一起彩色气象雷达显示花屏故障的排除_牛犇.pdf

88航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING2023/2 板、显示板、存储器板、处理器板、扫描板、高压板、CRT 等组成。如图 2 所示，来自气象雷达收发机的数据视频气象和信标数据被送到显示器主/从数据板上的累加和存储电路中，产生用于 WX（气象）和 BCN（信标）的两位数字输出信号。WX输出信号表示降雨等级。WX和 BCN 数据被送到显示板上的存储输入缓冲器电路，再到存储器板。WX和 BCN 存储器的地址和更新都受扫描变换电路控制，该电路将极坐标输入转换成阴极射线管上的 X-Y 扫描坐标。当扫描线从上到下扫描阴极射0 引言某型直升机在地面启封时进行彩色气象雷达通电检查，发现雷达旋转功能开关在“TEST”工作状态时彩色显示器无自检 5 个颜色带（从下至上分别是绿色、黄色、红色、黄色和绿色）的图像画面，显示器显示扫描扇形区为花屏，花屏的图像画面如图 1 所示。1 彩色气象雷达简介该型彩色气象雷达主要由显示器、收发机、天线组件、导航接口组成，具有气象、对地（海）探测、信标和导航信息显示等功能。当气象雷达工作在气象工作状态时，可探测直升机前方的气象状况，飞行员根据雷达提供的显示图像，判断飞行途中的气象状况，及时操纵直升机沿安全路径飞行，避免遭遇各种危险气象。该型气象雷达可接收和显示标准双脉冲 DO-172 六脉冲形式的信标信号。当气象雷达工作在信标状态时，信标机收到雷达的询问信号后，发出应答信号，气象雷达接收后，将信标机的方位和距离译码显示在显示屏上。2 显示器原理显示器主要由前面板、主/从数据一起彩色气象雷达显示花屏故障的 排除Troubleshooting for a Color Weather Radar Display Screen 牛犇1胡海波2汤鼎文2刘海2/1 空军装备部驻成都地区航空军事代表室2 成都国营锦江机器厂摘要：介绍了某型直升机彩色气象雷达的功能、组成及其工作原理，通过对雷达扫描原理的深入分析，阐述了该型雷达在“TEST”状态时显示花屏故障的原因，确定为计数器 54LS390 芯片损坏和AM27S185DC 存储器程序缺陷，为排除同类故障提供参考。关键词：气象雷达；花屏；故障Keywords：weather radar；blurred screen；fault图1显示器花屏扫描图图2显示器原理方框图维 修 MAINTENANCEDOI:10.19302/ki.1672-0989.2023.02.01989AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING航空维修与工程2023/2 线管的荧光屏时，正确的输出信号被加进彩色译码电路。当阴极射线管扫描到荧光屏底部时，产生一个转换功能，且视频信号从记忆装置送到显示板。存储器板上的彩色译码电路和优先电路向扫描板上的彩色视频放大器（红色、绿色、蓝色三个放大器）提供三种信号。每个彩色放大器控制阴极射线管中的一个彩色电子枪，从而在荧光屏上汇合成相应的彩色，或者在显示器上显示出相应气象的彩色。3 故障分析3.1 问题定位根据气象雷达工作原理，结合上述故障表现进行初步分析，列出图 3 所示的故障树。由故障树可知，气象雷达在“TEST”状态显示花屏的可能原因是主/从数据板、显示板、存储器板、扫描板以及收发机输出数据视频气象和信标数据故障等。按照先易后难的方法，先串装显示器，多次通电故障未复现，初步判定是显示器故障，排除收发机故障。显示器返回航电车间检查，测试仍旧花屏。仔细观察CRT显示屏的三原色，能清楚看到红（R）、绿（G）、蓝（B）三个基色点，排除显示板和扫描板故障的可能，重点检查主/从数据板和存储器板。3.2 机理分析当气象雷达在“TEST”位置时，显示器中显示板的振荡器开始工作，输出 20.712MHz 主时钟信号，到主/从数据板的反相器 U518（54LS04），再到十进制计数器 U648（54LS390）进行分频，分别输出二分频信号和五分频信号（10.356MHz 和 4.1405MHz）。其中，10.356MHz 和 4.1405MHz 再经二进制计数器U38（54LS393）和U46（54LS393），再分输出约为2MHz和1MHz，作为X-Y扫描电路的同步信号进行扫描。同时，气象雷达收发机的数据视频气象和信标数据被 U54A 和 U54B（LM124）送到数据缓冲器 U29（54LS08），再到 WX和 BCN 多路选择开关 U23（54LS157），输出 RAM 地址控制器的地址总线和数据总线，通过 RAM 选择缓冲器 U50（54LS244）读取视频 WX和 BCN 存储器 U8（AM27S185DC）图像坐标信号。最终从主/从数据板多路传输开关 U42（54LS257）7 脚和 9 脚输出 WX-WSB和 WX-LSB，4 脚输出 BCN 信号。主/从数据板时钟发生器电路原理如图 4所示。4 故障定位从显示器花屏现象来看，该故障的扫描规律乱、无色带，应该是时钟发生器电路出现了问题。为了判断故障是反相器 U518 还是计数器 U648、U38 损坏，用示波器对主时钟和分频时钟逐一进行测试，发现 U648（54LS390）的13 脚输出 10MHz 信号正常，而 10 脚无 4MHz 信号输出，确认是十进制计数器 U648 损坏。更换后再次通电，发现显示器有色带但颜色仍旧不正常，在“TEST”状态的显示图像画面如图 5所示。图3显示器花屏故障树图4时钟发生器电路原理图90航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE&ENGINEERING2023/2 由图 5 可知扫描规律已基本正常，但 5 个颜色带全为绿色。结合机理分析，用示波器测量主/从数据板的多路传输开 关 U42（54LS257）7 脚 和 9 脚，发现 U42（54LS257）7 脚无信号，9 脚输出波形如图 6 所示，说明全绿色的故障根源是主/从数据板。为确保诊断的准确性，用示波器测量显示正常的主/从数据板的多路传输开关U42（54LS257）7 脚和 9 脚输出，均有波形，信号波形如图 7 所示。因此，故障锁定为 U42（54LS257）7脚输出错误，向前一级跟踪，该信号是由存储器 U8（AM27S185DC）经 RAM 选择缓冲器 U50（54LS244）到多路传输开关 U42（54LS257），经对 RAM 选择缓冲器 U50（54LS244）到多路传输开关 U42（54LS257）芯片功能测试均正常，最终将故障锁定为U8（AM27S185DC）存储器。5 故障精准定位为了确定 U8（AM27S185DC）芯片故障是硬件还是软件问题，将故障主/从数据板的存储器 U8（AM27S185DC）芯 片 拆 下，用 SUPERPRO 6100N 编程器进行程序读取，同时对另一台显示正常的主/从数据板的存储器 U8（AM27S185DC）芯片也进行程序读取，并用 UC 软件进行对比分析，发现程序中很多数据存在差异。程序代码对比如图6故障的WX-WSB信号波形图图5“TEST”状态的显示图面图8程序代码对比图图7正常的WX-WSB和WX-LSB信号波形图图 8 所示，从中可看出两个程序代码的差异位置。将工作正常的程序代码重新写入故障的存储器 U8（AM27S185DC）后进行通电检查，显示器显示正常，确认是存储器 U8（AM27S185DC）软件问题，从而将故障彻底排除。6 结束语针对彩色气象雷达在“TEST”显示花屏故障的排除方法通常是更换主/从数据板和扫描板逻辑控制芯片，但本次排故除了硬件问题，还涉及软件问题。军事装备的升级，对航修人员的技术要求越来越高，除了能够判断传统器件的好坏外，还需掌握一定的软件、无线电（SDR）知识，才能更好地服务于装备保障工作。参考文献1 KING 公司.RDR-XX00C 彩色气象雷达维护手册 Z.1986.2 严利华.机载雷达原理与系统M.北京：航空工业出版社，2010.维 修 MAINTENANCE