某型裝備引信批次故障分析

彭新閣，張 駿，李東升

（國營洛陽丹城無線電廠，河南 洛陽 471000）

某型空空裝備為空軍部隊(duì)主戰(zhàn)裝備，在地面采集、分析中發(fā)現(xiàn)總體測(cè)試轉(zhuǎn)階段斷電瞬間，引信執(zhí)行級(jí)“動(dòng)作（t）”信號(hào)異常，反映引信執(zhí)行級(jí)異常充電，若執(zhí)行級(jí)充電幅值超過一定限度，在特定的外部條件激勵(lì)下，將引起執(zhí)行級(jí)電路異常放電，引爆戰(zhàn)斗部，危及載機(jī)安全。本文針對(duì)該異?！皠?dòng)作（t）”信號(hào)，分析電路原理和故障原因，制定排故方法。

1 故障現(xiàn)象

該型裝備采集數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估中發(fā)現(xiàn)引信“動(dòng)作（t）”信號(hào)異常，異常波形如圖1所示，正常引信“動(dòng)作（t）”信號(hào)波形如圖2所示。對(duì)比圖1、圖2，可以看出在6、7、3階段轉(zhuǎn)階段斷電瞬間引信有異常動(dòng)作。

2 故障定位和原理分析

2.1 電路原理

引信執(zhí)行級(jí)“動(dòng)作（t）”信號(hào)是引信執(zhí)行級(jí)“動(dòng)作”信號(hào)的遙測(cè)信號(hào)，是執(zhí)行級(jí)起爆電容正端電壓經(jīng)分壓后的測(cè)試值。引信執(zhí)行級(jí)起爆電容充電控制電路如圖3所示。

從圖3可以看出控制引信執(zhí)行級(jí)起爆電容充電的信號(hào)包括引信啟動(dòng)信號(hào)、延時(shí)終止信號(hào)、目標(biāo)確認(rèn)信號(hào)及+27 V電壓信號(hào)，正常情況下控制引信執(zhí)行級(jí)起爆電容充電的信號(hào)主要是引信啟動(dòng)信號(hào)，引信啟動(dòng)信號(hào)有效后，J-K觸發(fā)器（U13）被觸發(fā)，Q反變成低電平，經(jīng)533ЛЕ1或非門和反相器133ЛН3A反相后輸出低電平到三極管2T313A（T01）基級(jí)，控制三極管導(dǎo)通，起爆電容開始充電，“動(dòng)作（t）”信號(hào)遙測(cè)起爆電容正端充電電壓。

圖3 引信執(zhí)行級(jí)充電控制電路圖

2.2 初步分析和排查

分析“動(dòng)作（t）”信號(hào)相關(guān)電路可以得出：引信執(zhí)行級(jí)起爆電容充電的必要條件是6、7、3階段轉(zhuǎn)階段斷電瞬間開關(guān)三極管T01導(dǎo)通；通過試驗(yàn)排除設(shè)備因素及其他艙段的干擾因素導(dǎo)致引信“動(dòng)作（t）”信號(hào)測(cè)試異常。

2.3 故障定位

分解引信并對(duì)引信執(zhí)行級(jí)充電控制電路相關(guān)信號(hào)進(jìn)行采集，共設(shè)置4個(gè)采集點(diǎn)：采集點(diǎn)1（充電控制邏輯信號(hào)）、采集點(diǎn)2（充電控制邏輯信號(hào)反相）、采集點(diǎn)3（檢測(cè)開關(guān)三極管T01是否導(dǎo)通）和采集點(diǎn)4（起爆電容正端電壓檢測(cè)信號(hào)），各采集點(diǎn)信號(hào)波形如圖4所示。正常情況下轉(zhuǎn)階段斷電瞬間應(yīng)無引信啟動(dòng)信號(hào)，所以采集點(diǎn)1應(yīng)為低電平，采集點(diǎn)2應(yīng)為27 V電壓信號(hào)，采集點(diǎn)3、采集點(diǎn)4電壓應(yīng)為0，正常引信各采集點(diǎn)信號(hào)波形如圖5所示。對(duì)比圖4和圖5，4個(gè)采集點(diǎn)信號(hào)波形均有明顯差異。由于正常引信采集點(diǎn)1應(yīng)為低電平，所以將異常引信采集點(diǎn)1接地，對(duì)采集點(diǎn)2、3、4進(jìn)行采集，采集信號(hào)波形如圖6所示。從圖6看出，采集點(diǎn)1接地后，異常仍存在，據(jù)此可以將導(dǎo)致異常部位定位到采集點(diǎn)1之后的電路。分析采集點(diǎn)2、3、4之間的邏輯關(guān)系，可以初步將異常原因定位到采集點(diǎn)1和采集點(diǎn)2之間的133ЛН3А反相器。為了進(jìn)一步確定異常原因，將133ЛН3А反相器的輸出腳10腳懸空，對(duì)采集點(diǎn)3、4信號(hào)進(jìn)行采集，3、4信號(hào)正常，與圖5中的波形相同。

圖4 異常產(chǎn)品采集信號(hào)波形

圖6 采集點(diǎn)1接地后各點(diǎn)采集波形

綜合上述試驗(yàn)結(jié)果可以將異常原因定位到133ЛН3А反相器，更換該反相器后對(duì)采集點(diǎn)1、2、3、4進(jìn)行采集，采集點(diǎn)1、2、3、4信號(hào)波形均與圖5所示的合格引信一致。

圖5 正常引信采集信號(hào)波形

2.4 故障處理

針對(duì)該枚引信通過更換133ЛН3А反相器消除“動(dòng)作（t）”信號(hào)異常故障；同時(shí)為排除該隱患，模擬總體測(cè)試階段斷電瞬間進(jìn)行“動(dòng)作（t）”信號(hào)監(jiān)測(cè)，對(duì)多批次引信進(jìn)行信號(hào)研判；擬通過更換新采購俄制六反相器133ЛН3А對(duì)信號(hào)異常引信進(jìn)行修理。

3 深入故障分析及排故

3.1 故障情況介紹

因電路板同一位置有133ЛН3和133ЛН3A六反相器2種情況，為修理“動(dòng)作（t）”信號(hào)異常的引信，技術(shù)人員裝機(jī)驗(yàn)證新購六反相器133ЛН3A時(shí)，模擬總體測(cè)試階段斷電瞬間對(duì)“動(dòng)作（t）”信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)引信脫離信號(hào)加載瞬間“動(dòng)作（t）”信號(hào)異常；裝機(jī)驗(yàn)證新購六反相器133ЛН3時(shí)，模擬總體測(cè)試階段斷電瞬間對(duì)“動(dòng)作（t）”信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)引信脫離信號(hào)加載瞬間“動(dòng)作（t）”信號(hào)正常。

3.2 故障分析

3.2.1 六反相器133ЛН3A單機(jī)試驗(yàn)情況

對(duì)六反相器133ЛН3A芯片進(jìn)行加電測(cè)試，如圖7所示，8腳接地，16腳接5 V供電電源，1腳接低電平，2腳通過上拉電阻（25 kΩ）接UO電壓，使用示波器測(cè)試2腳輸出電壓。

圖7 單機(jī)試驗(yàn)示意圖

測(cè)試時(shí)接通5 V芯片供電電源，再接通UO，使用示波器測(cè)試“檢測(cè)口”電壓為UO，隨后斷開5 V芯片供電電源，“檢測(cè)口”應(yīng)該保持高電平，以下為六反相器133ЛН3A分別加載27、25、20、15 V電壓時(shí)“檢測(cè)口”電壓波形。

圖8為接UO=27 V電壓時(shí)輸出高電平電壓波形圖，可以看到斷開5 V芯片供電電源瞬間，輸出電壓出現(xiàn)相當(dāng)明顯的向下跳變，幅度較大約為10.6 V，且跳變波形與上述排故時(shí)所采集波形一致。

圖8 UO=27 V時(shí)輸出高電平電壓波形圖

3.2.2 六反相器133ЛН3單機(jī)試驗(yàn)情況

對(duì)六反相器133ЛН3芯片進(jìn)行加電測(cè)試，如圖7所示，8腳接地，16腳接5 V供電電源，1腳接低電平，2腳通過上拉電阻（25 kΩ）接UO電壓，使用示波器測(cè)試2腳輸出電壓。

測(cè)試時(shí)接通5 V芯片供電電源，再接通UO，使用示波器測(cè)試“檢測(cè)口”電壓為UO，隨后斷開5 V芯片供電電源，“檢測(cè)口”應(yīng)該保持高電平。

UO=27 V電壓時(shí)輸出高電平，斷開5 V芯片供電電源瞬間，輸出電壓仍為27 V，未發(fā)生跳變，隨后分別加載25、20、15 V電壓時(shí)六反相器133ЛН3“檢測(cè)口”電壓波形均無跳變。

3.2.3 單機(jī)試驗(yàn)結(jié)論

由上述對(duì)六反相器133ЛН3、133ЛН3A的單機(jī)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在芯片將低電平反相變成高電平時(shí)，斷開供電電壓時(shí)133ЛН3A會(huì)發(fā)生明顯跳變，而133ЛН3無跳變，133ЛН3替代133ЛН3A能避免發(fā)生斷電跳變現(xiàn)象。

4 結(jié)論

某型裝備在進(jìn)行遙測(cè)信號(hào)采集分析時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)試轉(zhuǎn)階段斷電瞬間，引信執(zhí)行級(jí)“動(dòng)作（t）”信號(hào)異常跳變的原因是133ЛН3A芯片在將低電平反相變成高電平時(shí)，斷開供電電壓會(huì)發(fā)生明顯跳變。