0 前言
随着航空电子系统技术的发展，航空电子系统的信号数量大幅度增长，导致航电系统总线类型也由点对点的ARINC429、RS422等总线扩展到ARINC664、1553B等总线，在多类型总线信号池中验证航电系统设备及功能，这就对航电系统试验地面测试设备提出了更高的要求。信号汇接设备能够有效建立航电LRU和仿真监控测试资源之间的信号分类连接，搭建航电系统地面试验环境中数据传输通道。
1 信号汇接设备总体设计
信号汇接设备能够实现航电系统所有仿真监控测试资源的信号梳理，并将这些信号正确的连接到真实的航电LRU，实现测试资源和航电LRU之间的信号传输仿真采集。信号汇接设备采用模块化、组件化的架构，对数量庞大的不同总线类型信号进行梳理汇接，具备对所有汇接的信号配置旁路测试点，便于信号计量、测量、排故及采用第三方测试设备信号注入。
一般在航电系统试验环境布局中，航电系统LRU集中摆置在模拟座舱内和试验台架上，且模拟座舱和试验台架有较远的空间距离，考虑到机载线缆的分叉以及航电LRU设备的位置，若采用传统的点对点抽引统一集束到调试台汇接的方法，会存在试验设备构形切换不方便、无法覆盖全部总线信号等问题。在不影响机载线缆完整性的情况下，本文综合考虑，以模拟座舱为分界面，采用舱内/舱外先分离再集中的信号汇接方法。在航电LRU设备附近，配置信号汇接箱，信号汇接箱内作为一个“三通”线束汇接工具，完成线缆的抽引，并为后续的仿真监控资源接入提供硬线通道。信号汇接箱通过汇接电缆与信号汇接设备连接，信号汇接设备内配置有三档位程控继电器，能够完成真/仿/断三种试验构形的切换，其原理见图1。
图1 信号汇接设备的原理
2 总线信号汇接设计
根据飞机航电系统常见的机载总线接口，本文设计的信号汇接设备包含ARINC664、1553B、ARINC429、RS422总线信号汇接功能。由于不同的航电总线具有不同的电气特性，因此每一种航电总线信号的信号汇接实现都不尽相同。
（1）ARINC664总线汇接
ARINC664总线网络的带宽为100Mbps，一般作为航电系统主通信网络，这就导致端系统节点数量多，交联关系复杂，且其总线拓扑结构决定网络必然有至少2台核心交换机，这2台核心交换机就包含了ARINC664总线网络的全部总线数据。因此，选择2台核心交换机作为ARINC664总线网络的汇接节点，能够完成整个ARINC664总线网络数据的汇接、仿真、监控功能，ARINC664的汇接面板采用RJ45水晶头作为对接接口，1个ARINC664端系统节点对应汇接面板上的1组共4个接口：真件终端ES、真件交换机SW、仿真口SIM和监控口BM。使用仿真模式时，ES与SW连接，SW与BM连接；使用真件直连模式时，ES与SW连接，SW与BM不连接，其原理如图2所示。
图2 ARINC664汇接面板连接关系
（2）1553B总线汇接
ARINC664总线网络的带宽为1Mbps，一般作为简单航电系统的主网络或者复杂航电系统的二级网络总线，1553B的拓扑结构决定了它的总线仿真监控需要从1553B总线电缆节点接入。使用1553B耦合器接入1553B总线电缆主总线，能够达到增加1553B总线电缆节点的要求，从而完成1553B的总线汇接，其原理如图3所示。
图3 1553B汇接面板连接关系
（3）ARINC429/RS422总线汇接
ARINC429和RS422总线都使用点对点差分形式传输信号，且信号传输电平较为接近，ARINC429总线传输速率一般为12.5Kb/100Kb，RS422总线传输速率一般为9600bps至115200bps，因此ARINC429和RS422总线汇接采用传统的线缆汇接设计，即把机载线缆端的ARINC429、RS422总线电缆抽引至汇接面板，完成ARINC429和RS422总线信号的汇接。
3 汇接线缆设计
汇接线缆设计时，考虑到该线缆传输信号的电压、电流、频率等特性，尽量减少汇接线缆之间的耦合干扰情况，同时考虑到汇接线缆后期的维护性，遵循以下原则进行汇接电缆的捆扎：
（1）高、低压信号线缆分开捆扎；
（2）交、直流信号线缆分开捆扎；
（3）大、小电流信号线蓝分开捆扎；
（4）高、低频信号线缆分开捆扎；
（5）基准敏感信号线缆与供电线缆分开捆扎。
4 结语
随着飞机航电系统的日益发展，航电系统地面试验环境也日趋系统复杂，单独使用传统的线缆抽引方法已不能满足航电系统试验对数据仿真监控的要求，急需能够完成航电全系统各总线类型信号的数据仿真监控的线缆汇接手段。本文针对航电系统试验的实际需要，设计了一个支持航电系统多总线信号的信号汇接设备，具有硬件适用性广，设备扩展性强，后期可维护性高等优点。在实际的工程应用结果中，本文设计的航电系统信号汇接设备合理可行，能够满足航电系统地面试验多总线类型数据仿真监控的实际需要，也为类似的航电系统信号汇接设备提供了思路。
参考文献：
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