某型飞机控制耦合交联部件419 总线电压幅值超差故障分析

1 引言

某型飞机控制耦合交联部件机上故障频发，故障定位困难，为了加大修理深度、提高产品修理质量，本文结合自己的修理经验，对某型控制耦合交联部件一起典型故障进行故障分析。

2 电路原理分析

2.1 故障现象分析

某型控制耦合交联部件，在 419 总线信号测试中，419H 的负脉冲与 419L 的正脉冲幅值合格，但 419H 的正脉冲与 419L 的负脉冲幅值为( 4.2～4.3)V ，小于工艺要求的 4.5_-0.1^+1.0V 。

419 总线信号为串行双极性归零码。经判读 419 信号的各位数据正确，但脉冲幅值超差。可推断：故障发生在数码变换器中的并行码变换为串行码电路的输出级。数码变换器在控制与耦合板上，其用于并行与串行码间的相互转换。

2.2 原理分析

2.2.1 电路功用概述

数码变换器上的串行码输出电路由稳压电路、模拟开关和 419H/L两路放大电路组成，用于将单极性归零串行码转化为双极性归零串行码，功用如下：

（1）模拟开关 D13 数据输入端的高电平由稳压管 VD1 稳定在约8.3V，输入的低电平接地（0V）。

（2）模拟开关 D13 的输入 B 控制 419 H/L 的零电平， A 控制 419H/L 的正负脉冲，即：

B=0 时，输出419H/L 的零电平间隔；

B=1 ， A=0 时，419H 输出负脉冲，419L 输出正脉冲；

B=1 ，A=1 时，419H 输出正脉冲，419L 输出负脉冲。

（3）从模拟开关 D13 的输出端至 419H/L 输出端的电压放大倍数约为 0.590，是正相还是反相放大器由 D13 的输入 A 决定。等效电路不同，但放大倍数的绝对值一致，即：

A=0 时，419H 等效反相比例放大器，419L 等效同相比例放大器；

A=1 时，419H 等效同相比例放大器，419L 等效反相比例放大器。

（4）从 419H/L 幅值的工艺要求值 (4. 4～5.5) V，可推出 D13 输出端（3、13 脚）的电压幅值范围应为 7.462V～9.328V 。

2.2.2 计算推导

419H/L 两路输出为双极性归零串行码。对于 419H：正向脉冲对应逻辑1，负向脉冲对应逻辑0，相临脉冲间有零电平间隔。而419L 反之。

对D13 模拟开关，由于其使能端 c=0 ，D13 上电后始终导通有效。

（1）当 B=0 时

, 419H/L 两路都输出双极性归零码的零电平间隔（0V）。即：在B 端输入周期性方波，就可以将A 端的单极性非归零码变换成Y 端（同逻辑）和X 端（反逻辑）的单极性归零码。

（2）当 B=1 ， A=0 时

当 (B,A)=(1,0) ）时， (X,Y)=( （高电平,0），419H/L 电路等效如下：1）419H 电路

D16 运放同相端过 RC 接地，电路等效为反相比例放大电路。D18.1与D19.1 构成功率放大电路。419H 电路输出双极性归零码的负脉冲。

其中：D16 运放的开环增益足够大，以抵消 R31 和 R22 引起的反馈深度的减小。放大倍数：

由于419H 的幅值工艺要求为 (4.4～5.5)V ，则 Ui(D13 的 X 输出端 13脚) 的幅值范围应为

2）419L 电路

D17 反相端过 R26 接地，电路等效为同相比例放大电路。D18.2 与D19.2 构成功率放大电路。419L 电路输出双极性归零码的正脉冲。

其中：D17 运放的开环增益足够大，以抵消 R33 和 R25 引起的反馈深度的减小。

放大倍数：

（式中： R27+R29=R26+R32 ）

由于 419L 的幅值工艺要求也为（ 4.4～5.5 ） V ，则 Ui（D13 的 Y输出端3 脚）的幅值范围也为：

（3）当 B=1 ， A=1 时

当时， (X,Y)=Ω(0) ，高电平），与上述类似：

419H 电路等效成同相比例放大器，放大倍数约为，输出

正脉冲；

419L 电路等效成反相比例放大器，放大倍数约为输出负脉冲；

3 故障分析及排除

3.1 故障分析

由于 419H/L 的基准电平由稳压管 VD1 提供，若 D13 输入的 A 和 B在 D13 的噪声容限范围内偏低，则不会影响其输出的幅值。若输入的 A和B 低过D13 的噪声容限，则输出的数字量也应有误，但实际判读数字量合格。由此，故障可能有以下3 点原因：

（1）稳压电路的基准电压偏低；

（2）模拟开关输入输出间压差偏大；

（3）放大电路放大倍数偏低。

幅值偏低的是 419H 输出的正脉冲与 419L 输出的负脉冲。这时 D13模拟开关的输入为 B=1 ， A=1 。此时D13 模拟开关的输出X 接地（0V），输出Y 接稳压管稳定的高电平。

若稳压管 VD1 稳压偏低，则 D13 模拟开关的输出 X,Y 均应偏低，经放大输出的 419H/L 正负脉冲共 4 种幅值也都应偏低，而实际有 2 种合格。并且测量故障板与合格板的稳压管VD1 稳定的直流电压接近，都为8.37V。故排除原因1。

对比测量 D13 模拟开关的输出，模拟开关 D13：3（Y）输出电压偏低，小于 7.462V～9.328V 。并且偏低的电压经放大，理论的幅值应为：0.590× （ 7.2～7.3 ） V，与故障板实测值相近，因此，可先排除原因 3。故障的原因是模拟开关 D13 的输出 3 脚与输入4 脚间压降过大。