２０１４年第２期 （总第７４期） 桂林航天工业学院学报 Ｊ（）ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＩＬＩＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＡＥＲＯＳＰＡＣＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ信息与电子工程 甚高频通讯收发机典型故障及其排故分析 钱伟 （中国民用航空飞行学院杨江 王海斌 飞机修理厂，四川 广汉６１８３００） 摘 要ＫＸ１６５甚高频通讯收发机是通用航空飞机必备的机载电子设备，ＫＸ１６５由于集成功能多，信号交联复杂，且 传输信号多以模拟信号进行传输，给故障隔离与排除工作带来较大的困难。论文利用统计分析方法分析了 ＫＸ１６５甚高频通信导航收发机的常见故障：不工作，灵敏度低、ＶＯＲ／ＬＯＣ指示误差大，下滑信标（ＧＳ）失效， 显示故障等，并结合故障统计得到了接收机通信故障的排故分析流程，能够对其它类型机载电子设备的维护 有一定借鉴意义。 关键词甚高频；机载电子；故障检测 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５—４８５９（２０１４）０２—００９５—０４ 中图分类号：ＴＮ９６ 甚高频通讯收发机是通用航空飞机必备的机 １机载甚高频无线电系统组成原理及故障 载电子设备，对于保障飞机安全飞行具有重要作 统计信息 用。机载甚高频（ＶＨＦ）无线电系统主要由甚高频 ＶＨＦ电波由于传播频率高，以空间波传播方 通信系统、仪表着陆系统（ＩＬＳ）、甚高频全向信标 式为主，表面波衰减快，传播距离近，且容易受到地 系统（ＶＯＲ）组成。机载甚高频无线电设备主要用 形，建筑物的影响，致使连续发射功率高达：５ｗ至 于飞机地空通信，飞机与飞机之间通信，飞机导航 几十瓦。而国际民航组织（ＩＡＣＯ）规定的机载接 及机场着陆导航。ＫＸ１６５甚高频通信导航收发机 收机的通信灵敏度一般至少为２ｔ￣Ｖ（Ｓ／Ｎ为６ｄＢ）。 是霍尼韦尔Ｂｅｎｄｉｘ公司出品的一款集成了通信收 同时满足长时间高功率发射及具有较高的接收灵 发机、ＩＬＳ导航接收机、ＶＯＲ接收机的多功能收发 敏度的甚高频（ＶＨＦ）通信收发机是故障概率最高 机，被广泛加载于多种通航飞机上用于通信导航。 的机载电子设备之一。 由于Ｋｘ一１６５将通信接收、发射板，导航接收板， Ｋｘ一１６５通信导航收发机集成了通信／导航 ＶｏＲ接收转换板，ＩＬＳ的下滑信标（Ｇｓ）与航向信 接收机，下滑信标接收机及ＶＯＲ／ＬＯＣ转换板，显 标（ＬＯＣ）接收转换板等多个电路板集成于一套系 示控制面板及其它信号Ｉ／Ｏ口等，图１为ＫＸ１６５ 统中，极大地提高了系统的交联复杂程度，同时也 简框图。其通信频率工作在１１８．ＯＯＭＨｚ一 给故障隔离与排除工作带来较大的困难，如何准确 １３７．９７５ＭＨｚ，频道间隔２５ＫＨｚ，有７６０个频道。 快速的查找故障源及隐性故障也是航空电子设备 ＶＯＲ／ＬＯＣ导航接收机工作率频为１０８．Ｏ０ＭＨｚ一 维修人员一直在寻求解决的难点。 １１７．９５ＭＨｚ，频道间隔５ＯＫＨｚ，有２００个频道。ＧＳ 论文对中国民航 行学院近五年的ＫＸ１６５甚 下滑导航接收机工作频率为３２９．１５ＭＨｚ一 高频通信导航收发机故障进行统计分析，总结出了 ３３５．００ＭＨｚ，频道间隔１５０ＫＨｚ，有４Ｏ个频道。各 ＫＸ一１６５甚高频通信导航收发机的典型故障；并 接收机天线相互独立，工作一般互不影响。ＶＨＦ 通过实践总结给出了排故推理分析流程，以期为该 工作频率选择通过显示控制面板上旋钮进行操作， 类机载电子设备的维护，维修检测提供借鉴。 频率合成器采用五中取二方法，将十进制数转换为 ＢＣＤ码，再转换成调谐数据合成所需频率并产生 调谐电压控制预选回路及本振频率。ＶＯＲ／ＬＯＣ ＊基金项目：中国民用航空飞行学院青年基金项目《甚高频通信导航收发机典型故障特征的提取与诊断》（编号 作者简介：钱伟，男，四ＪＩＩ峨边人。硕士，助理工程师。研究方向：机载航空电子设备故障检测。 ９５ Ｑ２Ｏｌ２—００８）。 ＊＊２０１４年第２期 、 桂林航天工业学院学报 （总第７４期） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＩＬＩＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＡＥＲＯＳＰＡＣＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ钱伟杨江王海斌／文 ２．１ 显示故障 独立，因此正常情况下通信接收机、导航接收机、 显示故障主要是机件在通电过程中出现不显 ＧＳ下滑接收机之间的故障相互不影响。 示，显示错误信息等故障。ＫＸ１６５采用气体放电 ＶＯＲ／ＬＯＣ、ＧＳ都属于导航系统，出现故障都表现 显示面板，工作电源电压高达约２００Ｖ，因此器件故 为导航功能失效不收旗，导航指示误差大。 障率较高。显示故障的主要原因涉及电源供电，显 ＬＯＣ／ＧＳ属于盲降系统，用于对飞机进近着陆进 示驱动，显示面板等。其中电源故障与显示面板故 行引导，如果指示错误可能会引起飞机跑道对不 障能够快速的进行判断隔离，显示驱动故障则需要 准，俯仰角过低撞机等严重安全问题。与通信系统 根据所反映的故障信息，重点对显示系统的ＣＰＵ， 失真故障类似，该类故障需要从信号输入到输出进 显示板高压驱动模块，字符字段驱动模块及相应的 行仔细分析，先定位到框图，再定位到故障点。与 匹配电路进行检测。测试时需要借助示波器对驱 通信电路失真不同的是，导航电路涉及到信号的逻 动阴极阳极的脉冲信号进行检测，如果时序错误或 辑运算及积分微分运算，在电路原理上要比一般通 脉冲电压脉宽，幅值不在正常范围很有可能出现乱 信电路复杂。 码，不显示等故障现象。 ２．５外观故障 ２．２机件不工作 外观故障主要是由于外力或者不恰当的使用 机件整机通电不工作主要是由电源引起，此类 使旋钮开关，按钮等失效，失效后直接更换即可。 故障需要重点监测机件耗电电流，很大一部分是由 于飞机电源过冲导致的保险丝或者器件失效。也 ３ 排故分析 有一部分机件是由于电源本身工作不正常，应该重 论文对ＫＸ１６５通信导航收发机的通信电路板 点检测开关电源模块，对开关脉冲，输人输出电压 的通信系统失真多发性故障进行了故障排故分析。 范围进行测试验证。由于开关电源工作在反馈回 统计故障的隔离方法从繁入简，先定位到模块电 路状态，测试过程中不能断开回路进行故障诊断， 路，再通过常规排故方法定位到单元器件。在排故 容易引起脉宽过宽导致输出电压过高等现象。 中可以融合智能故障诊断方法，如故障树分析法， ２．３ 通信失真 信息融合算法，神经网络算法等以加快排故效 通信失真是指在ＶＨＦ语音通话过程中出现 率＿３ ］。引起通信接收机通常的无音频或音频失 听不清现象，出现此类故障对飞行安全有重大音 真故障原因主要有以下五种，针对每种失效原因论 响，所以在检测过重中每一项性能参数都必须符合 文从历史经验的角度给出了故障分析流程，具体如 维修手册的要求。通信失真主要源于通信接收机 下： 接收灵敏度低，ＫＸ１６５手册规定的通信接收灵敏 ３．１ 电源部分 度为２ Ｖ，对灵敏度的要求很高。引起灵敏度低 整机或局部电路供电故障，原因可能有电源保 的主要故障大多由于射频信号衰减严重，接收电路 险丝烧断、电源线或插头断线，以及电源变压器、调 失谐，检波电路、音频电路故障。故障涉及到从输 整管、滤波电容击穿损坏等。由于电源采用开关电 入到音频输出的所有线路及器件，排故工作最为困 源设计，变压器抽头较多，检测时要对电源的每一 难。对于此类故障要对接收机电路每一个模块电 路输出进行验证，在某路电源无输出或输出不正确 路的工作有比较清晰认识，同时要能找准关键节点 时，要重点排查整流二极管及滤波电容。 对电路系统进行模块化划分，对电路的每一个模块 ３．２射频信号处理电路 分别进行定位与隔离，逐渐减小排故范围定位故障 射频信号输入接收机之前需要有谐振网络对 点。 射频信号进行选频，调谐电路是否匹配对设备工作 ２．４ ＶＯＲ／ＬｏＣ，ＧＳ故障 影响很大，另外谐振网络多由线圈构成，长时间在 ＶＯＲ／ＬＯＣ，ＧＳ故障统称为导航故障，由于 复杂飞行环境下工作容易引起输入电路开路，造成 ＶＯＲ／ＬｏＣ导航共用一个接收机因此故障一般同 信号中断或输入缓冲器工作异常。选频后的射频 时出现，ＧＳ接收机在ＫＸ１６５中属于选装部件，独 信号需要通过混频管对信号进行变频，混频管重点 立工作。由于接收机各个信号天线独立，接收系统 检测本振信号及输出后的中频信号，本振频率调谐 ９７ ２０１４年第２期 桂林航天工业学院学报 （总第７４期） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＩＬＩＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＡＥＲＯＳＰＡＣＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ钱伟杨江王海斌／文 电压不正确、压控振荡器ＶＣＯ谐振故障及混频管 失效都将引起后端输出错误。 ３．３ 中频部分 ３．５ ＡＧＣ电路工作异常 ＡＧＣ电路工作异常会使ＡＧＣ失控，使中频放 大器出现饱和或输出幅度过大，从而影响中频解调 中频电路通常需要通过多个中频谐振电路，由 电路的正常工作，使得输出信号失真过大，对于 于晶振或电感老化失谐将使得信号衰减增加造成 ＡＧＣ故障情况下，加大射频信号幅度，音频响应会 输出异常或不工作。中频变频后需要通过鉴频器 出现较大的偏移。 对信号进行锁相，锁相环鉴频器的ＶＣＯ振荡回路 参数改变，会使ＶＣＯ的振荡频率超过环路的跟踪 ４ 结束语 范围，造成环路失锁，因而无法解调出音频信号。 原，所以除非必要一般不需要对其进行调整。 ３．４解调电路 对于复杂的电路系统的故障隔离与维修，需要 故。先外后内主要是对外部或者表面仔细观察有 中频谐振网络一般由多个中周组成，调整后很难复 按照先外后内，先大后小，先易后难的原则进行排 无明显故障，避免拆卸器件带来新的故障；先大后 解调电路通常与功放电路一起对调制的音频 小、先易后难就是检修应该按照部、级、路、点的顺 信号进行解调并解调放大，在检测无音频输出或失 序，逐步缩小范围来定位故障，以避免检修过程中 真较大时，可以通过注入音频信号判断解调功放电 误判断造成的走弯路现象。在检修过程中还要注 路是否正常，音频放大电路采用丙类放大器进行放 意记录，事后对故障原因、排故流程进行分析，不断 大，检测中常出现放大管运放参数不匹配导致饱和 积累经验。 失真或运放管失效出现音量低或无音量的情况。 参考文献 ［１］ 马存宝．民机通信导航与雷达Ｉ－Ｍ］．西安：西北工业大学出版社，２００４． ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｍａｎｕａｌｒＺ］．Ｂｅｎｄｉｘ ｋｉｎｇ，２０００． Ｅ２］ ＫＸ１６５／１６５Ｉ［３］ 孙永奎，陈光，李辉．基于可测性分析和支持向量机的模拟电路故障诊断［Ｊ］．仪器仪表学报，２００８ （６）：１１８２—１１８６． －Ｊ－１．测控技术，２００３（７）：１．３． ［４１ 杜鑫，唐大全，杨应成．模拟电路故障诊断技术的发展Ｉ（责任编辑陈葵唏） ９８