用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置的制作方法

本实用新型涉及民用航空电子产品验证技术领域，应用该装置可实现对常用的民机显示产品输入输出模块(IOM)上多路ARINC429、ARINC825、ARINC664总线，多路ON/OFF双线离散量，多路悬空/28V地、悬空/DGND单线离散量、多路模拟通道的功能测试，更加支持民机产品输入输出离散量电平测试、电压测试、短路电流、对地电阻特性、灌电流性能测试；存储器大小、访问时间测试；电源使能逻辑、过流保护验证、电源纹波干扰验证测试；ARINC664总线的传输特性、阻抗测试、插损、回损、串扰验证测试；ARINC429总线速率变换测试、物理层的输入电容特性；ARINC825总线速率变换测试、物理层的输入电容特性等。

背景技术：

在民用航空电子产品中，安全性的要求是第一位的，产品的设计是否符合需求各方面的要求就需要测试人员进行严格的验证。验证人员需要对产品的每一条需求进行测试并记录结果，往往为了一个单板几百条的需求搭建八九种验证环境来进行信号性能测试，并且在民机项目中每个验证环境都需要花大量的人力物力财力进行工具鉴定和材料归档。所以一种既支持产品功能验收测试，又支持各个信号种类的性能测试的全面验证装置显得十分必要。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于提供一种用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置，该装置主要实现模拟IOM模块的运行环境，使IOM模块能够全状态地正常运行；同时，实时采样IOM模块的运行状态并生成显示画面，以判断IOM模块是否正常工作。

本实用新型的发明目的通过以下技术方案实现：

一种用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置，包含用于夹住被测输入输出模块的测试夹具、测试主机和连接线缆，被测输入输出模块通过连接线缆连接到测试主机上，测试主机包含适配板、主板和若干个测试板卡；

所述主板为操作系统和控制软件提供硬件平台；

所述适配板上用于完成被测输入输出模块和测试板卡之间的信号转换，同时还设有电压和电流传感器；

若干个测试板卡包含程控电源和模拟采集卡，程控电源的控制端口连接在主板上，程控电源输出的电源通过适配板进入被测输入输出模块，模拟采集卡采集电压和电流传感器监测到的程控电源输出的电源值并输出到主板上。

进一步，模拟采集卡还用于采集被测输入输出模块输出的模拟量并输出到主板上。

进一步，若干个测试板卡还包含离散量输入输出模块，所述离散量输入输出模块控制端口连接在主板上，离散量输入输出模块输出开关控制信号给适配板，适配板根据输出开关控制信输出离散量激励信号给被测输入输出模块，同时离散量输入输出模块采集适配器输出的离散量激励信号并输出给主板。

进一步，离散量输入输出模块采集被测输入输出模块输出的离散量激励信号并输出给主板。

进一步，若干个测试板卡还包含网络分析仪，网络分析仪的收端口、发端口接入适配板，网络分析仪发出的信号通过适配板进入被测输入输出模块，被测输入输出模块反馈的信号通过适配板进入网络分析仪，网络分析仪根据收端口、发端口上数据进行传输特性、插损、回损、串扰验证测试，并将测试结果传输给主板。

进一步，若干个测试板卡还包含电子负载和示波器模块，电子负载用于使被测输入输出模块进入过流状态，示波器模块用于采集被测输入输出模块的电流和掉电时间并输出给主板。

进一步，若干个测试板卡还包含ARINC664通讯模块、ARINC429通讯模块、ARINC825通讯模块、以太网通讯模块、RS232通讯模块和电容测量仪，ARINC664通讯模块实现被测输入输出模块的ARINC664接口通讯仿真；ARINC429通讯模块实现被测输入输出模块的ARINC429接口通讯仿真，并进行速率变换测试；ARINC825通讯模块实现被测输入输出模块的ARINC825接口通讯仿真，并进行速率变换测试；以太网通讯模块实现被测输入输出模块的以太网接口通讯仿真；RS232通讯模块实现被测输入输出模块的RS232接口通讯仿真；电容测量仪实现ARINC825、ARINC429总线输入电容的测量。

进一步，若干个测试板卡还包含继电器模块和万用表模块，继电器模块实现对万用表模块多路切换、电阻值切换接入离散量，进行离散量的对地电阻特性测试和多路离散量的短路电流测试。

进一步，用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置还包含人机交互模块，人机交互模块包含测试孔，测试孔外接电阻，通过万用表模块测量离散量电压电流值，分析输入输出离散量的对地电阻、短路电流。

进一步。人机交互模块还包含显示器、键盘、鼠标。

本实用新型提供一用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置可以完成如下硬件信号特性测试：

1)输入输出离散量电平测试、电压测试、短路电流、对地电阻、灌电流性能测试；

2)存储器大小、访问时间测试；

3)电源使能逻辑、过流保护验证、电源纹波干扰验证测试；

4)ARINC664总线的传输特性、阻抗测试、插损、回损、串扰验证测试；

5)ARINC429总线传输速率变换、电容特性；

6)ARINC825总线传输速率变换、电容特性。

附图说明

图1为用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置的结构示意图。

图2为电源激励原理示意图。

图3为被测输入输出模块的模拟量采集原理示意图。

图4为离散量激励原理示意图。

图5为被测输入输出模块的离散量采集原理示意图。

图6为被测输入输出模块的输入输出信号采集原理示意图。

图7为用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置总体走线示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图1所示，用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置主要由3部分组成：测试主机、测试夹具和连接线缆。

测试夹具包含支持1套IOM固定结构和测试接口转接，1套IOM固定结构和测试接口固定在一个整体中，充分考虑安装空间和便捷性，同时符合人体工学并且满足可便携式可移动的要求。被测输入输出模块(IOM)被固定在测试夹具中，测试夹具通过导轨安装在夹具台上。

被测IOM的XP1、XP2、XP3、XP4和XP5接插件通过连接电缆连接到测试主机的XS接口，把测试主机和被测IOM连接在一起。

测试主机集成在标准机柜中，包含人机交互模块、适配板、主板和若干个测试板卡，走线布局参见图7所示。

人机交互模块提供基本的人机交互接口，如开关按键、显示器、键盘、鼠标、测试孔等。

适配板完成被测输入输出模块和测试板卡之间的信号转换，包括ARINC664总线和网络分析仪之间的信号转换；ARINC429总线的输入端信号转出，进行电容特性测试；ARINC825总线的输入端信号转出，进行电容测试。存储器的读写型号和数据线信号转出，进行存储器访问时间测试。同时，适配板还设有电压和电流传感器。

主板上集成内存、CPU、PC电源、硬盘于一体，为操作系统和测试设备控制软件提供硬件平台，各测试板卡通过PXI控制。PXI机箱型号为PXI-9114,主机型号为ADLINK IPC-LC10-40-E4

若干个测试板卡包含以下硬件板卡：

a)总电源，为主板、网络分析仪、电子负载、电容测量仪供电；

b)ARINC664通讯模块，使用WF1106通讯卡，实现被测产品ARINC664接口通讯仿真，可以变换不同通讯速率；

c)离散量输入输出模块：使用PXI-3305板卡，用于控制离散量激励信号和检测离散量输入信号；

d)ARINC429通讯模块，使用PXI-3533板卡，实现被测产品ARINC429接口通讯仿真，并进行速率变换测试；

e)ARINC825通讯模块，使用KVASER00343-9板卡，实现被测产品ARINC825接口通讯仿真，并进行速率变换测试；

f)以太网通讯模块，使用PXI-8231板卡，实现被测IOM的以太网接口通讯仿真；

g)RS232通讯模块，使用PXI-3510/8板卡，实现被测IOM的RS232接口通讯仿真；

h)继电器模块，使用pickering40-140-021板卡,实现万用表多路切换，电阻值切换接入离散量等，进行离散量的对地电阻特性测试；

i)万用表模块，使用PXI-4070板卡,使用PXI-4070板卡,用继电器进行切换插入离散量输入端，实现多路离散量的短路电流、工作电压测试；

j)电子负载，使用FT6301A 120V/30A/150W型号电子负载，将电子负载接收端引入适配板模块，电子负载可以直接通过适配板连接被测IOM，通过调节电子负载值实现被测被测IOM的短路电流的测试，完成过流保护电路验证；

k)程控电源模块：使用TDK-Lambda 1500W40-38型号电源，为IOM提供工作电源；并实现电源纹波干扰验证测试；

l)网络分析仪：安捷伦5230C型仪器，实现传输特性、阻抗测试、插损、回损、串扰验证测试。此功能为满足民机硬件验证设计。网络分析仪通过RS232接口和主板通讯，可以将测试数据传输给主板模块。另将网络分析仪接收端引入适配板模块，被测IOM的信号可以通过适配板转接后进行总线物理层测试；

m)电容测量仪：使用LCR METER 4225型测试仪，实现ARINC825、ARINC429总线输入电容的测量。此功能为满足民机硬件验证设计。将电容测量仪的差分测试线引入测试面板，被测IOM可以直接连接测试面板进行总线输入电容的测试。

用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置的主要测试项目如表1所示：

表1

下面对用于验证民机显示产品上输入输出模块性能的装置的测试项目的测试原理举列说明如下：

1)电源激励：原理框图如图2所示，程控电源的控制端口连接在主板上，程控电源输出的电源通过适配板进入被测输入输出模块，模拟采集卡采集电压和电流传感器监测到的程控电源输出的电源值并输出到主板上。电源激励过程为：确保所有输出到被测设备的电源都处于断开状态，然后在控制软件中编写代码直接通过RS232接口或者LAN接口对程控电源进行配置，待程控电源的输出稳定后，配合控制软件进行电源输出，给被测输入输出模块提供测试时所需的工作电源；所有输出到适配板的电源，都通过模拟采集卡采集电压和电流传感器的值，当出现设置的值跟实际的输出值有误差时，控制软件将主动关闭电源控制电路的输出并重设程控电源，确保每路输出电源电压的准确性；同时所有的电源都引到机箱面板的测试孔上，方便手动对每路输出电源电压进行测试。

2)被测输入输出模块的模拟量采集：原理框图如图3所示：被测输入输出模块输出模拟量输入适配板后，送入模拟采集卡进行采集，控制软件实时读取模拟采集卡上的数据并进行显示；所有模拟量被引到面板的测试孔上，便于手动对模拟量直接进行测试。被测件输入输出模块的模拟量采集为供电电源的电压和电流以及输出电源信号。

3)离散量激励：原理框图如4所示，离散量输入输出模块控制端口连接在主板上，控制软件控制离散量输入输出模块输出开关控制信号给适配板，适配板根据输出开关控制信输出离散量激励信号给被测输入输出模块，同时离散量输入输出模块采集适配器输出的离散量激励信号并输出给主板，确保控制软件发出的命令得到正确执行；同时所有的离散量信号都引到面板的测试孔上，可以手动对每路离散激励的输出状态进行测试。

4)被测输入输出模块的离散量采集：原理框图如图5所示，被测输入输出模块输出的离散量经过适配板后送入离散量输入输出模块进行检测，控制软件实时读取数字卡上的数据并进行显示；所有输入离散量被引到面板的测试孔上，便于直接对输入的离散量进行手动测试。适配器还进行电流表和电阻切换，用以完成短路电流和对地电阻特性测试

5)被测输入输出模块的输入输出信号采集：原理框图如图6所示，网络分析仪的收端口接入适配板的收R+R-接口，网络分析仪的发端口接入适配板的发T+T-接口测试，网络分析仪发出的信号通过适配板进入被测输入输出模块，被测输入输出模块经过处理后将反馈的信号通过适配板进入网络分析仪，网络分析仪自带的测试软件根据收端口、发端口上数据进行传输特性、插损、回损、串扰验证测试，并将测试结果传输给主板，用于验证民机C919常用的664总线接口特性，保证信号的完整性。

6)被测输入输出模块的电源保护测试：调节电子负载使被测输入输出模块达到电路设计的最大电流值，从而造成被测输入输出模块进入过流状态，启动电源保护。示波器模块采集被测输入输出模块的电流和掉电时间并输出给主板，控制软件根据电流和掉电时间验证被测件电源保护电路的性能。

其余ARINC429模块、ARINC429模块和万用表模块均将信号直接通过适配器转接到面板进行测试。在功能验证方面均可以用以上模块进行功能验证。其中存储器的访问时间测试方法是将读写信号和数据总线信号直接通过适配器转接到示波器模块进行采集，得出存储器使能和数据线通讯的时间差。用电容测量仪对面板上转接出来的ARINC429、ARINC825总线进行电容特性测试。还有部分是使用控制软件完成。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。