复杂电子系统维修设备通用适配器的设计与实现

1 引言

复杂电子系统[1] [2] [3]通常由多个设备组成，工作模式多样，时序配合紧密。为了能及时了解系统内各个设备的工作状态，每个设备内部都设计有BIT 单元，周期性地上报故障信息。为保证BIT 专用硬件电路的可靠性高于功能性能硬件电路一个数量级，工程设计时需保证BIT 专用电路的数量小于总电路的 10% ，因此故障检测的颗粒度较粗，无法覆盖设备的每一个单元，上报的故障信息在设备维修时很难提供具体的定位点。因此，通常需要设计专门的维修设备[4]。

由于每个设备的功能各不相同，接口差异性很大，目前通用的做法是针对每个具体设备设计单独的适配器。这样会导致一个系统的适配器种类多，操作一致性差，维修人员的培训时间长。本文针对这个问题，提出一种通用性的适配器设计方案，可以适用于不同的设备，操作方便，有利于提高维修效率，降低维修成本。

2 设计方案简介

适配器主要由开关量模块、信号产生模块和电源组成，前面板安装大量的指示灯及按键开关，由于系统控制组合及控制台管理组的测试并非同时进行，开关量模块与信号产生模块独立工作，在适配器设计时为其提供不同的电源开关，保证适配器能分时工作。

3 详细设计

3.1 开关量模块

开关量[5]模块主要完成系统控制组合的检测。系统控制组合是通过以太网通讯接口，与跟踪计算机交换数据，为操作手提供复杂系统操控，复杂系统运行状态的人机交互界面。数字开关量输入输出接口，采集复杂系统系统的工作状态。通过按键，完成复杂系统分系统的电源、复杂系统架设撤收、以及复杂系统顶盖的开关控制，天线的升降控制，复杂系统系统锁定的控制。

系统控制组合的检测框图如图 1 所示图 12 开关量模块

开关量模块的 32 路输入信号是系统控制组合的输出信号，分别为电源控制、复杂系统控制、复杂系统准备/撤收控制。

3.2 信号产生模块

信号产生模块生成控制台管理组合检测所需的测试信号，采用 DDS 模块[6]扩展生成 6.5MHz， 1VPP±10% 的正弦波视频信号，用于控制台管理组合的检测。控制台管理组合测试原理框图如下：

3.3 电源模块

适配器在为开关量模块和信号产生模块提供+24V 和+5V 电源的同时，为系统控制组合及控制台管理组合提供+24V 的电源，这两路电源分别有不同的开关电源提供。由于系统控制组合的供电是由开关量模块提供的，因此+24V 电源模块选择时考虑模块的输出电流不应小于3A，控制台管理组合的供电也是由这个模块提供，但系统控制组合和控制台管理组合的检测不是同时进行的，因此 3A 的电流可以满足供电需求，明纬型号为RS-100-24 的开关电源可满足要求；信号产生模块的电源输入为+5V，明纬型号为SD-15B-05 的开关电源可以满足+5V 的电源需求。

4 功能测试与结论

该型通用适配器研制完成后，成功应用于多个设备的维修测试，表现出了广泛的兼容性，产品稳定可靠，易于使用，极大地方便和加快了设备维修进程。

参考文献

[1] 马 林. 雷达协同探测系统新形态与应用研究-复杂电子系统研究[J].现代雷达,2024,46(9):9-17

2] 李威. 复杂电子系统的 FMECA 高效集成分析方法[J]，电子产品可靠性与环境试验，2024,42(3):

[3] 盛 达,徐存亮,钱贵鑫．复杂电子系统多态可靠性评估方法研究[J]．科技创新与应用, 2020(17):139-141

[4] 肖开健，李万玉,游俊,周洪. 某雷达检测维修设备开发与技术研究[J]. 火控雷达技术，2023，52(1):146-150.

[5] 刘 勇，汪 亮等. 开关量信号输出电路和控制方法的研究与应用[J]. 电力自动化，2022 (16):144-149.

[6] 黄浩然,文丰,贾兴中.FPGA 的高精度 DDS 信号发生器设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2022,22(12):75-79.

作者简介

张燕青（1972~），女，高级工程师