JP3545407B2

JP3545407B2 - 電気接続要素の電気試験を行う装置

Info

Publication number: JP3545407B2
Application number: JP51426995A
Authority: JP
Inventors: ルショー，ジル
Original assignee: アクソン・カーブル・エス・アー
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: DE69404043D1; FR2712701A1; US5811977A; FR2712701B1; KR960706079A; EP0729584A1; JPH09505145A; EP0729584B1; DE69404043T2; WO1995014237A1

Description

本発明は、主線とカプラにより主線に接続されたｎ本の分岐線から成る、電気接続要素の電気試験を行う装置を対象とする。
より詳細には本発明は、カプラにより主線に接続された分岐線により主線に接続された種々の電気構成部品間の電気伝送特性を判定し確認するための電気試験の実施を可能にする装置に関する。唯一の主線を介して情報の交換を行うセンサまたはアクチュエータから成る、種々の電気または電子構成部品を含む電気設備が存在し、この種の接続はしばしばバスまたはハーネス／バスと呼ばれる。この配置は、宇宙ロケットの種々のセンサまたは種々のアクチュエータ間の接続を行うためたとえばロケット内に搭載した電気回路内で特に見られる。このようなロケットおよびその打ち上げのコストを考えた場合、故障または動作不良の危険性を未然に防ぐため、これら種々の構成部品をロケットまたは類似の設備に搭載する前にこれら部品の試験を全て実施できるようにすることが肝要であることは明らかである。
特に宇宙空間設備の場合、ハーネス／バスと呼ばれるこの種の相互接続は、規格MIL−STD−1553Bを満たさなければならない。また、その他の種類の設備については、相互接続が同じ種類の規格を満たしていることを確認する必要がある。
一般的に、種々の相互接続システムは、種々の構成で、すなわち、次々に分岐線により接続された各構成部品が送信器となる時、受信器となる時、カードまたは電子回路をシミュレートする入力負荷が構成部品に加えられる時、さらに場合によっては、そのような構成での設備全体の挙動を試験してその設備全体の損傷をシミュレートするため、最終的に加入者となる受信器または送信器が短絡している時あるいは開路状態にある時に、試験を実施しなければならない。
ハーネス／バスを使用して、たとえば10個など多数の構成部品を相互接続する際には、各分岐リンクが主線に適切に接続されていることを確認するために試験しなければならない構成の数がきわめて多くなることは容易に理解できる。
本質的に自動ではなく手動の手段である現在使用されている手段の場合、実際に各構成を試験するのに必要な時間はあまりにも長く、試験を実施することができない。その結果実際には、限られた数の重大な構成のみしか試験されない。このような試験手順により、最も頻度の高い故障または不良を統計的に検出することは可能であるとしても、この手順では、存在しうるあらゆる構成で相互接続設備が実際を動作することを確認することはできない。
すでに簡単に説明したが、コストが非常に高いロケットまたは同様の機器の動作によって、この相互接続システムとその動作品質が決定的な要素である場合、電気リンクをロケットに搭載する前に、電気リンクが良好に作動することを可動な限り完全に確認することが重要である。
先行技術による諸技術の欠点を解消するため、本発明は、自動的にあるいは好ましくは情報処理手段を使用して、構成部品の種々の状態または場合によってはその損傷をシミュレートすることにより、電気接続要素によって接続される種々の構成部品がとることのできる構成の全てを点検し試験することを可能にするハーネス／バス型の電気リンクの電気試験装置を対象とする。
この目的を達成するため、一本の主線と、カプラにより主線に接続されたｎ本の分岐線とで構成される、電気接続要素の電気試験装置は、
それぞれが、分岐線に接続された入力部と、前記入力部を二つの出力対のうちのいずれか一方または前記回路の内部の少なくとも一つの構成部品に接続するための切り換え手段と前記切り換え手段を制御するための制御手段とを有するｍ個（ｍ≧ｎ）の分岐線状態回路と、
制御可能な電気信号発生装置と、
前記信号発生装置に接続された入力部と各接点対が前記分岐線状態回路のうちの一つの状態回路の第一出力対に電気的に接続されたｍ対の接点対と前記入力部を選択的に前記第一切り換えアセンブリの前記接点対の一つに接続するための制御手段とを含む第一切り換えアセンブリと、
電気信号の測定装置と、
前記測定装置に接続された出力部とそれぞれが分岐線状態回路のうちの一つの状態回路の第二出力対に電気的に接続されたｍ対の接続入力端子と前記出力部を選択的に前記第二切り換えアセンブリの前記接続入力端子対の一つに接続するための制御手段とを含む第二切り換えアセンブリと、
分岐線状態回路および前記第一および第二切り換えアセンブリの前記制御手段を制御し、前記電気接続要素の試験プログラムに応じて前記信号発生装置による電気信号の発生を制御する制御アセンブリと
を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ハーネス／バスによって相互接続される構成部品の種々の試験状態のシミュレーションは、二つの切り換え段によって実施される。一方では、各分岐線状態回路（以下では、「加入者」カードと呼ぶ）に接続されている第一段により、この分岐回路にダミー接続されている構成部品が送信器または受信器として動作する状態、そのいずれでもなくなる状態、あるいは短絡または開放などの異常を有する状態をシミュレートすることが可能である。
第二段は、各「加入者」カードを、第一切り換えアセンブリにより電気信号発生装置に、あるいは、第二切り換えアセンブリにより電気信号測定装置に、選択的に接続することを可能にする二つの切り換えアセンブリで構成され、勿論、この二つの接続は同時に実施することも可能である。
切り換えアセンブリの「位置」および「加入者」カードの接続を制御することにより、電気接続アセンブリによって接続される各構成部品が、試験において考慮すべき異なる状態を次々にとるようにすることができる。
好ましい実施態様によれば、各切り換えアセンブリは、
第一切り換えアセンブリの前記入力部と第二切り換えアセンブリの前記出力部を形成する二本の線と、
線ｉが2ⁱ個のスイッチを有し、各スイッチが、入力端子と第一出力端子および第二出力端子と前記入力端子を前記第一出力端子または第二出力端子に選択的に接続するための制御可能な電気接続手段とを有し、線ｉのスイッチの前記第一出力端子または第二出力端子のそれぞれが、線ｉ＋１のスイッチの入力端子に電気的に接続され、二つの外部端子がそれぞれ、第一の線の二つのスイッチの入力端子に接続される、ｐ本（2^p≧ｍ）のスイッチ線と、
同じ線のスイッチ全てについて、入力端子が二値制御状態に従って第一出力端子または第二出力端子に接続されるように、同じ線のスイッチ全ての制御可能な電気接続手段を同時に制御するための制御手段と、
を有し、
2^p個の第一出力端子のそれぞれおよび2^p個の第二出力端子のそれぞれが、接続入力または出力端子のいずれかに接続され、スイッチ線の制御手段の二値制御状態の各組み合せについて、前記切り換えアセンブリの二つの外部端子が、接続入力または出力端子の任意の唯一の対に接続されるように、ｉ番目の線のスイッチの第一出力端子および第二出力端子が（ｉ＋１）番目のスイッチの入力端子に接続される。
切り換えアセンブリは、線に従って配設されるスイッチアセンブリの二値ツリー構造で構成される。同一線のスイッチの状態は同時に制御され、各スイッチ線の制御状態により、切り換えアセンブリの外部端子を接続入力または出力端子の唯一の対に電気的に接続することが可能であり、これらの端子対自体も、分岐線状態回路すなわち「加入者」カードに接続される。このツリー配置により、外部入力または出力端子を、それ自体が「加入者」カードに接続される出力または入力接続端子に接続することにより、切り換えアセンブリの制御を簡単にすることが可能である。またこの配置により、線長を短くすることも可能である。
本発明の他の特徴および長所は、非限定的例として示す本発明の好ましい実施態様についての以下の説明を読むことにより、よく理解されよう。
第１図は、電気試験装置全体のブロック線図である。
第２図は、送信時の切り換えアセンブリおよび「加入者」カードを示す略図である。
第３図は、受信時の切り換えアセンブリを示す第２図と同様の図である。
まず第１図を参照して、電気試験装置全体について説明する。
第１図には、試験装置12に接続した被験バス10を示した。バス10は、ｎ本の分岐線16が接続された主線14から成る。各分岐線16は、電気カプラ18により主線14に接続される。
電気試験装置は基本的に、バス10に受けさせる一連の試験を適用し制御することを可能にする制御アセンブリ20と、オシロスコープや記録計などの電気測定機器22と、制御可能な電気信号発生装置24と、第一電気スイッチ26および第二電気スイッチ28と、以下では単に「加入者」カードと呼ぶ、総称参照番号30のｍ個の分岐線状態回路とから成る。
制御アセンブリ20は基本的に、バス10に適用する種々の試験構成の進行の制御を可能にするプログラムメモリ34に結合された情報処理装置32から成る。好ましくは、情報処理装置32は結果の表示および印刷手段36に結合される。情報処理装置32は、情報処理装置32から発信される命令を、試験装置12の種々の構成部品の状態の確認を可能にする実行可能な制御信号に変更することを可能にする変換器38にも接続される。情報処理装置32はさらに、想定する試験段階に対し適用する電気信号の形状を定義するため、電気信号発生装置24の制御入力部24aにも接続される。
より詳細には、第１図に例示するように、バス10の各分岐線16は、「加入者」カードの30の入力側および／または出力側に接続される。各「加入者」カード30は、第一スイッチ26の出力側40および第二スイッチ28の入力側42に接続される。スイッチ26は、電気信号発生装置24の出力側に接続される入力部44を有し、第二スイッチ28の出力側46は、電気測定装置22の入力側に接続される。変換器38は、スイッチ28の制御入力側28aに接続された第一出力部48と、第一スイッチ26の制御入力側26aに接続された第二制御出力部50とに接続される。
第２図および第３図を参照して詳しく後記するが、スイッチ26により、その入力部44をそのスイッチの出力部40のうちの一つ、すなわちｍ個の「加入者」カード30のうちの一つに接続することが可能である。同様に、スイッチ28により、その入力部42のうつの一つ、すなわちその出力部46の「加入者」カード30のうちの一つを、その出力部46、すなわち測定装置22に接続することが可能である。変換器38は、各「加入者」カード30の制御入力部30aに接続された第三制御出力側52を含む。変換器はその出力側52により、詳しく後記するように、試験段階において各分岐線16の状態を定義することを可能にする制御信号を、各「加入者」カードに供給することができる。カードは、「加入者」カード30の入力部30aに供給される制御信号に応じて、自体に結合された分岐線を電気信号発生装置24または測定装置22に接続すること、あるいはこれら二つの装置のいずれにも接続しないことが可能である。後者の場合、制御信号により、「加入者」カードを対応する分岐線16の短絡に相当する状態にすること、あるいは制御信号が分岐線に印加された通常動作負荷を示すことか可能である。
次に、電気試験装置12の動作原理について説明する。一連の試験の各段階において、一つの分岐線が発信側となり、いま一つの分岐線が受信側となり、他の分岐線は、故障をシミュレートするため短絡状態にあるか、開放状態にあるか、通常負荷をかけられるかのいずれかである。従って、試験段階を実施するということは、プログラム34により、発信分岐線16の番号、受信分岐線16の番号、および他の分岐線の各状態を定義することである。また、発信分岐線によって発信すべき信号の特性を示す情報、ならびに場合によっては、実行すべき測定の種類も定義しなければならない。
これら種々の情報は、種々の「加入者」カード30に結合された分岐線の状態に応じて一方ではこれらカードを制御する変換器38に送信される。より詳細には、分岐線を電気信号発生装置24に接続するために「加入者」カードのうちの一つが制御され、「加入者」カードを測定装置22に接続するためにもう一方のカードが制御される。その他の「加入者」カードは、その他の可能な状態のうちの一つをとるよう制御される。同時に変換器38は、発信「加入者」カードが実際に発生装置24に接続され、受信「加入者」カードが実際に測定機器22に接続されるよう、スイッチ26および28を制御する。さらに、試験について所望の電気信号形状を印加するよう電気信号発生装置24が制御される。これら種々の接続が完了すると、測定機器22は、試験において予定されている電気特性の測定値を作成し、これら測定値は、その処理、および場合によっては表示装置36または紙媒体への測定値の表示、さらには情報処理媒体への測定値の記憶を可能にする情報処理装置32に伝送される。
試験装置の全体的な編成により、各分岐線を受信器の役割を果たす別の分岐線のそれぞれと組み合せ、さらにこれら種々の状態を、発信器の役割も受信機の役割も果たさない別の分岐線に関し可能な種々の構成と組み合せることにより、比較的限られた時間内に、各分岐線が発信器の役割を果たすようにすることことが可能であることがわかる。実際、ある構成から別の構成への移行は、変換器38によってコマンドが制御電気信号に変換される情報処理装置32が使用する情報処理プログラムによって自動的に制御される。
次に第２図を参照して、「加入者」カードを信号発生装置24に接続することを可能にする、第一スイッチ26の好ましい実施態様、ならびに「加入者」カード30の好ましい実施態様について説明する。
スイッチ26は基本的に、総称参照番号Ｋを有するｐ本の線の基本スイッチから成る。第一の線のスイッチは、総称参照番号ａの入力部がそれぞれ、発生装置24の出力端子24bおよび24cに接続されている二つの基本スイッチＫ_1,1およびＫ_1,2から成る。一般的に、各スイッチＫ_i,jは、二つの出力端子ｂおよびｃを含む。第二の線のスイッチは、四つの基本スイッチＫ_2,1ないしＫ_2,4から成る。線ｉのスイッチの各第一出力端子ｂは、線ｉ＋１のスイッチの入力端子ａに接続され、線ｉのスイッチの各出力端子ｃは、線ｉ＋１のもう一方のスイッチの入力部ａに接続される。このようにしてツリー構造のスイッチが得られ、線ｉは線ｉ−１の２倍のスイッチを含む。より一般的には、基本スイッチＫ_i,jの線ｉは、2ⁱ個のスイッチを含む。想定する例では、切り換えアセンブリは、四本の線の基本スイッチを含むが、これは、４番目の線が、2⁴個の基本スイッチＫ_4,1ないしＫ_4,16を含むことを意味する。最終線の基本スイッチＫの出力部ｂおよびｃはそれぞれ、切り換えアセンブリの正出力外部端子40aならびに切り換えアセンブリの負端子40bに接続される。
同じく第２図に例示するように、スイッチは、基本スイッチ線数と同じ数、すなわち想定例においては４個の制御出力部62を含む制御アセンブリ60を含む。制御装置60の各出力部62により、同一線の基本スイッチの入力部ａを同時に出力端子ｂに接続するか、同時に出力端子ｃに接続することが可能である。従ってスイッチ26の完全な制御コマンドは、線ｉのスイッチが、その入力部ａを端子ｃに接続する位置にあるべきか、その入力部ａを端子ｂに接続する位置にあるべきかを示す４個の二値情報にある。
線ｉの基本スイッチK_iの出力端子ｂ、ｃと線ｉ＋１のスイッチK_i+1の端子ａの間の電気接続は、電気信号発生装置24の出力側24bおよび24cが、スイッチの外部出力端子対20、40a、40bのうちのいずれかおよび唯一の対に接続されるようになっている。第２図にこれらの電気接続の可能な一構成を示す。
換言すれば、ある制御信号がスイッチ26の制御装置60の入力部26aに印加されると、種々の線のスイッチにより、選択された外部出力端子40a、40b、すなわち発生装置24をある一定の「加入者」カード30に接続することを可能にする対へ発生装置24を接続することができる。
同じく第２図を参照して、「加入者」カード30の好ましい実施態様について説明する。「加入者」カードは、正の端子70および負の端子70bから成る第一入力／出力対を含む。端子70aおよび70bは、前記のように、被試験バス10の分岐線16に接続される。「加入者」カードは、スイッチ26の一対の外部出力端子40a、40bに接続されるようになっている第二の対の外部接続端子72a、72bを含む。カード30はまた、スイッチ28の入力端子40に接続されるようになっている第三の対の外部接続端子74a、74bを含むが、これについては後述する。バイポーラスイッチ76および78により、端子70a、70bおよび、それぞれ端子72a、72b、74a、74b間の接続を実現すること、あるいは反対にこの接続を切ることが可能である。端子70a、70bはまた、動作時に発信も受信もしない分岐線に印加される通常の負荷をシミュレートする負荷80にも接続され、この結合はスイッチ82により実現されるか、スイッチ86を介して導線84によって実現される短絡をシミュレートする。「加入者」カードはまた、「加入者」カードに結合された分岐線がとるべき状態に応じて、スイッチ76、78、82および86の開または閉位置を個別に制御することを可能にする制御回路88を含む。換言すれば、制御回路88は、カード30aの制御入力部において、四つのスイッチのうちの一つの閉を命令する一連のコマンドを受信する。残りの三つが開位置の状態に留まる。
バイポーラ基本スイッチＫはどんな性質のものでもよい。同様に、スイッチの「可動接点」の制御手段も、第２図および第３図では破線で表してあるだけであるが、どんな性質のものでもよい。具体的には、その状態が光カプラによって制御される継器を利用することができる。
第３図は、スイッチ28の好ましい実施態様を示す図である。このスイッチは、スイッチ26と全く同じアーキテクチャを有する。前記において外部出力端子を構成していたものが、ここでは、各「加入者」カード30を電気測定装置22に接続するためのスイッチの外部入力端子42aおよび42bを形成していることが容易に理解できよう。より詳細には、第３図に例示するように、スイッチ28の外部入力端子42aおよび42bに接続されるのは、「加入者」カード30の端子74aおよび74bである。スイッチは、入力部28aにおいてコマンドを受信する制御回路90により線を介して制御される。
スイッチ26および28のツリー構造は多くの長所を有する。一つは、信号発生装置または測定機器に接続された外部端子を、「加入者」カードに接続された2^p個の対の端子のうちの一つの対に接続するのにｐ個の二値情報を与えるだけでよいため、スイッチの制御が簡単になることである。いま一つは、入力端子対と出力端子のうちの任意の一つとの間に定義される各経路が、同数の中間接点を含むことであり、経路の如何に関わらず、同じ電導品質が確保され、経路長も全てほぼ同じである。さらに、基本スイッチの各制御については、基本スイッチにより実際には入力端子から一対の出力端子につながる二つの電気経路しか定義されず、入力端子から見て部分的経路は一切定義されないので、入力端子に接続される部分的経路によって誘導される可能性のあるノイズ現象が未然に防止される。

Claims

一本の主線とカプラにより主線に接続されたｎ本の分岐線とで構成される電気接続要素の電気試験装置であって、
それぞれが分岐線（16）に接続された入力部と、前記入力部を二つの出力対（74、72）のうちのいずれか一方または前記回路の内部の少なくとも一つの構成部品（80、84）に接続するための切り換え手段（76、78、82、84）と前記切り換え手段を制御するための制御手段（88）とを有するｍ個（ｍ≧ｎ）の分岐線状態回路（30）と、
制御可能な電気信号発生装置（24）と、
それぞれが前記信号発生装置に接続された入力部と前記分岐線状態回路のうちの一つの状態回路の第一出力対（72）に電気的に接続されたｍ対の接続出力端子（40a、40b）と前記入力部を選択的に前記第一切り換えアセンブリの前記接点対の一つに接続するための制御手段（60）とを有する第一切り換えアセンブリ（26）と、
電気信号の測定装置（22）と、
前記測定装置（22）に接続された出力部とそれぞれが一つの分岐線状態回路（30）の一つの状態回路の第二出力対（74）に電気的に接続されたｍ対の接続入力端子対（42a、42b）と前記出力部を選択的に前記第二切り換えアセンブリの前記入力端子対の一つに接続するための制御手段（90）とを有する第二切り換えアセンブリ（28）と、
前記分岐線状態回路および前記第一および第二切り換えアセンブリの前記制御手段を制御し、前記電気接続要素の試験プログラムに応じて前記信号発生装置（24）による電気信号の発生を制御する制御アセンブリ（20）と、
を備えることを特徴とする電気接続要素の電気試験装置。
各切り換えアセンブリが、
第一切り換えアセンブリの前記入力部と第二切り換えアセンブリの前記出力部を形成する二本の線と、
線ｉが2ⁱ個のスイッチを有し、各スイッチ（Ｋ）が、入力端子（ａ）と第一出力端子（ｂ）および第二出力端子（ｃ）と前記入力端子を前記第一出力端子または第二出力端子に選択的に接続するための制御可能な電気接続手段とを有し、線ｉのスイッチの前記第一出力端子または第二出力端子のそれぞれが、線ｉ＋１のスイッチの入力端子（ａ）に電気的に接続され、二つの外部端子がそれぞれ、第一の線の二つのスイッチ（Ｋ_1,1、Ｋ_1,2）の入力端子に接続される、ｐ本（2^p≧ｍ）のスイッチ線と、
同一線のスイッチ（Ｋ_i,j）全てについて、入力端子（ａ）が二値制御状態に従って第一出力端子（ｂ）または第二出力端子（ｃ）に接続されるように、同じ線のスイッチ全ての制御可能な電気接続手段を同時に制御するための制御手段（60、90）とを有し、
2^p個の第一出力端子のそれぞれおよび2^p個の第二出力端子のそれぞれが、接続入力または出力端子のいずれかに接続され、スイッチ線の制御手段の二値制御状態の各組み合せについて、前記切り換えアセンブリの二つの外部端子が、接続入力（42a、42b）または出力端子（40a、40b）の任意の唯一の対に接続されるよう、ｉ番目の線のスイッチの第一出力端子および第二出力端子が（ｉ＋１）番目のスイッチの入力端子に接続されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電気試験装置。
各分岐線状態回路（30）が、前記入力部（70）を二対の出力部（74、72）のいずれか一つに直接接続するかあるいはこの接続を切るための第一切り換え手段（76、78）と、前記出力対を電気負荷（80）に接続するための第二切り換え手段（76、78、82）と、二対の出力部のうちの一つを短絡（84）にするための切り換え手段（76、78、86）と、第一、第二、および第三切り換え手段の位置の分離制御（88）とを備えることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の電気試験装置。