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基于1553B总线电缆网络自动测试系统设计及研究

发布时间:2020-07-01 发布时间:
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MIL-STD-1553是“飞机内部时分制指令/响应式多路传输数据总线”的代称,为美国军用标准。上世纪 60 年代时,由导航/平显/武器瞄准系统(INS/HUD/WACS)组成的综合火控系统,配上远距空射武器,使战斗机如虎添翼。粗略的说,单个机载电子设备就类似于计算机局域网 LAN 中的单个计算机,1553 标准类似于通信协议,堪称现代作战飞机电子系统的“脊梁骨”。其核心就在于“标准”二字。有了1553B,雷达光电探测、导航、本机传感、座舱显示、外挂管理和火控计算机等得以完美的联结综合,构成了第三代战斗机标志性的分布式集中控制系统。F-16A 是采用 1553A 标准的第一种作战飞机。 以雷达为例,之前提到的先进的人机界面,需要火控雷达具有复杂的对外接口,同时脉冲多普勒雷达又需要强大的内部接口进行处理运算。

1553B总线电缆网络

MIL-STD-1553B总线全称为飞行器内部时分命令/响应多路数据总线(Aircraft Internal Time Division Command/Response Multiplex Data Bu),它是由美国SAE的AE-9E委员会在军方和工业界的支持下,我国与之对应的标准是GJB289A-97.目前,此标准已经在军用飞机、军用舰艇、陆军武器及工业方面得到了广泛的应用。

MIL-STD-1553B总线全称是:飞机内部时分制指令/响应式多路传输数据总线,采用可屏蔽双绞线传输数据,以串行数字脉冲形式传输信号,其码元数据采用双相曼彻斯特码表示,传输速率为1Mbit/s。一个完整的1553B电缆网络(如图1所示)包括主总线(主干部分)、短接线(连接于各个终端的分支部分)、耦合器(主总线与短接线的连接点)、终止器(连接于主总线两端)。

作为当前宇航电子设备首选的数据总线,国军标以及美军标对1553B总线的测试检验都作了详细说明。依照GJB5186.5、SAE4115以及MIL-STD-1553B标准,1553B总线电缆网络的测试检验需要进行:网络连续性、网络动态故障测试、网络数据链路完整性测试、波形测试—网络定性分析、波形畸变值Vmin、过零点畸变Zcross、波形对称性RtZero等。

其实,测试系统可配置为一个智能的1553B终端测试设备。它可以连接在1553B总线网络的任意一个终端上,然后通过软件控制可以任意工作在BC/RT/BM模式,跟总线网络上其它所有的终端设备进行各种数据通信,从而测试被测终端设备的各个功能是否正常。同时在进行终端设备功能测试时,系统可以注入或检测数据字错误、命令字错误等各种通信错误,从而可以快捷而准确地定位被测终端的功能故障。

1553B总线电缆网络自动测试系统

1553B总线的工作频率是1 Mb/s 。采用曼彻斯特II码,半双工工作方式。主要的硬件部分为总线控制器(BC)、远端终端(RT)和可选用的总线监控器(MT)。一般情况下,这3部分通过1个多路总线接口(MBI)来完成。可把MBI嵌在计算机内。该总线有10种消息格式。每个消息至少包含2个字,每个字有16个消息位,1个奇偶校验位和3个位长的同步头,所有的消息字都采用曼彻斯特II码构成。

1553B总线电缆网络自动测试系统有效地解决了以上问题,可以对1553B总线电缆网络进行全面的定量、定性测试分析,整个过程全自动完成,无须人工干预,最终形成详细的测试分析报告,可大大提高测试效率以及可靠性。

系统设计

本系统采用柜式结构,模块化设计,主要包括有系统人机交互界面,系统控制处理器,1553B总线测试专用控制器,数据采集模块,测试接口面板(实现被测网络的接入)以及打印机(测试结果报表打印)。图2是整个系统的功能框图。



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