方案和应用

解决方案

1553B总线网络测试

        典型的1553B总线网络包括总线控制器、远程终端、总线监控器、耦合器、线缆、短截线终端适配器和主总线终端适配器等组成(如下图)。

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图1     典型的1553B总线网络结构


应用上有以下几种主要场景:

1、    总线网络的维护性在线测试和故障排除测试。主要用于解决对装备运行中的故障事后定位或装备工作间隙的例行维护检查。这种测试要求故障定位快速准确,一般进行部件级替换来解决装备的复用问题。替换下来的部件再进厂或实验室维修。

2、    总线网络中各部件的生产测试和系统测试。主要用于装备出厂前的各类标准符合性测试,也就是GJB5186的全集测试。这类测试的工装复杂,工序多,要求高,周期长。通常部件生产和系统总装是分开进行的,也就是说部件生产测试时难以联通系统中所有物理部件,为了测试单个部件,部件生产部门需要搭建仿真环境,以达到部件连入系统的测试效果。

3、    总线网络中各部件的设计验证测试。主要用于网络中部件设计的工程验证,如BC、RT、耦合器、线缆等部件的设计制作验证。和上述生产测试一样,部件的设计验证有时也借助仿真环境来进行。这类测试要求和生产测试一样,其测试标准也是GJB5186。

        一个覆盖GJB5186测试全集的测试方案能满足上述所有三类应用场景的测试需求。

        根据GJB5186 的定义,一个GJB5186 测试系统要具备以下几种设备,示波器、信号发生器、1553B适配器、1553B设备仿真器、阻抗分析仪、噪声注入单元、计算平台和各类测试ICD等。

        显然,一个GJB5186的全集测试系统其体积不会小,最好有固定场所放置,对于部件生产部门来说,至少要有一个这样的全集测试系统。

        由于上述全集测试过于专业,对使用人员也有很高要求,加上系统体积大移动不便,无法普及到设计、生产和维护的各环节。

        设计和维护人员更希望能有一种重量轻、移动方便、覆盖部分测试子集或自己主管部分测试的便携式测试设备。

        这种便携式测试设备主要用于外场的系统联调测试和装备在线维护测试(前述场景1),也能用于简单的设计验证(前述场景3)和生产环节的监视测试(前述场景2)。

 

便携式测试设备应具备以下几个功能。


1、    线缆、耦合器的连通性测试和动态特性测试

        在图 2 连接方式下测量A点的输入特性,如输入波形兼容性(过零畸变、幅度变化等)、输入阻抗等。


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图2     通用总线测试连接结构图

 

线缆静态电阻测量:

R=线长*线缆单位阻值

 

耦合器静态电阻测量:

R(高入-高出)《=0.05欧

R(低入-低出)《=0.05欧

R(短接线高-低)《5欧(变压器缠绕电阻)

 

线缆、耦合器动态测量:

        动态在线测量较为复杂、繁锁,可以对网络进行分段隔离并通过测试仿真工具(如CAV-T1553B-2M)测量网络的动态传输特性,从而判断线缆和耦合器连通性。

        如果要测量动态电气特性,可以借助专用设备(如CAV-T1553B-PXI-2M测试卡)实现。由于CAV-T1553B-PXI-2M测试设备内置了耦合器和电阻网络,在电气特性测试时能直接使用测试探头连接被测设备(板卡上串入了70欧电阻网络)。

 

2、    RT电气和协议有效性测试

A,电气特性测试:

        在图 3 的BT和UUT之间串入电阻网络,测量A点的输出电气特性(图4),如幅度、上升下降时间、过零稳定性、过冲与扰动、输出对称性等。

        在图 2 连接方式下测试A点输入特性,如输入波形兼容性、共模抑制、输入阻抗等。

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图3     电气性能测试连接示意图

 

B,协议测试:

        在图 2 或图 3 连接方式下,在A点测量要求的RT操作,如指令的响应、消息间间隔、错误注入、替换指令、数据环绕、总线切换、RT地址唯一性等。

 

        FP-RTVTT 是专用于1553B RT有效性测试的工具软件,配合CAV-T1553B-2M 测试卡可以实现RT 电气和协议有效性测试。详细操作方法见“FP-RTVTT使用手册”。

 

3、    BC电气和协议有效性测试

A, 电气特性测试:

        在图 3 连接方式下测量A点的输出特性,如幅度、上升下降时间、过零稳定性、输出波形畸变过冲与扰动、输出对称性等。


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图4     输出波形测量示意

 

    在图 3 连接方式下测试A点输入特性,如输入波形兼容性、共模抑制、输入阻抗等。

 

B、  协议测试:

        在图 3 连接方式下,验证BC的操作,如指令集验证、识别SMS状态字的RT地址域正确、最小响应时间、最小无响应时间、无响应超时、BC-RT传输错误注入、RT-RT传输错误注入、以及一些选择性的BC操作等。

 

        和上述RT有效性测试一样,一个专用的测试软件FP-BCVTT可以完成上述主要BC有效性测试项目(需要CAV-T1553B-PXI-2M 测试卡支持)。

 

4、    噪声抑制测试

 

        噪声抑制测试是为了验证设备在噪声干扰环境下的正常工作能力,允许的设备最大字差错率为1X10(-7)。


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图5     噪声抑制测试连接示意图

 

        在图 5 连接方式下测量A点的高斯白噪声。如上图,在电阻网络和UUT之间串入噪声发生器,测量A点信号通过率。

 

        综上所述,一个便携式1553B总线网络测试设备可以由CAV-T1553B-PXI-2M (PXI/PXIe规格的单宽板卡)、RT/BC 有效性测试软件FP-RT/BC VTT、阻抗测量板、噪声产生模块、信号测试模块、测试管理软件FP-1553B Basic/Pro以及一台4槽PXI/PXIe的便携计算平台组成,如下图。

        如果仅是场景1的应用,选择CAV-T1553B-PXI-2MFP-RT/BC VTTFP-1553B Basic/Pro以及万用表就能满足测试和故障定位要求。



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图6     典型1553B总线网络5186标准测试仪配置



参考文献:

1,《GJB5186.1-.7-2003》;

2,《CAV-T1451产品使用手册V1.4.2》。