CN112165415B - 1553b总线控制设备、控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种1553B总线测试设备，包括通道切换矩阵模块、数字示波器模块、1553B激励信号源模块、1553B通信卡板以及主控计算机；通道切换矩阵模块配置为根据测试项目及测试流程，通过高速开关切换自动完成信号传输通道的自动切换；通道切换矩阵模块分别与数字示波器模块、1553B激励信号源模块以及1553B通信卡板相连接；数字示波器模块配置为测试信号波形的采集与显示；1553B激励信号源模块配置为不同频率、不同幅值的正弦测试信号的发生，自动完成衰减、余度总线间的隔离的测试；1553B通信板卡配置为工作在BC、RT以及MT三种工作模式，进行1553B通信数据收发。该设备是一种符合军用电子设备标准的测试设备，可靠性和稳定性高。

Description

1553B总线控制设备、控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于电力工程领域，特别涉及一种军品级1553B总线控制设备、系统及方法。

背景技术

1553B总线是一种信息传输总线标准，其具备双向传输特性，实时性和可靠性高，因此被广泛应用于航空航天系统。GJB5186规定了1553B总线的线缆网络的测试规范，而现有的测试手段要么是手工测试，要么是单一项目进行测试，这样的测试方法费时且误差大；现有针对1553B总线的测试仪，但对于要求严格的军用的特别是航天导弹用途的1553B电缆的测试都不够完善。

如公告号为CN 208353358 U的一种便携式1553B总线测试仪，包括微型信号源、波形采集器、切换开关和电源；将组成器件集成在两个尺寸很小的框架内，缩小了1553B总线测试仪的体积，通过合理的结构及原理设计，为电缆网1553B总线系统电性能测试提供了硬件可靠性保证，实现了在总线制作过程中即可以检测点位接线是否正确；然而，该技术手段在测试功能方面不齐全，便携性虽然方便但是稳定性和可靠性差，不适用于对航天产品的测试。

又如公告号为CN 203608196 U的一种4M传输速率的1553B总线电缆测试系统，包括系统控制器、测试控制器、数据采集模块及电源模块，所述系统控制器与所述测试控制器及数据采集模块连接,数据采集模块还与测试控制器连接，其由测试控制器产生标准4M速率1553B激励信号输入到被测的4M传输速率的1553B总线电缆，经数据采集模块采集被测1553B总线电缆的响应信号数据后进行算法分析以得出测试结果；但是该技术手段只实现了4M速率激励信号，没有满足在不同环境下，1M和4M速率切换的功能。

如公告号为CN 203405808 U的一种1553B总线测试设备，包括：PXI/CPCI接口模块、1553B总线控制模块、1553B总线接口驱动模块、电源模块；该测试设备基于PXI/CPCI接口，其性能优于基于PCI接口的1553B总线测试设备，但该技术测试功能较为单一，不能满足军用航天电缆的测试项目。

发明内容

针对上述技术问题，本发明要解决的问题是针对航天系统专用的1553B电缆网络发明一套功能齐全的自动化测试仪器，从测试时间上大大缩短，从测试项目上更加完善，从测试流程看更加符合自动化测试流程。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种1553B总线测试设备，包括通道切换矩阵开关模块、数字示波器模块、1553B激励信号源模块、1553B通信卡板以及主控计算机；

所述通道切换矩阵开关模块配置为根据测试项目及测试流程，通过高速开关切换自动完成信号传输通道的自动切换；

所述通道切换矩阵开关模块分别与数字示波器模块、1553B激励信号源模块以及1553B通信卡板相连接；所述数字示波器模块配置为测试信号波形的采集与显示；所述1553B激励信号源模块配置为不同频率、不同幅值的正弦测试信号的发生，自动完成衰减、余度总线间的隔离的测试；所述1553B通行卡板配置为工作在BC、RT以及MT三种工作模式，进行1553B通信数据收发；

所述主控计算机分别与数字示波器模块、1553B激励信号源模块以及1553B通信卡板相连接，所述主控计算机为整个测试系统的中枢，配置为对测试产品、人员及相关测试参数录入，对测试系统各设备的控制，对测试数据进行存储、分析与计算。

一个优选的技术方案中，所述系统还包括分别与所述通道切换矩阵开关模块和主控计算机相连接的绝缘电阻测试模块以及直流电阻测试模块，所述绝缘电阻测试模块配置为将输入的220V/50Hz的市电转换为直流250V高压电源，施加在被测电缆上，通过采样电路完成采样电压的AD转换，并计算出被测电缆的绝缘阻抗；所述直流电阻测试模块配置为对相邻节点屏蔽层、变压耦合器短截线电阻进行自动测量。

又一个优选的技术方案中，所述系统还包括分别与所述通道切换矩阵开关模块和主控计算机相连接的特性阻抗测试模块，所述特性阻抗测试模块采用输出电压均方根值为1V～2V、频率为75K和1MHz的正弦波，通过测量电缆的反射系数，进行总线以及变压器耦合方式短截线的特性阻抗的测试与记录。

再一个优选的技术方案中，所述系统还包括与所述通道切换矩阵开关模块、1553B激励信号源模块、1553B通信卡板以及各测试模块相连接的1553B电缆网络接口控制器，所述1553B电缆网络接口控制器设置有对外连接器，所述对外连接器设有32组1553B接口，每组包括一个针型接头和一个孔型接头。

本发明还公开了一种总线测试系统，包括上位机和上述1553B总线测试设备，所述1553B总线测试设备通过有线或者无线通信。

另一方面，本发明公开一种1553B总线测试方法，应用上述的1553B总线检测设备，所述方法包括：

S10、1553B总线检测设备连接被测1553B总线，判断并设置测试参数阈值；

S20、启动自动测试，在待测的两点间加入1553B激励信号，然后采集短截线上的波形，如采集波形与激励信号波形的一致性，则该接入段断开或无连续性，至S30；如采集到的波形的峰峰值接近0，则说明该接入点连续性符合要求，至S40；

S30、将被测1553B总线的首个端点切换为输出，即模拟1553B的BC模式，将总线的尾端切换为输入，即模拟1553B的RT模式，然后控制BC跟RT建立通讯，在中间的节点上依次接入频率为30KHz/120KHz的高速电子开关，在高速电子开关进行频繁开关操作时，确认数据通讯有无影响，有影响则至S50，无影响则至S40；其中，所述频繁开关操作具体为：开关频率为(30±3)KHz，开关打开和导通的时间相等；

S40、组合电缆网络上所有的BC-RT路径，进行数据的收发测试，所有的测试数据都是随机数，每个路径方向进行10000次的数据发送接收测试；

S50、生成报表，并判定测试结果。

一个优选的技术方案，所述方法还包括

S21、在被测1553B总线主电缆终止器和每个终端的接入点上测量电缆屏蔽的连续性；并测量被测1553B总线高传输线和屏蔽层之间、低传输线和屏蔽层之间的连续性；

S22、将各电缆束主线高传输线、低传输线和屏蔽层上待测点接入接口箱中，然后通过软件选择切换矩阵对应的通道，执行读取绝缘电阻测试模块对应通道所测得电阻值；

S23、用均方根值为1V至2V、频率为75KHz、300KHz、1MHz和4MHz的正弦波为激励信号，测量主总线特性阻抗；用均方根值为1V至2V、频率为75KHz、300KHz、1MHz和4MHz的正弦波为激励信号，测量短截线特性阻抗。

通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明1553B总线检测设备为针对1553B总线电缆网络电气性能和总线数据传输性能进行测试的一套功能齐全的自动化测试设备，是一种符合军用电子设备标准的测试设备，可靠性和稳定性很高，可用于航空航天及兵器领域的1553B总线测试。

2.该设备既能完成对1553B总线电缆网络电气特性的测试，也能完成对1553B终端设备数据传输功能/协议的测试，是一种能同时具备两个功能测试的1553B总线通用型测试设备。

3.该设备采用一体化设计，方便移动；同时，各功能组件采用模块化设计，便于后期维护。

4.本发明检测方法测试流程自动化，提高了航天线缆自动化测试水平，大大缩短整个测试过程，便于后续大批量生产测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明1553B总线测试设备一种实施方式的结构示意图；

图2为1553B总线测试设备另一种实施方式的结构示意图；

图3为1553B电缆网络接口控制器的接口示意图；

图4为1553B总线测试设备的整机结构图；

图5为矩阵开关模块的结构示意图；

图6为矩阵开关模块中双线矩阵开关的结构示意图；

图7为1553B总线测试方法一种实施方式的示意图；

图8为试1553B总线测试方法另一种实施方式的示意图；

图9为测试软件的软件结构图；

图10为测试软件的界面层示意图；

图11为测试软件的业务逻辑层示意图；

图12为测试软件的接口层示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面参考附图对本发明1553B总线测试设备的实施例进行描述。如附图1所示，所述1553B总线测试设备包括通道切换矩阵开关模块1、数字示波器模块20、1553B激励信号源模块21、1553B通信卡板22以及主控计算机3。

所述通道切换矩阵开关模块1配置为根据测试项目及测试流程，通过高速开关切换自动完成信号传输通道的自动切换。

所述通道切换矩阵开关模块1分别与数字示波器模块20、1553B激励信号源模块21以及1553B通信卡板22相连接；所述数字示波器模块20配置为测试信号波形的采集与显示；所述1553B激励信号源模块21配置为不同频率、不同幅值的正弦测试信号的发生，自动完成衰减、余度总线间的隔离的测试；所述1553B通行卡板22配置为工作在BC、RT以及MT三种工作模式，进行1553B通信数据收发。

所述主控计算机3分别与数字示波器模块20、1553B激励信号源模块21以及1553B通信卡板22相连接，所述主控计算机3为整个测试系统的中枢，配置为对测试产品、人员及相关测试参数录入，对测试系统各设备的控制，对测试数据进行存储、分析与计算。

在一些示例中，所述系统还包括分别与所述通道切换矩阵开关模块1和主控计算机3相连接的绝缘电阻测试模块24、直流电阻测试模块25和特性阻抗测试模块26，如图2所示。

所述绝缘电阻测试模块24配置为将输入的220V/50Hz的市电转换为直流250V高压电源，施加在被测电缆上，通过采样电路完成采样电压的AD转换，并计算出被测电缆的绝缘阻抗。所述直流电阻测试模块25配置为对相邻节点屏蔽层、变压耦合器短截线电阻进行自动测量。所述特性阻抗测试模块26采用输出电压均方根值为1V～2V、频率为75K和1MHz的正弦波，通过测量电缆的反射系数，进行总线以及变压器耦合方式短截线的特性阻抗的测试与记录。

又一个示例中，所述系统还包括与所述通道切换矩阵开关模块1、1553B激励信号源模块21、1553B通信卡板22以及各测试模块相连接的1553B电缆网络接口控制器4，所述1553B电缆网络接口控制器4设置有对外连接器，所述对外连接器设有32组1553B接口，如图3所示，即32个测试节点。

在一些具体实施方案中，1553B总线测试设备采用3U PXI便携式机箱，机箱背板采用Pxi与CPCIe混合背板，机箱内部集成电源模块、计算机主板、1553B通行卡板、绝缘测试模块、直流电阻测试模块、信号发生器模块、示波器模块、特性阻抗测试模块、高速开关切换矩阵模块等，通过外置显示器、鼠标、键盘，运行测试仪测试程序，即可完成1553电缆网络电气特性测试项目。测试方法完全遵循GJB5186.5测试规范，机箱整体结构示意图如图4所示，图中7为LCD显示器，6为待测电缆网络，5为网络交换机，4为电缆网络接口控制器。

计算机主板作为测试主控软件的运行机构，支持Windows XP以及WIN7 64位操作系统，为保证测试主控计算机具有较好的扩展性、稳定性，为提高测试设备的便携性，并方便技术人员更换板卡，一个具体示例中，测试计算机采用3U PXI加固计算机主板，PXI加固计算机主要性能指标：3U CompactPCI背板，带8外围卡插槽和一个系统插槽；Intel Corei7-2655LE双核处理器2.2GHz，4MB LLC高级缓存，功耗25W，Intel QM67芯片组，配有1TSATA硬盘，4G内存；集成两路Intel 82580DB千兆以太网控制器，4个USB 2.0；支持微软Windows XP Professional、Win7 32/64位版本操作系统。

机箱内部配备300W电源模块，输出满足指标要求的+3.3V、+5V、+12V等直流电源电压，电源模块具体指标：输出功率300W；输入电压支持90-264V，频率47-63Hz；EMI:支持EN55022/FCC Class B.；输出电源：+5V/25A、+3.3V/25A、+12V/7A、-12V/1A。

数字示波器模块选用德科技的InfiniiVision M924XA PXIe示波器，其大多数核心操作都由MegaZoom IV智能存储器专用芯片来完成，功能包括硬件串行解码、模板/极限测试、在显示屏上直接绘制模拟和数字波形、图形用户界面操作、内置WaveGen函数/任意波形发生器。M924xA系列示波器内置20MHz函数/任意波形发生器，可为被测器件提供标准或自定义的激励输出波形，生成不同的频率、幅度、频偏、脉冲宽度以及任意波形。WaveGen波形发生器输出会路由到示波器前面板上的MMCX连接器，使用内置波形编辑器创建自定义波形，在示波器的WaveGen上输出。也可以用示波器通道捕获已知的良好或“完美”波形，然后将其保存到任意波形发生器中，以便回放该波形，激励被测产品。

其中，示波器与信号发生器模块主要性能指标如下：200MHz带宽；2个模拟通道和5GSa/s采样率；高达1,000,000波形/秒的更新速率；利用区域触发快速隔离信号；信号发生器输出信号频率可达20MHz；输出波形：任意波形。

测试设备根据测试流程需要通过1553B通行卡板发送控制指令，在1553B通行卡板选型过程中，选用成熟板卡，并经过前期项目充分验证，性能指标如下：通讯速率大于50000bps/s；单通道双冗余；支持66M总线工作频率；支持故障注入与检测；支持Windows、VxWorks、Linux操作系统。

本发明1553B总线测试设备对相邻节点屏蔽层、变压耦合器短截线等测试项目进行测试，测试过程中，根据技术指标要求，直流电阻测量分辨率1mΩ，交流阻抗测量精度≤2％，为了保证测量精度及可靠性，在直流电阻测试模块设计过程中，采用德科技M9181A六位半数字万用表，主要性能指标如下：a)采用3U cPCIe总线接口；b)高达15,000读数/秒的高吞吐量确保测试保持高效率；c)高达40ppm的优异测量精度。

通道切换矩阵开关模块是测试设备与被测产品沟通的桥梁，其主要包括开关切换单元、健康监控单元以及连接所述开关切换单元的数据采集单元。

如图5所示，所述开关切换单元包括FPGA电路以及与所述FPGA电路连接的电源电路、继电器开关阵列电路、PCI接口电路、时钟电路、存储器电路、状态反馈电路以及辅助电路组成，所述FPGA电路通过对外设的访问控制，实现总线通信功能，并根据通信接口的指令控制继电器电路构成的信号通道之间的切换；所述继电器开关阵列电路采用即时开关操作的双线矩阵开关，其结构为双线行列分别交叉排布，每个节点为一个继电器，连接一个行与列，如图6所示；所述状态反馈电路连接所述继电器开关矩阵电路，用于监测并反馈矩阵开关的通断情况。

所述健康监控单元能监测已部署系统的健康状况，并可计划进行预测性维护，具体包括与所述FPGA电路连接的EPLD、与所述EPLD分别连接的温度监控器和风扇监控器，一个或多个连接所述风扇监控器的风扇安装在所述通道切换矩阵开关模块1的后面板，可以由控制板根据环境温度自动进行输出风量控制，不需要开关矩阵以外的人工干预，保证系统在对总线进行静动态参数自动测量时的安全性和高效性，进一步提高测试结果的真实准确性，以及提高静动态参数测试的一致性和可靠性。

所述数据采集单元包括输入接口电路、输出接口电路和数据流处理电路，所述输入接口电路和输出接口电路对外接插件采用工业级以上J30J接插件，与被测设备等连接时，采用定制来满足被测设备等接插件要求。其中输出接口电路分为以下几部分组成：a)方波输出接口，电平标准为TTL，输出给被测板；b)定时脉冲输出接口，1ms或2ms定时脉冲，给被测板；c)继电器控制接口，继电器组合控制，电平标准为TTL；d)IO信号接口，IO信号1路，电平标准为TTL，输出给被测板。

1553B电缆网络接口控制器的一个优选示例中，提供32个测试节点,对外连接器型号为DK-621-0440，每个测试节点包括一个针型接头(DK-621-0440-4P)和一个孔型接头(DK-621-0440-4S)。所述接头设于控制器面板上，控制器面板还设有电源指示灯、状态指示灯、复位按键以及电源开关等按键。

1553B总线测试设备主要功能是根据GJB5186.5/QJ 20212的规定，测试由电缆、耦合器、连接器、终止器构成的电缆网络的有效性，测试时仪器充当BC和RT。

另一方面，本发明公开的1553B总线测试系统包括上位机和上述1553B总线测试设备，所述1553B总线测试设备通过有线或者无线通信，；软硬件结合，由上位机发送指令由各个办卡之间交互配合完成测试项目，上位机可以对测试原始数据全部保存且进行数据分析。

本发明测试设备及系统用于对1553B设备静态参数(各电缆束屏蔽层和对应芯线之间的连续性、绝缘电阻，主线芯线间电阻值、控制端等效输入电阻值、短截线电阻值)和动态参数(数据通路的完整性、波形对称性、波形畸变、波形过零点畸变、动态故障)进行测试，通过这套总线测试系统，能对生产的1553B设备进行快速测试其电气性能和数据传输性能是否满足要求，大大缩短整个测试过程，便于后续工业化的大批量生产测试。

1553B总线测试设备及系统主要实现两大功能：对1553B总线电缆网络电气特性的测试；对1553B终端设备数据传输功能/协议的测试。1553B总线测试系统可以依据GJB5186.4-2004标准，对1553B电缆网络的飞行件、定型件、工程件以及原理验证件等进行特性测试，具体包括定量分析和定性分析两个方面。1553B总线测试系统可以依据GJB289和MIL-STD-1553B标准，对1553B终端设备进行功能或协议的测试，包括总线控制器(BC)、远程终端(RT)、总线监听器(BM)功能测试，模拟故障测试，数据误码率测试以及1553B通讯协议测试等。

下面针对本发明1553B总线检测设备和系统的应用进一步示例说明。

图7给出了本发明一种1553B总线测试方法，应用上述的1553B总线检测设备，所述方法包括自动测试和手动测试，而本发明的另一发明目的是提供自动化测试的流程；在自动化测试执行前，先配置测试流程和判断参数阈值，然后点击自动测试按钮或菜单，执行测试流程。

而在一个方法步骤的示例中，所述方法包括：

S10、1553B总线检测设备连接被测1553B总线，判断并设置测试参数阈值；

S20、启动自动测试，在待测的两点间加入1553B激励信号，然后采集短截线上的波形，如采集波形与激励信号波形的一致性，则该接入段断开或无连续性，至S30；如采集到的波形的峰峰值接近0，则说明该接入点连续性符合要求，至S40；

S30、将被测1553B总线的首个端点切换为输出，即模拟1553B的BC模式，将总线的尾端切换为输入，即模拟1553B的RT模式，然后控制BC跟RT建立通讯，在中间的节点上依次接入频率为30KHz/120KHz的高速电子开关，在高速电子开关进行频繁开关操作时，确认数据通讯有无影响，有影响则至S50，无影响则至S40；其中，所述频繁开关操作具体为：开关频率为(30±3)KHz，开关打开和导通的时间相等；

S40、组合电缆网络上所有的BC-RT路径，进行数据的收发测试，所有的测试数据都是随机数，每个路径方向进行10000次的数据发送接收测试；

S50、生成报表，并判定测试结果。

上述方法通过设备的直流电阻测试模块对短截线测试项目测试，当任何短截线上出现间歇性短路故障时，验证总线网络是否仍然能可靠地工作，标准要求能同时仿真BC和RT，发出的1553波形峰峰值18V。该验证方法快速、准确，可靠性高。

本发明1553B总线测试方法可以实现GJB5186.5-2004标准所要求的全部测试项目，具有对测试项目的测试齐全(多达17项)，整体测试流程自动化的优点，保障用于航天系统的电缆具有更高的安全性、可靠性、稳定性。如图8所示，所述方法在启动自动测试后，自动进行短截线电气测试(测量短截线线芯短路、开路情况)、屏蔽网连续性测试(测量总线上屏蔽网是否连续)、接收验证测试(测量主总线线芯短路、开路以及反向等情况)、动态故障测试(当任何短截线上出现间歇性短路故障时，验证总线网络仍然能可靠工作的能力)、数据链路完整性测试(验证总线网络中每个数据通路的完整性)以及波形测试(测试总线通讯性能及各项波形指标)。即在具体的示例中，所述方法还包括S21、在被测1553B总线主电缆终止器和每个终端的接入点上测量电缆屏蔽的连续性；并测量被测1553B总线高传输线和屏蔽层之间、低传输线和屏蔽层之间的连续性；

S22、将各电缆束主线高传输线、低传输线和屏蔽层上待测点接入接口箱中，然后通过软件选择切换矩阵对应的通道，执行读取绝缘电阻测试模块对应通道所测得电阻值；

S23、用均方根值为1V至2V、频率为75KHz、300KHz、1MHz和4MHz的正弦波为激励信号，测量主总线特性阻抗；用均方根值为1V至2V、频率为75KHz、300KHz、1MHz和4MHz的正弦波为激励信号，测量短截线特性阻抗；

S41、通过采集发送端以及接收端的波形，对波形的各个参数进行分析，从而判断系统性能的优劣，包括波形过零点畸变Zcross测试、波形畸变Vmin测试以及波形对称性RtZero测量。波形测量电压分辨率1mV，时间分辨率1ns。

其中，所述S21中测量被测1553B总线高传输线和屏蔽层之间、低传输线和屏蔽层之间的连续性具体为：选定总线主电缆的一端，短路总线主电缆上传输高信号的缆线和屏蔽层，总线主电缆的另一端上，测量总线高传输线和屏蔽层之间的连续性；选定总线主电缆的一端，短路总线主电缆上传输负信号的缆线和屏蔽层，在总线主电缆的另一端上，测量总线低传输线和屏蔽层之间的连续性；

所述S22中的电阻值测量包括测量总线主电缆的高传输线与屏蔽层之间、低传输线与屏蔽层之间的隔离电阻值；测量变压器耦合短截线的高传输线和低传输线之间的最大直流电阻；分别测量主总线高传输线与短截线高传输线之间、主总线低传输线与短截线低传输线之间、短截线高传输线与屏蔽层之间、短截线低传输线与屏蔽层之间的最小电阻。

需要说明的是，本发明设备中的各个模块的功能在测试软件的控制下实现，测试软件包含测试控制与测试数据分析等，其总体组成图9所示。测试软件作为1553B总线测试设备的主控和显示单元，使用户能够方便的对测试仪进行操作和监测，从而实现智能化的人机交互。界面显示与控制软件是1553B总线测试设备的神经中枢系统，管理着测试仪所有设备的运行状态和数据流向，具备测试、排故、数据显示等功能。

测试软件的界面层在布局上分为4个区域，如图10所示：菜单栏和工具栏、参数设置区、图形显示区、状态监控区。

业务逻辑层是前台用户界面与后台程序之间的中间层，如图11所示，其主要功能为：测试数据控制流主要控制某次测试的过程，包括数据装订、开始和停止。数据管理部分既包括对界面参数的打包和格式化、界面参数导入/导出，又包括对图表曲线数据、状态信息的更新和维护，以及测试分析处理等功能。经过处理后的数据，向下发送至硬件设备单元，并向上发送给界面层，以供用户进行观测。在此过程中调用事件触发类和通用公共类的功能。

接口层是软件单元与其他分系统之间通讯的桥梁。本系统的软件接口包含本地文件接口、CPCI接口、PXI接口等，如图12所示。

本地文件接口：包含所有与文件相关的操作

XML文件：用于保存当前界面配置参数，采用序列化和反序列化技术实现XML文件的生成和解析；

二进制或文本文件：这些文件包括采集的数据保存文件、脚本配置文件；

网络接口：通过CPCI接口进行通信；通过串口进行通信。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种1553B总线测试设备，其特征在于，包括通道切换矩阵开关模块（1）、数字示波器模块（20）、1553B激励信号源模块（21）、1553B通信卡板（22）以及主控计算机（3）；

所述通道切换矩阵开关模块（1）配置为根据测试项目及测试流程，通过高速开关切换自动完成信号传输通道的自动切换；

所述通道切换矩阵开关模块（1）分别与数字示波器模块（20）、1553B激励信号源模块（21）以及1553B通信卡板（22）相连接；所述数字示波器模块（20）配置为测试信号波形的采集与显示；所述1553B激励信号源模块（21）配置为不同频率、不同幅值的正弦测试信号的发生，自动完成衰减、余度总线间的隔离的测试；所述1553B通信卡板（22）配置为工作在BC、RT以及MT三种工作模式，进行1553B通信数据收发；

所述主控计算机（3）分别与数字示波器模块（20）、1553B激励信号源模块（21）以及1553B通信卡板（22）相连接，所述主控计算机（3）配置为对测试产品、人员及相关测试参数录入，对测试系统各设备的控制，对测试数据进行存储、分析与计算；

所述通道切换矩阵开关模块（1）包括开关切换单元、健康监控单元以及连接所述开关切换单元的数据采集单元；

所述开关切换单元包括FPGA电路以及与所述FPGA电路连接的电源电路、继电器开关阵列电路、PCI接口电路、时钟电路、存储器电路、状态反馈电路以及辅助电路组成，所述FPGA电路通过对外设的访问控制，实现总线通信功能，并根据通信接口的指令控制继电器电路构成的信号通道之间的切换；所述继电器开关阵列电路采用即时开关操作的双线矩阵开关，其结构为双线行列分别交叉排布，每个节点为一个继电器，连接一个行与列；所述状态反馈电路连接所述继电器开关矩阵电路，用于监测并反馈矩阵开关的通断情况；所述健康监控单元包括与所述FPGA电路连接的EPLD、与所述EPLD分别连接的温度监控器和风扇监控器，一个或多个连接所述风扇监控器的风扇安装在所述通道切换矩阵开关模块（1）的后面板；

所述数据采集单元包括输入接口电路、输出接口电路和数据流处理电路，所述输入接口电路和输出接口电路对外接插件采用J30J接插件。

2.如权利要求1所述的1553B总线测试设备，其特征在于，所述系统还包括分别与所述通道切换矩阵开关模块（1）和主控计算机（3）相连接的绝缘电阻测试模块（24）以及直流电阻测试模块（25），所述绝缘电阻测试模块（24）配置为将输入的220V/50Hz的市电转换为直流250V高压电源，施加在被测电缆上，通过采样电路完成采样电压的AD转换，并计算出被测电缆的绝缘阻抗；所述直流电阻测试模块（25）配置为对相邻节点屏蔽层、变压耦合器短截线电阻进行自动测量。

3.如权利要求2所述的1553B总线测试设备，其特征在于，所述系统还包括分别与所述通道切换矩阵开关模块（1）和主控计算机（3）相连接的特性阻抗测试模块（26），所述特性阻抗测试模块（26）采用输出电压均方根值为1V~2V、频率为75K和1MHz的正弦波，通过测量电缆的反射系数，进行总线以及变压器耦合方式短截线的特性阻抗的测试与记录。

4.如权利要求3所述的1553B总线测试设备，其特征在于，所述系统还包括与所述通道切换矩阵开关模块（1）、1553B激励信号源模块（21）、1553B通信卡板（22）以及各测试模块相连接的1553B电缆网络接口控制器（4），所述1553B电缆网络接口控制器（4）设置有对外连接器，所述对外连接器设有32组1553B接口，每组包括一个针型接头和一个孔型接头。

5.如权利要求2所述的1553B总线测试设备，其特征在于，所述数字示波器模块（20）采用M924XA PXIe 示波器，所述1553B激励信号源模块（21）为M924XA PXIe 示波器内置的 20MHz函数/任意波形发生器，其为被测器件提供标准或自定义的激励输出波形，生成不同的频率、幅度、频偏、脉冲宽度以及任意波形；

所述直流电阻测试模块（25）采用M9181A六位半数字万用表。

6.一种1553B总线测试系统，其特征在于，包括上位机和权利要求1-5中任意一项所述1553B总线测试设备，所述1553B总线测试设备通过有线或者无线通信。

7.一种1553B总线测试方法，其特征在于，应用权利要求1-5任意一项所述的1553B总线测试设备，所述方法包括：

S10、1553B总线测试设备连接被测1553B总线，判断并设置测试参数阈值；

S20、启动自动测试，在待测的两点间加入1553B激励信号，然后采集短截线上的波形，如采集波形与激励信号波形的一致性，则待测两点间的接入段断开或无连续性，至S30；如采集到的波形的峰峰值接近0，则说明加入1553B激励信号的接入点连续性符合要求，至S40；

S30、将被测1553B总线的首个端点切换为输出，即模拟 1553B 的 BC 模式，将总线的尾端切换为输入，即模拟 1553B 的 RT 模式，然后控制 BC 跟 RT 建立通讯，在中间的节点上依次接入频率为30KHz/120KHz的高速电子开关，在高速电子开关进行频繁开关操作时，确认数据通讯有无影响，有影响则至S50，无影响则至S40；其中，所述频繁开关操作具体为：开关频率为（30±3）KHz，开关打开和导通的时间相等；

S40、组合电缆网络上所有的 BC-RT 路径，进行数据的收发测试，所有的测试数据都是随机数，每个路径方向进行10000 次的数据发送接收测试；

S50、生成报表，并判定测试结果。

8.如权利要求7所述的1553B总线测试方法，其特征在于，所述方法还包括S21、在被测1553B总线主电缆终止器和每个终端的接入点上测量电缆屏蔽的连续性；并测量被测1553B总线高传输线和屏蔽层之间、低传输线和屏蔽层之间的连续性；

S22、将各电缆束主线高传输线、低传输线和屏蔽层上待测点接入接口箱中，然后通过软件选择切换矩阵对应的通道，执行读取绝缘电阻测试模块对应通道所测得电阻值；

S23、用均方根值为1V至2V、频率为75KHz、300KHz、1MHz和4MHz的正弦波为激励信号，测量主总线特性阻抗；用均方根值为1V至2V、频率为75KHz、300KHz、1MHz和4MHz的正弦波为激励信号，测量短截线特性阻抗；

S41、通过采集发送端以及接收端的波形，对波形的各个参数进行分析，从而判断系统性能的优劣。

9.如权利要求8所述的1553B总线测试方法，其特征在于，所述S21中测量被测1553B总线高传输线和屏蔽层之间、低传输线和屏蔽层之间的连续性具体为：选定总线主电缆的一端，短路总线主电缆上传输高信号的缆线和屏蔽层，总线主电缆的另一端上，测量总线高传输线和屏蔽层之间的连续性；选定总线主电缆的一端，短路总线主电缆上传输负信号的缆线和屏蔽层，在总线主电缆的另一端上，测量总线低传输线和屏蔽层之间的连续性；

所述S22中的电阻值测量包括测量总线主电缆的高传输线与屏蔽层之间、低传输线与屏蔽层之间的隔离电阻值；测量变压器耦合短截线的高传输线和低传输线之间的最大直流电阻；分别测量主总线高传输线与短截线高传输线之间、主总线低传输线与短截线低传输线之间、短截线高传输线与屏蔽层之间、短截线低传输线与屏蔽层之间的最小电阻。

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