FSD―40DME电源模块故障导致监控失效的分析

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摘 要：测距仪是国际民航组织规定的近程导航设备，它提供航空器相对于地面测距仪台的斜距。当测距仪与仪表着陆系统配合使用时，测距仪可以替代指点信标，以提供飞机进近和着陆的距离信息。本文在此介绍fsd-40型号测距仪电源模块故障导致监控失效的实例，讲解TPS模块与各板件之间的相互关系，为该型号设备的维护维修人员提供一些借鉴。

关键词：测距仪 FSD-40 电源 故障 TPS

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0041-02

测距仪（distance measuring equipment）系统是通过询问应答方式来测量距离的。当测距仪与仪表着陆系统配合使用时，测距仪可以替代指点信标，以提供飞机进近和着陆的距离信息[1]。DME系统的主要组成部分，机载测距机发射射频脉冲对信号，所谓的询问信号；测距信标台的接收机收到这一询问信号后，经过固定延迟，由发射机产生相应的应答信号发射出去；机载测距机在接收到地面射频脉冲对后，可由距离计算电路根据询问脉冲与应答脉冲之间的延迟时间，计算出飞机到地面信标台之间的视线距离。

1 FSD-40设备简介

FSD-40测距机由意大利THALES公司生产，具备遥控、本地电脑实时监控功能。通过电脑可以实时监控设备运行状态、具有控制转换主备机、关机、查看和修改各种重要参数等功能。FSD-40测距仪[2]主要由I/O系统、控制系统、监控系统、脉冲收发信机、RF通道、外部连接接口系统、电源系统、天线和计算机组成，如图1所示。

主要模块的功能如下：I/O系统功能是可以利用计算机和/或控制（INC）模块控制、监视信标及相关合装设备；通过专用或交换电话线连接到一个或多个远程控制中心；控制系统功能是用来协调构成设备的各个组的所有操作，它通过I/O系统与操作员进行交互，执行与命令和预置相关的操作，并提供与设备操作情况相关的信息；监控系统的作用是对脉冲收发信机进行测试以及测量它们的回答，并将测量结果送到控制器用来检查设备操作是否正确；脉冲收发信机的作用是接收机载询问信号并进行处理后，延时产生应答信号经调制放大送至天线发射；电源系统则为整个设备提供工作电源。

2 故障现象

值班室FSD-40监控界面突然连接不上，立即通报塔台并请求塔台转告飞机观察DME信号是否正常，飞机反映信号正常。值班员立即赶到位于本场的下滑设备机房，发现设备并没有换机、关机的记录，但有四个板件的指示灯显示异常，分别为：一号机的TPS-M板件、控制器CTR1和CTR2、数字信号监控器MRA，并且在本地端接入监控计算机，无法与设备进行正常通讯。重启设备后，故障现象依旧存在，通过塔台询问机组是否接收到地面信标台的应答信号，机组反映信号正常。对TPS-M板件进行复位，故障现象消除，指示灯均恢复正常，本地端接入计算机，恢复与设备的正常通讯。登入监控软件后，监控主界面出现“MON 1 FAULTY”，应答延迟、应答效率等参数正常。由一号机切换至二号机，“MON 1 FAULTY”字样消除，监控器参数均正常。再由二号机切换至一号机，设备通讯和监控参数均正常。观察设备运行三十分钟后，故障现象重新出现。

3 故障分析

因为在本地端接入计算机后仍然无法与设备进行通讯，故初步怀疑为IRS（RS-232接口）故障。IRS（RS-232接口）模块是信标的接口，它提供的RS-232C串行接口，是为了LCSU单元与主控制器（CTR）之间能够进行通信。IRS模块提供了两个串口，一个为SK1（独立的）供本机连接使用，一个为SK2（LCSU）供远程连接使用。通过后面对TPS-M进行复位后，设备恢复正常且本地端接入计算机能够正常通讯，排除了IRS和从设备机房至值班室的传输线路出现故障的可能。

结合控制器CTR1与CTR2指示灯情况，控制器CTR1的LP1灯和LP2灯均灭，控制器CTR2的LP1灯和LP2灯均亮。而LP1灯亮表示此控制器为主控制器，灭表示此控制器为从控制器。LP2灯只对从控制器才有意义并且表示此控制器上的EEPROM正在进行更新。控制系统由两个控制器CTR1、CTR2组成，系统默认CTR1为主控制器。一旦系统检测CTR1出现故障或者内存不正确，便会自动将CTR2变为主控制器，CTR1成为从控制器，并且更新其内存以匹配CTR2的内存。故障现象说明主控制器从CTR1切换至CTR2，并且CTR2更新其内存以匹配CTR1，表明CTR1板可能出现故障。

监控器MRA板上LP1灯灭表示识别码传输异常。监控器MON由伪询问器MIN、MRB、MRA组成，如图2所示，在设备重启后询问机组，机组反映信号正常。由此可见，MRA板的故障并没有影响DME收发信机的正常工作，由于两个监控器工作在逻辑与[3]的状态，即当一个监控器故障时，信标仍可以工作。只有当两个监控器告警故障时，才能产生换机或者关机动作。由此故障现象表明MRA板也可能故障。

通过复位TPS-M板后，设备恢复正常，可基本判断为TPS-M板故障导致此次监控失效。TPS模块为DC/DC的电源模块，为设备提供+5 V、+15 V、-15 V的稳定电压，此模块接受从BCPS提供的53 V直流电压或者由电池组提供的48 V直流电压。而TPS-M模块是为有关的监控器和相相对应的CTR模块供电，TPS-T则为相应的收发信机模块供电，这就可以解释为什么故障不影响信号的收发。一号机的TPS-M为CTR1、MON1提供+5 V、+15 V、-15 V的工作电压。在第二次故障重现时，技术人员测量了TPS-M上的TP1、TP3、TP4、TP5四个测试点，电压值均异常，基本可判断TPS-M板故障引起了此次监控失效和导致CTR1/MON1板件不加电。又因为CTR1模块提供了对I/O系统进行管理的功能以及和两个监控器、双工器进行通信的TTL接口，如图3所示，故在CTR1/MON1下电后影响了设备与监控计算机之间的通讯，导致不能登录监控软件。更换TPS-M板件，故障排除，后续观察设备运行稳定再无故障现象出现。

4 结语

由于FSD-40dme这套设备服务年限太久，设备板件老化严重，相应的监控软件功能不齐全，是此次故障的间接原因。直接原因是由于一号机的DC/DC电源模块TPS-M故障导致CTR1、MON1（MIN、MRA、MRB）下电不工作，而CTR1板上提供了对I/O系统进行管理的功能以及和两个监控器、双工器进行通信的TTL接口，CTR板件不加电使I/O系统工作异常，造成计算机无法与设备进行通讯。总结此次故障排查和分析过程，当同型号设备出现类似故障现象时，倘若故障中出现电源模块异常，应优先考虑是否是设备给各模块的供电出现故障，对可能故障的电源模块进行排查，迅速排除故障恢复设备。

参考文献

[1] 魏光兴.通信、导航、监视设施[M].成都：西南交通大学出版社，2004，6：97-100.

[2] ALCATEL公司.FSD-40/45 DME GROUND BEACON TECHNICAL MANUAL[Z].1995.

[3] 王毓银.数字电路逻辑设计[M].北京：高等教育出版社，1999：12-14.