ARINC429时钟总线干扰故障分析

刘成伟 鲍奂伟

摘要：ARINC429总线在飞机上普遍应用，它符合航空电子设备数字数据传输标准。要在计算机上实现ARINC429总线数据的接收和发送，必须实现429总线与计算机总线之间的数据传输。利用ARINC429总线数据分析仪可以快速准确判断排除数据传输故障。

关键词：ARINC429总线；分析仪；故障

Keywords：ARINC429 bus；analysis meter；fault

0 背景

航空安全管理部獲得的译码数据是机载无线WAQR通过网络运营商3G或4G传输到航空公司的服务器上的，其QAR数据包含着飞行品质监控和局方要求监控的重要飞机参数，在飞机上WQAR数据由飞行数据获得组件（DFDAU）提供，DFDAU收集飞机各个系统的模拟和数字信号，包括机长时钟总线发送来的时间和日期数字信号，这些数据在DFDAU内按照一定的格式组合生成QAR报文，时间数据不正确将导致其他参数的排序混乱，造成无法正常译码分析数据。

1 故障现象及排故过程

一架波音737NG型飞机从2020年9月起收到航空安全管理部报告，该机的QAR时间始终不正确，线路通路和绝缘检测均正常，检查飞机系统无故障记录和驾驶舱效应，按照故障隔离手册FIM排故未发现故障，经与工程部门商讨使用ARINC429总线分析仪调取时钟总线数据，根据总线数据隔离故障源。

1）使用ARINC429总线分析需要LABEL值，获得LABEL值就可以使用ARINC429总线分析仪来调取总线上传输的数据。通过查阅波音手册D226A101-2飞行数据获得组件译码手册，找到与线路手册相一致的接口信息就可获得数据标号LABEL值，如图1所示，LABEL260为日期，LABEL150为格林威治（GMT）时间。

2）测量机长侧时钟（发射端）的时间数据

机长侧时钟数据总线与第一部飞行管理计算机FMC、飞行数据获得组件DFDAU、话音记录器VCR相连接，机长侧时钟为发射端，第一部FMC、DFDAU、VCR为接收端，三个设备同时接收ARINC429总线上的数字信号，包括格林威治时间（GMT）和日期数据，以供各自系统使用。依据WDM31-22-11线路图手册（见图2），设置LABEL值260和150的ARINC429总线分析仪，将ARINC429总线分析仪跨接并联在时钟总线的发射端，经测量该时间为4月26日，GMT时间为6时26.3分，即当前北京时间下午2时26.3分，说明发射端时间数据正常。

3）测量飞行数据获得组件DFDAU、FMC1、VCR（接收端）时间数据

将依据WDM31-22-11线路图手册（见图1），分别测量机长时钟总线与DFDAU、FMC1、VCR相连接的端口，将ARINC429总线分析仪跨接并联在时钟总线的接收端，设置LABEL值260和150以获取时钟总线发送过来的时间数据。如图3、图4所示，时钟总线上显示的日期为1月19日，GMT时间为10小时15.4分，总线数据时间与机长侧时钟总线数据显示不一致，因为已经更换机长侧时钟且测量线路正常，怀疑故障源应在接收端的三个组件上。将三个组件依次拆除，再次测量时间数据，当拆除1号FMC计算机后，测量总线时间数据恢复正常，可以判定1号FMC接口对总线产生了干扰，最终更换一号飞行管理计算机FMC后飞行数据获得组件DFDAU发出的QAR报文时间恢复正常。

2 排故结论

将故障飞行管理计算机FMC送至附件修理车间进行测试和分解，结合附件修理手册CMM，飞机系统来的时钟信号D2198B插头D3/E3插钉相对应计算机的信号为ICLOCK+/ ICLOCK（见图5），连接到计算机主板U5芯片内，U5芯片是一种8位可编程控制器，在处理器部分的引导下执行数据输入、输出操作。ARINC429总线的调制方式采用双极型归零的三态码方式，用三个电平电位来表示信号逻辑，接收端口性能下降会影响到双极归零脉冲的基准电压，使整个数据总线基准电压不稳定，导致信号逻辑混乱，因此判断U5芯片输入/输出性能下降，产生的隐蔽性故障干扰了时钟总线，造成与总线连接的其他接收设备收到错误的时间数据。

3 结束语

数据总线受干扰不同于一般的线路故障，多种外围因素均可以导致干扰。例如，数据线屏蔽保护网安装不规范，线路布置不合理易受到其他系统干扰，数据接收设备接口性能下降等。一个数据总线大都连接多个接收设备，所以需要逐一隔离缩小范围，并使用ARINC429总线分析仪或特性阻抗分析仪对线路协助检查。排故人员应加强业务学习，掌握一定的译码和数据分析能力，利于排故工作的进行。

参考文献

[1] Boeing.737NG and 737MAX Boeing Baseline Airplane Condition Monitoring System（ACMS）[Z].

作者简介

鲍奂伟，高级排故工程师，主要从事飞机电子系统维护和理论研究。

刘成伟，助理工程师，主要从事飞机系统维护和理论研究。