CN103234534A - 一种飞机无线电罗盘接收机灵敏度测试方法 - Google Patents

一种飞机无线电罗盘接收机灵敏度测试方法 Download PDF

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梁欣
刘雯
余军强
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Abstract

本发明属于航空测试技术领域,特别是涉及到一种测试飞机无线电罗盘接收机收讯灵敏度的方法。本方法利用到飞机无线电罗盘地面仿真及测试系统,该系统包括一个综合试验器、分别与综合试验器连接的电源模块、激励模块、显示测试模块、被测对象。本方法可在通用仪器上实现专用设备对无线电罗盘接收机的灵敏度进行测试;能够对某型飞机所采用的新型罗盘控制盒进行仿真,在缺少配套控制盒的情况下也不影响罗盘接收机相关性能的测试。本发明为普通测试人员屏蔽掉了繁琐的设置及操作步骤,固化的测试流程保证试验的可重复性。本发明可以由软件自动完成各参数测试,测试精度高,试验条件一致性好,测试速度快。

Description

一种飞机无线电罗盘接收机灵敏度测试方法
技术领域
本发明属于航空测试技术领域,特别是涉及到一种飞机无线电罗盘接收机灵敏度测试方法。
背景技术
由于飞机成品的特殊性,其相关的地面检测设备通常为专用仪器,这些测试设备往往扩展性差,例如只能实现特定型号成品的测试,无法满足某型飞机各类成品型号繁多的测试需求;各种参数设置繁多,操作人员必须经过专业培训才能顺利操作,一旦某参数忘记设置或者设置错误,便会导致无法使用的情况;无线电罗盘控制盒的仿真是基于旧式的二进制编码控制盒,无法对某型飞机安装的新型控制盒进行仿真;检测设备中大量存在各种专用电路或专用仪器。给之后的使用和维护带来极大麻烦。现有的无线电罗盘检测设备由于使用了过多的专用电路及仪器,损坏后多方修理无果,最终只能报废处理。
使用通用仪器完成专用测试最关键的便是方法,然而国内外大部分厂商都将测试方法视为企业秘密,轻易不对外公开,目前尚未查询到任何公开资料。无线电罗盘也面临同样的问题,厂家只定义了罗盘接收机灵敏度,却并没有公开其测试方法。再加上飞机成品专业面窄,专业性强的特点,在缺少测试方法的情况下,只能选择厂家提供的专用测试设备。
发明内容
发明目的:提供一种飞机无线电罗盘接收机灵敏度测试方法,能够自动完成各参数测试,测试精度高。
技术方案:一种飞机无线电罗盘接收机灵敏度测试方法,利用到飞机无线电罗盘地面仿真及测试系统,该系统包括一个综合试验器1、分别与综合试验器1连接的电源模块2、激励模块3、显示测试模块4、被测对象5,所述综合试验器1包括供电模块101、接口模块102、通路切换模块103、显示模块104,供电模块101与接口模块102提供被测对象5所需的电源,接口模块102连接被测对象5及显示测试模块4,通路切换模块103实现被测对象5各种测试状态的切换,所述电源模块2给被测对象5提供115V、400Hz交流电以及28V直流电,给其他模块提供220V、50Hz交流电,所述激励模块3包括高频信号源301以及与其连接的系统仿真射频天线302,所述显示测试模块4包括计算机401以及插入到计算机401扩展槽内的数据采集卡402、GPIB卡403、ARINC429总线卡404,还包括ARINC407输出指示器405,所述被测对象5包括罗盘接收机501、罗盘接收机控制盒502以及组合天线503,包括以下步骤:
步骤一、初始化:对数据采集卡402、GPIB卡403、ARINC429总线卡404进行初始化设置;
步骤二、仿真:使用ARINC429总线卡404仿真罗盘接收机控制盒502的控制数据,包括罗盘接收机501的工作频率及工作模式,此时的罗盘接收机501的工作频率即为当前测试点;
步骤三、设置高频信号源301参数:对高频信号源301工作频率、调制模式、调制深度、调制频率以及输出电平进行设置,使得高频信号源301工作频率与罗盘接收机501的工作频率一致;
步骤四、打开控制高频信号源301调制信号,输出步骤三所设置参数的信号,通过数据采集卡402采集罗盘接收机501输出的音频电压信号,计算音频电压信号的有效电压值U1;
步骤五、关闭控制高频信号源301调制信号,通过数据采集卡402采集罗盘接收机501输出的音频电压信号,计算音频电压信号的有效电压值U2;
步骤六、判断罗盘接收机501输出的音频电压信号的信噪比,若不满足罗盘接收机501自身的技术要求,则增大高频信号源301的输出电平,返回到步骤四;反之,则说明此时高频信号源301得输出电平为罗盘接收机501的灵敏度;
步骤七、判断所有测试点是否均已测试完成,若完成,则关闭数据采集卡402、GPIB卡403、ARINC429总线卡404,结束测试,否则,返回步骤二,改变罗盘接收机501的工作频率,对下一测试点进行测试。
有益效果:本发明可在通用仪器上实现专用设备对无线电罗盘接收机的灵敏度进行测试;能够对某型飞机所采用的新型罗盘控制盒进行仿真,在缺少配套控制盒的情况下也不影响罗盘接收机相关性能的测试。本发明为普通测试人员屏蔽掉了繁琐的设置及操作步骤,固化的测试流程保证试验的可重复性。本发明可以由软件自动完成各参数测试,测试精度高,试验条件一致性好,测试速度快。此外,本方法除使用飞机无线电罗盘地面仿真及测试系统外,在其他硬件条件下稍加修改也能完成同样测试。
附图说明
图1是飞机无线电罗盘地面仿真及测试系统原理框图;
图2是综合试验器原理框图。
其中,1-综合试验器,2-电源模块,3-激励模块,4-显示测试模块,5-被测对象,6-600Ω阻抗耳机,101-供电模块,102-接口模块,103-通路切换模块,104-显示模块。
具体实施方式
下面结合附图及实例对本发明做进一步详细描述,请参阅图1至图2。
如图1至图2所示,本发明利用到飞机无线电罗盘地面仿真及测试系统,该系统包括一个综合试验器1、分别与综合试验器1连接的电源模块2、激励模块3、显示测试模块4、被测对象5,所述综合试验器1包括供电模块101、接口模块102、通路切换模块103、显示模块104,供电模块101与接口模块102提供被测对象5所需的电源,接口模块102连接被测对象5及显示测试模块4,通路切换模块103实现被测对象5各种测试状态的切换,所述电源模块2给被测对象5提供115V、400Hz交流电以及28V直流电,给其他模块提供220V、50Hz交流电,所述激励模块3包括高频信号源301以及与其连接的系统仿真射频天线302,所述显示测试模块4包括计算机401以及插入到计算机401扩展槽内的数据采集卡402、GPIB卡403、ARINC429总线卡404,还包括ARINC407输出指示器405,所述被测对象5包括罗盘接收机501、罗盘接收机控制盒502以及组合天线503。
具体测试步骤如下:
步骤一、初始化:对数据采集卡402、GPIB卡403、ARINC429总线卡404进行初始化设置;这些初始化包括设置数据采集卡402的采样率、通道、最大范围、分辨率等参数;高频信号源301与GPIB卡403通信的地址;ARINC429总线卡404的发送和接收速率、奇偶校验位等。
步骤二、仿真:使用ARINC429总线卡404仿真罗盘接收机控制盒502的控制数据,包括罗盘接收机501的工作频率及工作模式,此时的罗盘接收机501的工作频率即为当前测试点。由于罗盘接收机控制盒502的控制数据是低速ARINC429数据,因此需在步骤一的初始化中将ARINC429总线卡404接收通道的速率设置为12.5kbps。控制码第12位为1时表明罗盘接收机501工作在ANT即收讯工作模式下;
步骤三、设置高频信号源301参数:对高频信号源301工作频率、调制模式、调制深度、调制频率以及输出电平进行设置,使得高频信号源301工作频率与罗盘接收机501的工作频率一致。高频信号源301的初始输出电平需选取一个恰当的值,即能保证罗盘接收机501在此输出电平下的信噪比劣于技术要求,又得在数次增加后尽快的满足技术要求,从而缩短整个测试的时间。
步骤四、打开控制高频信号源301调制信号,输出步骤三所设置参数的信号,通过数据采集卡402采集罗盘接收机501输出的音频电压信号,计算音频电压信号的有效电压值U1,这里的电压U1为S+N即信号电压与噪声电压之和;
步骤五、关闭控制高频信号源301调制信号,通过数据采集卡402采集罗盘接收机501输出的音频电压信号,计算音频电压信号的有效电压值U2;这里的电压U2为N噪声电压。
步骤六、判断罗盘接收机501输出的音频电压信号的信噪比,即S/N=20lg(U2/U1)。若信噪比不满足罗盘接收机501自身的技术要求,则增大高频信号源301的输出电平,返回到步骤四;反之,则说明此时高频信号源301得输出电平为罗盘接收机501的灵敏度;
步骤七、判断所有测试点是否均已测试完成,若完成,则关闭数据采集卡402、GPIB卡403、ARINC429总线卡404,结束测试,否则,返回步骤二,改变罗盘接收机501的工作频率,对下一测试点进行测试。
实例:
下面以测试罗盘接收机501在频率点1057.5kHz处的收讯灵敏度为例介绍本方法的各项参数设置。
1、初始化:将数据采集卡402的采样率设置为100kbps,通道设置为实际连接的采集通道号,例如通道1。采集的电压范围和分辨率可设置为板卡默认值。将GPIB卡403与高频信号源301的通信地址设置为高频信号源301的“讲”地址,保证两者能够正常通信。设置ARINC429总线卡404的发送速率为12.5kbps,发送通道号与实际连接一致。
2、仿真:用ARINC429总线卡404的相关函数发送32位数据字:0x6415E858。该数据表示将罗盘接收机501的频率设置为1057.5kHz,工作模式ANT即收讯模式。要将罗盘接收机501设置为其他频率或模式,需按照HB6096相关规定生成所需的32位数据字。
3、设置高频信号源301参数:将高频信号源301载波频率设置为1057.5kHz、调制模式为AM、调制深度30%、调制频率1000Hz。并将输出电平设置到合适的值。
4、打开控制高频信号源301调制信号,输出步骤三所设置参数的信号,通过数据采集卡402采集罗盘接收机501输出的音频电压信号,例如此时信号与噪声之和的电压为4.5V。
5、关闭高频信号源301调制信号,通过数据采集卡402采集罗盘接收机501输出的音频电压信号,例如此时噪声电压为3.2V。
6、按公式计算出此时的信噪比S/N为2.96dB,不满足灵敏度信噪比要求,因此需增大高频信号源301的输出电平。
7、当多次增加并循环测试后,若信噪比大于灵敏度信噪比要求,则此时高频信号源301的输出电平即为罗盘接收机501的收讯灵敏度。
8、若还需要测试别的频率点,可从2开始,只是将频率1057.5kHz设置为需进行测试的频率;若不需要进行测试,则关闭数据采集卡402、GPIB卡403、ARINC429总线卡404,结束测试。
本发明可在通用仪器上实现专用设备对无线电罗盘接收机的灵敏度进行测试;能够对某型飞机所采用的新型罗盘控制盒进行仿真,在缺少配套控制盒的情况下也不影响罗盘接收机相关性能的测试。本发明为普通测试人员屏蔽掉了繁琐的设置及操作步骤,固化的测试流程保证试验的可重复性。本发明可以由软件自动完成各参数测试,测试精度高,试验条件一致性好,测试速度快。此外,本方法除使用飞机无线电罗盘地面仿真及测试系统外,在其他硬件条件下稍加修改也能完成同样测试。

Claims (1)

1.一种飞机无线电罗盘接收机灵敏度测试方法,利用到飞机无线电罗盘地面仿真及测试系统,该系统包括一个综合试验器[1]、分别与综合试验器[1]连接的电源模块[2]、激励模块[3]、显示测试模块[4]、被测对象[5],所述综合试验器[1]包括供电模块[101]、接口模块[102]、通路切换模块[103]、显示模块[104],供电模块[101]与接口模块[102]提供被测对象[5]所需的电源,接口模块[102]连接被测对象[5]及显示测试模块[4],通路切换模块[103]实现被测对象[5]各种测试状态的切换,所述电源模块[2]给被测对象[5]提供115V、400Hz交流电以及28V直流电,给其他模块提供220V、50Hz交流电,所述激励模块[3]包括高频信号源[301]以及与其连接的系统仿真射频天线[302],所述显示测试模块[4]包括计算机[401]以及插入到计算机[401]扩展槽内的数据采集卡[402]、GPIB卡[403]、ARINC429总线卡[404],还包括ARINC407输出指示器[405],所述被测对象[5]包括罗盘接收机[501]、罗盘接收机控制盒[502]以及组合天线[503],其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、初始化:对数据采集卡[402]、GPIB卡[403]、ARINC429总线卡[404]进行初始化设置;
步骤二、仿真:使用ARINC429总线卡[404]仿真罗盘接收机控制盒[502]的控制数据,包括罗盘接收机[501]的工作频率及工作模式,此时的罗盘接收机[501]的工作频率即为当前测试点;
步骤三、设置高频信号源[301]参数:对高频信号源[301]工作频率、调制模式、调制深度、调制频率以及输出电平进行设置,使得高频信号源[301]工作频率与罗盘接收机[501]的工作频率一致;
步骤四、打开控制高频信号源[301]调制信号,输出步骤三所设置参数的信号,通过数据采集卡[402]采集罗盘接收机[501]输出的音频电压信号,计算音频电压信号的有效电压值U1;
步骤五、关闭控制高频信号源[301]调制信号,通过数据采集卡[402]采集罗盘接收机[501]输出的音频电压信号,计算音频电压信号的有效电压值U2;
步骤六、判断罗盘接收机[501]输出的音频电压信号的信噪比,若不满足罗盘接收机[501]自身的技术要求,则增大高频信号源[301]的输出电平,返回到步骤四;反之,则说明此时高频信号源[301]得输出电平为罗盘接收机[501]的灵敏度;
步骤七、判断所有测试点是否均已测试完成,若完成,则关闭数据采集卡[402]、GPIB卡403、ARINC429总线卡[404],结束测试,否则,返回步骤二,改变罗盘接收机[501]的工作频率,对下一测试点进行测试。
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