某型計算機無ARINC429通訊信號輸出故障排除

李東霖，楊文瀟

(1.海軍駐成都地區(qū)航空軍事代表室, 成都 610500；2.空軍駐雅安地區(qū)軍事代表室, 成都 610500)

ARINC429全稱是美國航空電子工程委員會制訂的數(shù)字式信息傳輸系統(tǒng)標準，其結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，抗干擾性強，在軍民兩用飛機的研究與開發(fā)應用中廣泛使用。馬存寶[1]，韋海燕[2]，涂志均[3],孫峻朝[4]等對ARINC429總線測試系統(tǒng)應用均有諸多研究和闡述。本文中通過對某型飛機燃油測量計算機ARINC429總線通訊信號輸出故障的典型分析，為ARINC429通訊電路設計研究者提供參考，避免在設計過程中出現(xiàn)同類故障

1 故障定位

根據(jù)燃油測量計算機ARINC429通訊接口電路(如圖1)對產(chǎn)品進行了故障排查和原因分析，建立了故障樹，如圖2所示，得到了可能導致燃油測量計算機無ARINC429通訊信號輸出故障的5個底事件。

1.1 軟件故障

如果產(chǎn)品軟件存在故障，可導致產(chǎn)品無ARINC429通訊信號輸出。經(jīng)確認，本批產(chǎn)品拷入的軟件均是從技術(shù)質(zhì)量部檔案室軟件產(chǎn)品庫中提取。產(chǎn)品自設計鑒定后，產(chǎn)品軟件版本沒有更改，所有已交付產(chǎn)品的軟件版本均一致。如果軟件存在導致產(chǎn)品無ARINC429通訊信號輸出的故障缺陷，在外場使用過程中會出現(xiàn)與機載EICAS系統(tǒng)無通訊的故障。但自該產(chǎn)品裝機使用以來，外場使用過程中沒有出現(xiàn)過與機載EICAS系統(tǒng)無通訊的故障。因此，可排除軟件故障的底事件。

1.2 硬件故障

ARINC429接口驅(qū)動芯片BD429實現(xiàn)ARINC429通訊接口電平轉(zhuǎn)換，該芯片故障可導致ARINC429通訊信號中斷。在產(chǎn)品無ARINC429通訊信號輸出時對該芯片進行測試，發(fā)現(xiàn)該芯片輸出端無ARINC429差分信號輸出。繼續(xù)測量芯片輸入端，發(fā)現(xiàn)輸入端無信號輸入。因此可排除ARINC429接口驅(qū)動芯片故障的底事件。

控制信號故障可導致ARINC429總線接口芯片不能正常工作，不能向ARINC429接口驅(qū)動芯片輸出信號。在產(chǎn)品無ARINC429通訊信號輸出時，測量ARINC429總線接口芯片HI-3282的使能端ENTX、允許裝載端LCDW、允許發(fā)送端TXR、裝載字端LCD1、LCD2等控制信號，控制信號電平及邏輯均符合ARINC429總線接口芯片HI-3282的使用要求。因此可排除控制信號故障的底事件。

數(shù)據(jù)總線故障也可導致ARINC429總線接口芯片不能正常工作。根據(jù)電路原理，數(shù)據(jù)總線除與ARINC429接口芯片連接外，與程序存儲器27C512、可編程定時器82C54、A/D轉(zhuǎn)換器AD1674均有連接。經(jīng)檢查測試，確認產(chǎn)品無ARINC429通訊信號輸出時，程序存儲器27C512、可編程定時器82C54、A/D轉(zhuǎn)換器AD1674均工作正常，所以產(chǎn)品數(shù)據(jù)總線無故障，因此可排除數(shù)據(jù)總線故障的底事件。

ARINC429總線接口芯片正常工作，需要外部提供1 MHz的時鐘信號。外部時鐘信號產(chǎn)生的電路原理框圖如圖3所示。

在產(chǎn)品無ARINC429通訊信號輸出時，測量ARINC429總線接口芯片的外部時鐘信號輸入端，發(fā)現(xiàn)芯片外部時鐘信號輸入端無時鐘信號輸入。進一步測量發(fā)現(xiàn)，計數(shù)器54LS92不能將反向振蕩電路產(chǎn)生的6 MHz頻率信號進行分頻，輸出1 MHz時鐘信號，ARINC429總線接口芯片無外部時鐘信號輸入，不能正常工作，從而導致無ARINC429通訊信號輸出。為確定故障原因，對計數(shù)器54LS92輸入端信號進行測量，測量結(jié)果顯示，計數(shù)器54LS92輸入端信號低電平為0.2 V，高電平為1.3 V。根據(jù)芯片技術(shù)手冊，計數(shù)器54LS92為TTL芯片，能夠識別的高低電平有效范圍如圖4所示。由圖4可知54LS92低電平輸入有效范圍為0～0.8 V，高電平輸入有效范圍為大于2 V，而六反向器CD4069的輸出信號低電平為0.2 V，高電平只有1.3 V，計數(shù)器54LS92不能識別高電平，對輸入信號不能計數(shù)分頻。

通過故障樹分析，故障定位于六反向器CD4069輸出的頻率信號幅值偏低，不能滿足計數(shù)器54LS92的使用要求。

2 故障機理

六反向器CD4069產(chǎn)生6 MHz頻率信號的電路原理如圖5所示。

為增強CD4069的驅(qū)動能力，原理設計是要將3-4與5-6兩個反向器并聯(lián)使用，設計人員在進行電路板軟件制作時，采用人工布線，由于粗心疏漏所致沒有布置3-5的連線，由于5-6反向器輸出端與3-4反向器輸出端連接，輸入端懸空，使得5-6反向器工作異常，拉低3-4反向器輸出端信號的幅值。導致CD4069的輸出信號低電平為0.2 V，高電平只有1.3 V。

3 問題復現(xiàn)及驗證

在產(chǎn)品流量測量板組合1786-03-00上增加CD4069引腳3到5的連線，通電檢查，產(chǎn)品ARINC429通訊信號輸出正常，故障現(xiàn)象消失。測量CD4069六反向器輸出信號，低電平為0.2 V，高電平為4.5 V，滿足54LS92的使用要求。取消3-5連線后，CD4069六反向器輸出信號低電平為0.2 V，高電平為1.3 V，計數(shù)器54LS92不能正常工作，產(chǎn)品無ARINC429通訊信號輸出，故障得到復現(xiàn)。

短接燃油測量計算機流量測量板組合上D318(六反向器CD4069)的3腳和5腳。燃油測量計算機經(jīng)常溫、高溫、低溫試驗，產(chǎn)品功能、性能正常，符合技術(shù)規(guī)范JG/BUX-14-2012的要求。

4 結(jié)論

將六反向器3-5用導線短接后，經(jīng)試驗驗證該措施有效，說明該故障問題定位清楚、查找準確、措施有效，可以為ARINC429通訊電路設計提供參考，避免在設計過程中出現(xiàn)同類故障。