BRPI0610962A2 - módulo de teste de compatibilidade eletromagnética de pelo menos uma interface ethernet de alta velocidade embarcada em avião - Google Patents
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Abstract
MóDULO DE TESTE DE COMPATIBILIDADE ELETROMAGNéTICA DE PELO MENOS UMA INTERFACE ETI-IERNET DE ALTA VELOCIDADE EMBARCADA EM AVIãO. A invenção se refere a um módulo de teste de compatibilidade eletromagnética de pelo menos uma interface Ethemet de alta velocidade embarcada em avião, que compreende, por um lado, um cabo (13) de um comprimento inferior a 1 metro, do qual as extremidades são equipadas com dois contatos de avião (14), por outro lado, dois conectores padrão (15) compatíveis de um equipamento de teste padrão (12), e meios de simulação da atenuação de um cabo de teste.
Description
"MODULO DE TESTE DE COMPATIBILIDADE ELETROMAGNÉTICADE PELO MENOS UMA INTERFACE ETHERNET DE ALTAVELOCIDADE EMBARCADA EM AVIÃO"
DOMÍNIO TÉCNICO
A invenção se refere a um módulo de teste de compatibilidadeeletromagnética de uma interface Ethernet de alta velocidade embarcada emavião.
ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR
A certificação de uma rede Ethernet embarcada em aviãoimplica a demonstração da postura eletromagnética dos equipamentos emjogo.
O aumento das freqüências utilizadas, por exemplo 100 Mbit/spara uma rede AFDX ("Avionics Full Duplex Switched Ethernet"), torna oproblema especialmente crucial no domínio de aviônica. Um teste difícil dedominar, visto as freqüências empregadas (10 KHz - 400 MHz), é o teste desuscetibilidade às radiações ("Radio Frequency Conducted Susceptibility").
Um método de teste da arte conhecida, intitulado "BulkCurrent Injection" ou BCI, é descrito no documento referenciado [1] no finalda descrição. Nesse método é utilizada uma instalação de teste similar a umainstalação de avião com um comprimento de cabo de 3,3 metros. Uma injeçãode corrente, que simula uma agressão eletromagnética, é realizada com oauxílio de um toro magnético associado a um cabo. Como ilustrado na curvada figura 1, em uma tal configuração o cabo entra em ressonância na faixa útildo sinal (inferior a 65 MHz), o que acarreta zonas de "sobre teste" (picos detensões muito altos: superiores a cerca de 100 volts) e zonas de "sub teste"(vales de tensões muito baixos: cerca de 60 milivolts).
Com um cabo de 4 metros de comprimento, as freqüênciasentre 20 e 40 MHz são amplamente sub testadas. Um tal modo de realizaçãosó é portanto aceitável para barramentos cujas freqüências de funcionamentoestão situadas abaixo de 20 MHz.
Em contrapartida se o comprimento desse cabo está limitado a50 cm, as primeiras ressonâncias são empurradas mais longe em freqüência(acima de 80 MHz). Entretanto, com um cabo de um tal comprimento, aatenuação do sinal, que desempenha um papel primordial na robustez dosinal, não é levada em consideração.
A utilização de um tal cabo de teste apresenta, por outro lado,um problema de sensibilidade à instalação de teste utilizada: Os resultadosobtidos são, de fato, muito sensíveis notadamente ao comprimento de caboutilizado e à maneira de instalar esse último, o que impede uma execuçãoconfiável e reprodutível.
Para resolver esses diferentes problemas, a invenção tem comoobjeto um módulo de teste de compatibilidade eletromagnética de umainterface Ethernet de alta velocidade embarcada em avião que permite:
- garantir uma consideração da atenuação do sinal,
- evitar sub testar a interface por causa das ressonâncias queaparecem no cabo utilizado no momento do teste.
EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO
A invenção se refere a um módulo de teste de compatibilidadeeletromagnética de pelo menos uma interface Ethernet de alta velocidadeembarcada em avião, caracterizado pelo fato de que ele compreende:
- um cabo de um comprimento inferior a 1 metro, por exemplode um comprimento de cerca de 50 cm, do qual as extremidades sãoequipadas com contatos de avião,
- dois conectores padrão compatíveis de um equipamento deteste padrão, e
- meios de simulação da atenuação de um cabo de teste.
Vantajosamente as extremidades do cabo são equipadas comdois contatos de tipo "quadrax" fêmeas. Os dois conectores são conectores detipo RJ45.
Vantajosamente o módulo da invenção é realizado em umacaixa achatada diretamente sobre um plano de massa com um cobre adesivo,com uma conexão trançada atarraxada nesse plano de massa.
Vantajosamente os meios de simulação de uma atenuaçãocompreendem pelo menos um isolador conectado a um módulo de filtragem.
Em um exemplo de realização vantajoso o módulo da invençãocompreende um cabo de avião próprio para ser ligado a um equipamento sobteste, que compreende um par de fios para emitir, e um par de fios parareceber e, na via de transmissão, um primeiro isolador conectado a umprimeiro módulo de filtragem e, na via de recepção, um segundo isoladorligado a um segundo módulo de filtragem.
Vantajosamente, o módulo de teste da invenção é fácil deinstalar, fácil de utilizar, e permite resultados reprodutíveis apesar das altasfreqüências empregadas.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é uma curva em coordenadas logarítmicas querepresenta um sinal transmitido (em volts) em função da freqüência (emMHz), que ilustra o funcionamento de um método de teste da arte conhecida.
A figura 2 ilustra o módulo de teste de compatibilidadeeletromagnética da invenção, em uma primeira configuração de teste.
A figura 3 ilustra um exemplo de realização do módulo deteste da invenção.
A figura 4 é uma curva em coordenadas logarítmicas querepresenta um sinal (em volts) em função da freqüência (em MHz) que ilustrao funcionamento do módulo da invenção.
As figuras 5 e 6 ilustram duas configurações de teste queutilizam o módulo da invenção.
EXPOSIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃOESPECIAIS
Como ilustrado na figura 2, o módulo de teste decompatibilidade eletromagnética de uma interface Ethernet de alta velocidadeembarcada em avião da invenção compreende:
- por um lado um cabo 13, mais curto do que os cabos de testeda arte anterior por exemplo de menos de 1 metro de comprimento para evitarqualquer atenuação, cujas extremidades são equipadas de dois contatos deavião 14,
- por outro lado dois conectores padrão compatíveis de umequipamento de teste padrão 12, e
- meios de simulação da atenuação de um cabo de teste.
Esse módulo realiza uma interface entre o "mundo avião" (àesquerda na figura) e o "mundo de teste" (à direita na figura). Ele permite umisolamento entre esses dois mundos.
Esse módulo 10 é assim ligado por um lado a um equipamentosob teste 11 que é um computador de avião que se procura testar, por exemploo computador de comandos de vôo, e por outro lado ao equipamento de teste12, que pode ser, por exemplo, aquele descrito nos documentos referenciados[2] (equipamentos de teste Ethernet) e [3] (serviço que permite realizar umteste denominado: "Bit error rate").
Assim para testar uma interface AFDX, esse módulocompreende:
- de lado um cabo 13, por exemplo de um comprimento decerca de 50 cm, cujas extremidades são equipadas de dois contatos de tipo"quadrax" 14 (contatos de aviões) fêmeas, o equipamento (ou "End System")AFDX a testar sendo equipado de contatos machos,
- do outro lado dois conectores de tipo RJ45 15 (interface detipo PC ou "Personal Computer") ligados aos emissores-receptores 16 doequipamento de teste 12, a fim de ser compatível de um equipamento de testedo comércio, e
- um cartão elétrico que simula a atenuação de um cabo deteste.
De acordo com o método de teste BCI, uma injeção decorrente 17 é realizada nas duas vias do cabo 13.
O equipamento de teste 12 pode assim enviar mensagens(Tramas) numeradas 1, 2.....η para o equipamento sob teste 11. Oequipamento sob teste pode então reenviar essas mensagens. O equipamentode teste 12 pode então verificar a identidade entre as mensagens enviadas e asmensagens recebidas. Se não há identidade e uma mensagem está corrompida,há um problema na linha, e o teste não é aceitável.
O equipamento sob teste 11 pode ser munido de uma interfaceEthernet de alta velocidade. Mas o módulo de teste da invenção permite,também, testar simultaneamente duas interfaces Ethernet de alta velocidadegraças a suas duas vias.
A figura 3 ilustra um exemplo de realização do módulo deteste da invenção 10 que permite assim realizar a atenuação do sinal e aproteção eletromagnética das interfaces do equipamento de teste 12.
Essa figura ilustra uma só via de teste, com um cabo de avião20 próprio para ser ligado ao equipamento sob teste 11, que compreende umpar de fios 21 para emitir (Tx), e um par de fios 22 para receber (Rx),conectados em duas caixas 23 e 24.
Na via de transmissão, um primeiro isolador 25, associado aum conjunto 26 de duas resistências R (em paralelo para poder suportar umacorrente grande) e de uma capacidade C, é conectado a um primeiro módulode filtragem 27 composto por duas resistências de filtragem RF e por umacapacidade de filtragem CF, ele próprio ligado a uma caixa 28.
Do mesmo modo na via de recepção um segundo isolador 30,associado a um conjunto 31 de duas resistências R em paralelo e de umacapacidade C, é ligado a um segundo módulo de filtragem 32 conectado auma caixa 33.
O equipamento de teste 12 é ligado às caixas 28 e 33 por umcabo Ethernet padrão 35 que é o mais curto possível.
A regulagem dos componentes RF e CF permite ajustar o valorda atenuação desejado, em função do comprimento do avião.
Um tal módulo permite obter o sinal ilustrado na figura 4, noqual as primeiras ressonâncias (zonas de sobre teste e zonas de sub teste) sãoempurradas para além de 80 MHz.
O nível de teste passado em equipamentos de avião é bemsuperior a 75 mA na faixa 10 KHz-400 MHz como definido no capitulo 20.4do documento referenciado [1].
O módulo de teste da invenção pode ser utilizado em trêsconfigurações de teste diferentes.
- Em uma primeira configuração ilustrada na figura 2, ainjeção de corrente é realizada no cabo 13.
- Em uma segunda configuração ilustrada na figura 5, omódulo de teste 10 da invenção é realimentado em laço no equipamento sobteste 11 com o auxílio de um cabo 37, que liga uma saída desse módulo a umaentrada do equipamento 11. A injeção de corrente 17 ocorre no cabo 36.
- Em uma terceira configuração ilustrada na figura 6, o módulode teste da invenção 10 tem suas duas saídas ligadas entre si com um cabo deligação 38 que é o mais curto possível que liga os dois contatos 15.
Em um exemplo de realização AFDX, o módulo de teste dainvenção apresenta as seguintes características:
- Ele permite testar dois equipamentos sob teste 11 ao mesmotempo (4 portas AFDX) na primeira configuração de teste.
- O cabo 13 utilizado no lado do equipamento sob teste é umcabo de cerca de 50 cm de comprimento, cujas extremidades são adaptadascom contatos 14 de tipo "quadrax" fêmea.
- A conexão no lado do equipamento de teste é feita através deconectores 15 de tipo RJ45.
- Uma encapsulação robusta e condutora em uma caixapermite uma boa ligação desse módulo. Essa caixa oferece duas conexões aoplano de massa classificadas por ordem de preferência para garantir umaconexão ótima:
• uma caixa achatada diretamente sobre o plano de massa comum cobre adesivo,
· uma conexão trançada para ser atarraxada no plano de massa.
REFERÊNCIAS
[1] Documento de normalização internacional RTCA / DO-160 (capítulo20, "Radiofrequency Susceptibility" páginas 20-1 a 20-25, 29/7/1997).
[2] http ://www. spirentcom.com/analysis/product product. cfm?PL=3 3 &PS-46&PR=378 íSpirent Communications, "Smartbits Metro Etrhernet")
[3] http://www.spirentcom.com/analvsis/technology.cfm?wt=2&az-c=ss&SS=42 íSpirent Communication, BERT ou "Bit Error Rate Testing")
Claims (7)
1. Módulo de teste de compatibilidade eletromagnética de pelomenos uma interface Ethernet de alta velocidade embarcada em avião,caracterizado pelo fato de que ele compreende:- um cabo (13) de um comprimento inferior a 1 metro, do qualas extremidades são equipadas com dois contatos de avião (14) próprios paraser ligados a um equipamento sob teste (11) que compreende uma talinterface,- dois conectores padrão (15) compatíveis de um equipamentode teste padrão (12), e- meios de simulação da atenuação de um cabo de teste.
2. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o cabo (13) tem um comprimento de cerca de 50 cm.
3. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que as extremidades do cabo (13) são equipadas com dois contatos detipo "quadrax" fêmeas.
4. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que os dois conectores são conectores (15) de tipo RJ45.
5. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que ele é realizado em uma caixa achatada diretamente sobre umplano de massa com um cobre adesivo, com uma conexão trançada nesseplano de massa.
6. Módulo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que os meios de simulação de uma atenuação compreendem pelomenos um isolador (25, 30) conectado a um módulo de filtragem (27, 32).
7. Módulo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de que ele compreende um cabo de avião (20) próprio para ser ligado aum equipamento sob teste (11), que compreende um par de fios (21) paraemitir, e um par de fios (22) para receber e na via de transmissão, umprimeiro isolador (25) conectado a um primeiro módulo de filtragem (27) e,na via de recepção, um segundo isolador (30) ligado a um segundo módulo defiltragem (32).
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