语：

本文主要对航空设备端口信号的测试技术进行了研究。近年来，国内一些新型的进口飞机，其一类航空设备的信号测试，使用的就是本文所述的测试方法，经实践证明，以上所说的测试方法，能够快速准确地完成端口信号的测试任务。目前，我国航空设备国产化研制中所依据的测试信号，很大一部分是由以上测试方法获得的。这也从另一方面证明了上述航空设备端口信号测试技术的正确性。

参考文献：

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