一种便携式通用数字诊断平台的设计.pdf

第 卷 第 期(总第 期)年 月火控雷达技术 ()收稿日期:作者简介:肖开健()男高级工程师 研究方向为雷达总体、射频仿真技术一种便携式通用数字诊断平台的设计肖开健 李万玉 卢 冀 周 洪(西安电子工程研究所 西安 西安市射频综合仿真重点实验室 西安)摘 要:现代雷达系统是一个相当复杂的电子系统当雷达系统发生故障后维修将面临诸多困难为了提高雷达的作战效能、维修的准确度和效率研究开发高效快捷的维修检测设备很有必要 本文采用通用数字平台 适配器组 故障诊断软件的架构提出一种便携式通用数字诊断平台的方案 在降低对维修人员专业知识要求的情况下可以简单、快速、准确对故障件进行性能测试、故障检测、故障隔离在提高准确度的同时大大减少了故障检测、维修时间关键词:雷达检测维修设备故障检测故障隔离中图分类号:文献标志码:文章编号:()引用格式:肖开健李万玉卢冀周洪 一种便携式通用数字诊断平台的设计 火控雷达技术():/():.:引言当雷达产品发生故障后采取维修的方式有以下两种:第一种是根据雷达本身的自检系统()根据故障提示进行快速简单换件处理解决故障第二种是将怀疑的故障件带回修理厂使用专用的检测维修设备或平台进行详细的检测和维修 对比两种维修的方法:第一种单一依靠雷达本身的自检系统()由于受系统的设计的可靠性和成本的限制雷达 功能很有限实际上很难达到很高的故障检测率和隔离率 采用第二种方法可以详细准确地检测故障件进行维修解决了第一种带来的很低的故障检测率、隔离率但对维修人员专业知识要求较高且有维修时间较长的问题 为了准确快速地检测维修研制开发一种便携式通用数字诊断平台提第 期肖开健等:一种便携式通用数字诊断平台的设计高检测准确度和效率很有必要 主要功能该通用数字检测平台可用于不同雷达产品数字电路进行故障诊断的通用平台平台采用全自动故障诊断定位技术判断被测电路是否存在故障并进行故障元件分离与定位 其主要功能如下:)通用检测平台为被测件提供所需的电源、激励信号以及同步信号等)采样被测件特性信号通过专用检测软件判别被测件是否有故障并定位到芯片或模块)平台具有通用的检测维修接口方便适应不同检测适配器连接满足各种数字电路的检测)平台具备自检功能具有计量检测接口、网络通信接口 系统组成数字诊断平台采用“先进、实用、经济、可靠、便携”设计原则采用通用数字平台 适配器组 故障诊断软件架构实现 该平台主要由通用数字平台、适配器组、故障诊断软件及专用测试附件组成通用数字平台主要由便携式终端控制计算机、示波器测试单元、数字万用表测试单元、数字输入输出模块单元、通信接口单元、以太网通信模块、网络交换机、母板转接板单元、电源模块及适配器组等组成故障诊断软件主要由各被测单元检测软件、示波器控制软件、数据库软件等组成 数字诊断平台组成配套表见表 所示表 数字诊断平台组成配套表序号设备名称单位数量备注通用数字平台台 机箱 便携式终端控制计算机台 示波器测试单元通道 数字万用表测试单元通道 数字输入输出模块单元块 通信接口单元块 以太网通信模块块 网络交换机台 母板转接板单元块 电源模块套适配器组台故障诊断软件 各被测单元检测软件套 示波器控制软件套 数据库软件套专用测试附件套 工作原理在数字诊断平台上的便携式终端控制计算机、示波器测试单元、数字万用表测试单元、数字输入输出模块单元、通信接口单元、以太网通信模块、母板转接板单元等通过工业以太网交换模块单元相互相连 在平台最下方安装附件箱用于存放适配器在工作过程中打开便携式终端控制计算机中的检测软件控制适配器、数字输入输出单元、串口、口产生被测件所需的激励信号同时接收被测火 控 雷 达 技 术第 卷件的输出的特征信号 检测软件根据采集到的被测件的特征信号进行分析判别被测件是否故障并进一步分离被测件故障单元或元器件 数字诊断平台组成原理框图见图 所示图 诊断平台组成原理框图 通用数字平台设计通用数字平台主要由便携式终端控制计算机、示波器测试单元、数字万用表测试单元、数字输入输出模块单元、通信接口单元、以太网通信模块、网络交换机、母板转接板单元、电源模块等组成 数字平台进行了小型化设计由原来的通用机电检测平台四个机箱变为一个便携式机箱携带方便 如图、图 所示图 通用机电检测台外形图图 现平台外形图 适配器组设计适配器组设计的原则:根据每个被测件的工作原理和设计图纸制定专门的检测方法和策略然后根据检测方法和策略设计专用的适配器完整的测试被测件的各个功能模块和分离故障元器件为了达到平台的便携性对适配器也进行了小型化设计 小型化设计主要考虑以下两个方面:)将适配器从以前的组合形式改为单板形式在保证测试项目和功能完整性的情况下有效地减小了适配器体积和重量方便安装和携带 从体积上来讲由适配器原来的组合改为了单板体积大大第 期肖开健等:一种便携式通用数字诊断平台的设计减少从重量上来讲由原来的 减少为小于 左右 适配器小型化设计示意图见图 所示)进行适配器集成设计数字诊断平台被保障对象为 种按照一般设计思路适配器组主要包含 种适配器 数字诊断平台配备 种适配器主要缺点为:适配器数量偏多体积较大不便携带操作过程复杂 为了克服和解决适配器众多的问题在适配器设计中增加接口管理技术将连接器一样的被保障对象适配器合成一种将适配器的数量由原来的 种降到 种 适配器集成设计示意图见图 所示图 适配器小型化设计示意图图 适配器集成化设计示意图火 控 雷 达 技 术第 卷 结构设计该平台为了达到便携的目的主要采用拉杆箱的形式进行设计 平台上方为操作平台预留有两个适配器安装位置方便适配器由上向下插拔 便携式终端控制计算机安装在第一个抽屉内 终端控制计算机在抽屉正常抽出后即可使用 示波器单元、数字万用表、数字输入输出模块、通信接口单元、网络交换机等设备安装在机箱组合内 整体尺寸仅为 相当于 寸行李箱的大小重量约为 数字诊断平台结构示意图见图 所示图 数字诊断平台结构设计示意图 数字故障诊断平台重量是很重要的一个技术指标该平台设计重量估计表见表 所示表 数字故障诊断平台重量估计表序号设备名称重量()机箱便携式终端控制计算机 示波器测试单元数字万用表测试单元 数字输入输出模块单元 通信接口单元 以太网通信模块 网络交换机 母板转接板单元 电源模块适配器组合计 软件设计测试软件设计采用高级语言 和 是新一代图形系统主要为用户界面、/图形、文档和媒体提供了统一的描述和操作方法 基于/技术的 不仅带来了前所未有的 界面而且其图形向量渲染引擎也大大改进了传统的 界面 它提供了超丰富的 框架集成了矢量图形丰富的流动文字支持()视觉效果和强大无比的控件模型框架测试软件主界面见图 所示 结束语雷达系统是一个相当复杂的电子系统当雷达系统发生故障后维修将面临的诸多困难 为了准确快速维修雷达产品提高雷达的作战效能因此研究开发高效快捷的维修检测设备很有必要 本文不同于与其他维修检测设备采用通用数字平台 适配器组 故障诊断软件架构提出一种便携式通用数字诊断平台的方案易于携带操作简单适用于支援式快速检测维修 当雷达产品发生故障后可以快速将诊断平台送到雷达维修现场在检测软件的操作提示下进行操作可以简单、快速、准确对故障第 期肖开健等:一种便携式通用数字诊断平台的设计图 测试软件主界面件进行性能测试、故障检测、故障隔离极大程度地减少了雷达产品的故障检测、维修时间参考文献:徐鹏.航管一次雷达维修测试平台研究.电子测试():.魏晓晴.飞控系统专家诊断平台的设计.工业仪表与自动化装置():.曹向荣李向阳刘杰等.导弹发射车通用故障诊断平台的设计与实现.电脑知识与技术():.刘云久.雷达数字电路板故障诊断方法研究.南京:东南大学.邢玲玲.气象雷达电路板故障诊断系统设计与实现:兰州:兰州交通大学.(上接第 页)路模块测试结果表明自补偿电路使组件的传输相位温漂减小约 克服了数字芯片量化误差导致的主动温度补偿精度受限的缺陷参考文献:.:.():.():.:.张海岗 谢欢欢 李宝洋.某低剖面相控阵天线液冷冷板结构设计.机械工程师():.():.刘长军 黄卡玛 朱铧丞.射频通信电路设计.北京:科学出版社.