《电子设备测试性及诊断技术》求取 ⇩

第1篇测试性分析、设计及验证技术1

第1章 绪论1

1． 1 测试性及诊断技术的发展1

1． 1． 1 测试性成为一门独立的学科1

1． 1． 2 综合诊断、人工智能及CAD的应用1

1． 2 测试性与诊断的基本概念2

1． 2． 1 测试、测试技术和测试性2

1． 2． 2 诊断、诊断技术、诊断能力和综合诊断3

1． 2． 3 机内测试、机内测试设备和自动测试设备3

1． 3 现役武器系统存在的测试性和诊断问题4

1． 3． 1 使用中暴露的问题4

1． 3． 2 研制中存在的问题5

1． 4 ．1 对战备完好性的影响6

1． 4 测试性及诊断对武器系统的影响6

1 ． 4． 2 对任务成功性的影响8

1． 4． 3 对寿命周期费用及维修人力的影响10

1． 5 综合诊断技术12

1． 5． 1 综合诊断的目标及方法12

1． 5． 2 综合诊断的实施12

1． 6 人工智能技术的应用14

1． 7 测试性与诊断常用术语17

参考文献19

第2章型号研制及生产中的测试性工作20

2 ．1 测试性工作的目标、流程和接口20

2． 2 型号研制各阶段中的测试性工作23

2． 2． 1 论证阶段23

2． 2． 2 方案阶段25

2． 2． 3 工程研制（含设计定型）阶段28

2． 2． 4 生产（含生产定型）及总署阶段30

2． 3 产品的测试性设计及分析30

2． 3． 1 测试设计的权衡30

2． 3． 2 测试性设计的一般问题31

2． 3． 3 被测单元与自动测试设备的兼容性32

2． 3． 4 机内测试32

2．3 ． 5 机内测试软件33

2． 3． 6 系统级机内测试33

2． 3． 7 测试性度量的应用34

2． 3． 8 故障模拟35

2． 3． 9 测试性分析报告36

参考文献36

3． 2测试性参数定义及分析38

3． 1 概述38

第三章 测试性参数和指标38

3． 2． 1 故障检测率（FDR）40

3． 2． 1． 1 FDR定义40

3． 2． 1． 2 关于FDR定义的几点说明40

3． 2． 2 关键故障栓测率（CFDR）41

3． 2． 3 故障隔离率（FIR）42

3．2． 3． 1 FIR定义42

3．2． 3．2 关于FIR定义的几点说明42

3． 2． 4 虚警率（FAR）44

3． 2． 4． 1 FAR定义44

3． 2． 4． 2 关于FAR定义的几点说明44

3． 2． 5 故障检测时间（FDT）45

3． 2． 6 故障隔离时间（FIT）45

3． 2． 8 不能复现率（CNDR）46

3． 2． 7 测试有效性46

3． 2． 9 台检可工作率（BCSR）47

3． 2． 10 重测合格率（RTOKR）47

3． 2 ．11误拆率（FFP）47

3． 2 ．12 BIT可靠性47

3． 2． 13 BIT维修性48

3． 2． 14 平均BIT/ETE运行时间48

3． 2． 15 虚警与CND及RTOK的关系48

3． 3 测试性参数的选择49

3． 3． 1 确定并列同与测试性有关的RMA要求50

3． 3． 2 列出与要求有关的参数51

3． 3． 3 综合权衡，优选测试性参数51

3． 4 测试性指标的确定53

3． 4． 1． 2 确定FIR要求时的考虑因素54

3． 4． 1 测试性指标确定时的考虑因素54

3． 4． 1． 1 确定FDR要求时的考虑因素54

3． 4． 1． 3 确定FAR要求时的考虑因素55

3． 4． 2 测试性指标确定的一般程序55

3． 4．3 典型的测试性指标要求值56

3． 4． 4 典型的测试性参数及指标示例57

3． 4． 4． 1 一种歼击机火控系统的测试性参数及指标57

3． 4． 4． 2 F-16战斗机的测试性参数及指标59

3． 4． 4． 3 F/A-18战斗机的测试性参数及指标60

参考文献61

第4章测试性分配和预计62

4． 1 概述62

4． 2 测试性分配方法64

4． 2． 1 按系统复杂程度分配法64

4． 2． 2 加权分配法66

4． 3． 3 新老产品组合分配法68

4． 2． 4 优化分配法69

4． 2． 4． 1 优化分配问题的数学模型69

4． 2． 4． 2 解法介绍69

4． 2． 4． 3 算法及步骤71

4． 2． 4 ．4 目标函数和约束函数的选择71

4 ．2． 4． 5 应用举例（航空电子系统）76

4． 2． 5 补充说明79

4． 3 测试性预计方法80

4． 3． 1 BIT有效性预计80

4． 3． 1． 1 BIT预计的主要步骤80

4． 3． 1． 2 BIT预计工作单填写说明81

4． 3． 2． 1 预计的主要步骤82

4． 3． 2 系统测试性预计82

4． 3． 2． 2 系统测试性预计工作单填写说明83

4． 3． 3 LRU测试性预计83

4． 3． 4 SRU测试性分析预计84

4． 3． 5 外场级测试性预计84

4． 3． 5． 1 测试性预计参数及其替代参数84

4． 3． 5． 2 分类模型87

4． 3． 5． 3 数据分析89

4． 3． 5． 4 预计方程的最终形式89

4．3． 5． 5 总结93

参考文献94

第5章测试性分析95

5． 1 概述95

5． 2 测试性权衡分析95

5． 2． 1 测试性与其他特性的关系96

5． 2． 2． 1 诊断的重要性97

5． 2． 2 诊断技术权衡97

5． 2． 2． 2 诊断技术类型98

5． 2． 2． 3 手工测试与自动测试的权衡101

5． 2． 2． 4 BITE与ATE的权衡103

5． 2． 2． 5 硬件诊断与软件诊断BITE的权衡104

5． 2． 3 BIT寿命周期纲用权衡105

5． 2． 3． 1 增加的RDT E费用（C1）105

5． 2． 3． 2 增加的采购纲（C2）105

5． 2． 3． 3 增加的使用保障费（C3）107

5． 2． 3． 4 增加的可用性费用（C4）107

5． 2． 3． 5 增加的飞行负担费（C5）108

5． 2． 4 实例108

5． 3． 1． 1 概述110

5． 3 系统测试性分析110

5．3． 1 测试性分析基本流程110

5． 3． 1． 2 测试性分析输入数据111

5． 3． 1． 3 分析过程112

5． 3． 1． 4 分析的输出数据112

5． 3． 2 系统测试性分析的实施113

5． 3． 2． 1 分析方法和步骤113

5．3．2． 2 测试怀分析报告115

5． 3． 3 分析示例116

5． 3． 3． 1 军用飞机环境控制系统测试性分析的基本流程116

5． 3． 3． 2 书写分析报告118

5．4．1． 1 概要121

5． 4． 1． 2 LRU测试性分析的实施121

5． 4 LRU/SRU测试性分析121

5． 4． 1 LRU测试性分析121

5． 4． 2 SRU测试性分析122

5． 4． 3 分析示例123

5． 5 固有测试性分析126

5． 6 BIT分析128

5． 6． 1 概述128

5． 6． 2 BIT数据报告准备129

5． 6． 3 BIT分析报告准备131

5． 6． 3． 1 输入数据131

5． 6． 3． 2 输入数据处理132

5．6．3． 3 定量分析132

5． 7． 1 测试容差的确定135

5． 7． 1． 1 确定容差的下限和上限135

5． 7 测试容差和虚警分析135

5． 7． 1． 2 确定各级测试的容差136

5． 7． 1． 3 BIT和测试设备的测量精度136

5． 7． 2 虚警分析136

5． 7． 2． 1 虚警的影响137

5． 7． 2． 2 虚警的原因137

5． 7． 2 ．3 减少虚警的方法138

参考文献139

第6章测试性设计141

6． 1 概述141

6． 2 测试性设计一般要求142

6． 2． 1 测试性和BIT设计准则142

6．2．1． 1 结构设计（用于电子功能）142

6． 2． 1． 2 划分（用于电子功能）143

6． 2．1．3测试控制143

6． 2． 1． 5 元器件选择144

6． 2． 1． 6 模拟电路设计144

6．2． 1． 4 测试通路144

6． 2． 1． 7 射频（RF）电路设计145

6．2．1． 8 电光（EO）设备设计145

6．2．1． 9 数字电路设计146

6． 2 ．1． 10 机内测试（BIT）146

6． 2． 1． 11 性能监控147

6． 2． 1． 12 机械系统状成监控（MSCM）147

6． 2． 1． 13 传感器147

6． 2． 1． 14 诊断能力综合147

6． 2． 1． 15 测试要求147

6． 2． 2 联机与脱机测试要求148

6． 2． 3 数字电路测试要求148

6． 2． 1． 17 维修级别148

6． 2． 1． 16 测试数据148

6． 2． 4 模拟电路测试要求149

6． 2． 5 集成电路和向处理机要求150

6．2． 6 测试及维修（TM）总线的要求150

6． 2． 7 容差要求151

6． 2． 8 传感器的要求151

6． 2． 9 指示器的要求152

6． 2． 10 初始化要求152

6． 2． 11 测试要控性的要求152

6． 2． 12 测 试可观察性的要求153

6． 2． 13 兼容性的要求153

6． 2． 14 连接器的要求154

6． 3 常用的测试性设计技术155

6． 3． 1 扫描技术155

6． 3． 1． 1 扫描通道155

6． 3． 1．2 电平敏感扫描设计（LSSD）156

6． 3． 1． 3 扫描集157

6． 3． 1． 4 随机存取扫描158

6． 3． 1． 5 边界扫描159

6． 3． 1． 6 扫描技术的适用范围160

6． 3． 2 特征分析160

6． 3． 2． 1 激励生成160

6． 3． 2． 2 特征开发163

6． 3． 2． 3 特征分析及TM总线164

6． 3． 2． 4 适用范围165

6． 3． 3 环绕技术165

6． 3． 3． 1 芯片、ROM、RAM测试166

6． 3． 3． 2 处理机控制的选通167

6． 3． 3． 3 适用范围167

6． 3． 4 模拟技术167

6． 3． 4． 3 适用范围168

6． 3． 5 并行技术168

6． 3． 4． 1 主动与被动168

6． 3． 4． 2 变换成数字形式168

6． 3． 5． 1 容错设计169

6． 3． 5． 2 适用范围171

6． 3． 6 电子产品的模块划分171

6． 3． 6． 1 在设备级划分171

6． 3． 6． 2 在组件级划分173

6． 3． 7 测试点174

6． 3． 7． 1 测试点的类型174

6． 3． 7． 2 测试点的特性175

6． 3． 7． 3 多路传输方法176

6． 3． 7． 4 测试点的选择177

6． 3． 7． 5 数学式电子设备中测试点应用举例179

6． 3． 8 测试探头187

6． 3． 9 改善I/O透明性188

6． 3． 10 故障特征与故障字典189

6． 3． 11 寻向探头及夹子189

6． 4 系统及分系统测试性设计指南190

6． 4． 1 制定测试性计划190

6． 4． 1． 1 测试性目标190

6． 4． 1． 2 系统测试性要求及规范190

6． 4． 2 测试性要求190

6． 4． 2． 1 系统工程过程191

6． 4． 3 测试性计划指南192

6． 4． 4． 1 连接和电缆的铺投192

6． 4． 4 系统测试性设计192

6． 4． 2． 3 测试分级及BIT的有效性192

6． 4． 2． 4 验证计划192

6． 4． 2． 2 与性能有关的要求192

6． 4． 4． 2 电源193

6． 4． 4． 3 计算机、控制器连接总线和软件193

6． 4． 4． 4 系统测试点193

6． 4． 4． 5 机械设计193

6． 4． 4． 6 系统安全性考虑194

6． 4． 4． 7 其他测试性设计要求194

6． 5． 2 系统自测试195

6． 5． 1． 3 采用BIT/BITE所付出的代价195

6． 5． 3 系统BITE的功能特性195

6． 5． 4 系统IT功能特性195

6． 5． 5． 1 外场级维修195

6． 5． 1 三级维修和二级维修195

6． 5 系统及分系统BIT指南195

6． 5． 5． 2 后方级维修195

6． 5． 5 系统BITE/BIT软件与硬件的权衡196

6． 5． 5． 1 软件BIT的优点196

6． 5． 5． 2 硬件BIT的优点196

6． 5． 6 联机（主动和被动）与脱机BIT196

6． 5． 6． 1 联机BIT（主动的和被动的）196

6． 5． 6． 2 脱机BIT196

6． 5． 7 BITE/BIT设计考虑及建议196

6． 5． 7． 1 最佳的系统BIT设计196

6． 5． 7． 2 虚警率考虑197

6． 5． 7． 3 灵巧BIT197

6． 5． 8 系统BIT通用设计指南198

6． 6． 1． 4 测试点200

6． 6． 1． 3复杂信号200

6． 6． 1． 5 余度电路200

6． 6 模块测试性设计指南200

6． 6． 1． 2 顺序器件200

6． 6． 1． 1 反馈回路200

6． 6． 1 电气设计指南200

6． 6． 1． 6 其他考虑201

6． 6． 2 机械设计指南201

6． 6． 2． 1 部件的修理201

6． 6． 2． 2 部件走向和标志201

6． 6． 2． 3 连接器201

6．6．3 节点访问201

6．6．4 模声识别电阻201

6．6．5 其他201

6．7．1．3 BIT通用测试性设计准则202

6．7．1．2 环绕技术202

6．7．1 通用的BIT技术202

6．7 模块BIT/BITE202

6．7．1．1 余度202

6．7．2 数字BIT203

6．7．2．1 VLSI芯片BIT的单板综合203

6．7．2．2 特征分析203

6．7．2．3 机内逻辑块观察（BILBO）204

6．7．2．4 编码图205

6．7．3模拟BIT技术205

6．7．3．1电压求和206

6．7．3．1比较器206

参考文献206

7．2测试性验证的内容及时机208

第7章 测试性验性208

7．1 概述208

7．3 测试性验证的程序及管理209

7．3．1 野战级验证209

7．3．1．1 确定测试性验证要求210

7．3．1．2 选择测试性验证方案210

7．3．1．3 制定测试性验证计划211

7．3．1．4 验证试验前的准备工作211

7．3．1．5 故障注入方法212

7．3．1．6 实施测试性验证试验212

7．3．1．7 试验数据的记录213

7．4．1 方法1217

7．4 测试性验证方案的制定217

7．4．1．1 FDR、FIR、FAR的验证217

7．3．1．9 编写测试性验证报告217

7．3．1．8 改进设计及重复试验217

7．4．1．2 验证举例220

7．4．2 方法2220

7．4．2．1 检测率等参数的验证方案的确定220

7．4．2．2 模糊度验证220

7．5 虚警率的验证221

附录1 测试性验证试验方案表（1）223

附录2 测试性验证试验方案表（2）244

参考文献250

第2篇机内测试及诊断技术在飞机上的应用251

第8章 概论251

8．1 机内测试及诊断技术在军用飞机上的应用及发展251

8．2 BIT技术在民用飞机上的应用及发展252

8．3 BIT应用中存在的主要问题及解决途径253

参考文献254

第9章军用飞机上的应用255

9．1 F-15战斗机255

9．1．1 概述255

9．1．1．1 F-15航空电子设备的维修方案255

9．1．1．2 F-15航空电子设备的BIT系统255

9．1．1．3 BIT性能的验证及使用中的问题256

9．1．1．4 BIT研制工作的经验教训257

9．1．2 火控雷达BIT258

9．1．2．1 APG-63火控雷达简况258

9．1．2．2 雷达BIT说明258

9．1．2．3 BIT测试说明268

9．1．2．4 显示器组的BIT说明272

9．1．3 武器控制装置BIT273

9．1．3．1 武器控制装置简况273

9．1．2．5 系统故障指示273

9．1．3．2 武器控制装置BIT274

9．2 F-16战斗机278

9．2．1 概述278

9．2．8 F-16飞行控制系统ST/BIT279

9．2．2 F-16航空电子系统的基本功能279

9．2．3 对ST/BIT的要求279

9．2．4 F-16航空电子系统维修特点280

9．2．5 ST/BIT系统方案281

9．2．6 ST/BIT的设计方法及以前的应用经验283

9．2．7 ST/BIT在实施中获得的经验教训287

9．2．8．1 设备简况289

9．2．8．2 F-16A/B飞控系统ST/BIT290

9．2．8．3 AFTI/F-16数字式飞控系统的ST/BIT293

9．2．9 F-16火控雷达的ST/BIT298

9．2．9．1 设备简况298

9．2．9．2 AN/APG-66的维修方案300

9．2．9．3 AN/APG-66的ST/BIT说明301

9．2．9．4 雷达ST/BIT管理309

9．2．9．5 取得的经验教训及后来的改进计划312

9．2．10 F-16电气系统BIT315

9．2．10．1 系统简介315

9．2．10．2 电源系统的BIT监控器316

9．2．10．3 电气系统BIT设计317

9．2．10．4 机内测试验证319

9．2．10．5 先进的诊断和显示方案320

9．3 F/A-18战斗攻击机321

9．3．1 概述321

9．3．2．2 BIT设计目标及要求322

9．3．2．1 系统简介322

9．3．2 航空电子系统的BIT322

9．3．2．3 系统设计323

9．3．3 AN/APG-65雷达的BIT326

9．3．3．1 雷达简介326

9．3．3．2 雷达简介327

9．3．4 AN/AYK-14计算机的BIT332

9．3．4．1 AN/AYK-14计算机简介332

9．3．4．2 BIT设计要求332

9．3．4．3 BIT的实现332

9．3．4．4 BIT验证334

9．3．5．2 BIT介绍335

9．3．5 AN/ALQ-126B干扰系统的BIT335

9．4．1 概述337

9．4．2 F-22航空电子系统的特点337

9．4 F-22战斗机337

9．4．3．1 外场级维修保障的技术要求339

9．4．3．2 后方级维修保障的技术要求339

9．4．3 F-22维修保障方案339

9．4．4 垂直综合测试方法341

9．5 “狂风”战斗机342

9．5．1 概述342

9．5．2 飞机检查和监控系统343

9．6．2 进攻性般空电子系统（OAS）的BIT/故障隔离测试I（FIT）344

9．6．1 概述344

9．6．2．1 OAS简介344

9．6 B-52轰炸机344

9．6．2．2 BIT/FIT系统说明345

9．6．2．3 按分系统实施BIT/FIT346

9．6．2．4 BIT烽据产生、使用及存储347

9．6．2．5 故障隔离348

9．6．2．6 BIT/FIT研制的管理348

9．6．2．7 测试数据评价350

9．6．2．8 BIT/FIT测试状态351

9．7 B-1轰炸机352

9．7．1 概述352

9．7．2 B-1A飞机的测试性352

9．7．2．1 B-1A CITS说明353

9．7．2．2 B-1A CITS的运行354

9．3．5．1 AN/ALQ-126B简介355

9．7．2．3 B-1CITS的实施355

9．7．3 B-1B 飞机的测试性分析359

9．7．4 采用CITS的优缺点及中央参数专家系统的出现361

9．8 B-2轰炸机362

9．9 V-22倾转旋翼机363

9．10 AH-64先进攻击直升机365

9．11 轻型直升机计划366

参考文献367

第十章民用飞机上的应用369

10．1 波音系列气机369

10．1．1 概述369

10．1．2 B747飞机370

10．1．2．1 B747SP空调系统简介370

10．1．2．2 监控性能的简单BITE371

10．1．2．3 过渡性的测试设备372

10．1．3 B737-300飞机373

10．1．2．4 系统单独设置的BITE373

10．1．4 B757/767飞机384

10．1．4．1 BITER设计要求和设计指标384

10．1．4．2 B757/767飞机BITE技术应用的特点385

10．1．4．3 B757/767飞机的综合监控系统385

10．1．4．4 B757/767飞机交流电源系统的BITE388

10．1．4．5 B757/767飞机几个子系统的测试性分析392

10．1．5 B747-400飞机396

10．1．5．1 B747-400飞机CMCS的功能397

10．1．5．2 B747-400飞机CMCS的功能399

10．1．5．3 机组报警与状态信息405

10．1．5．4 B747-400飞机CMCS的使用406

10．1．6 B777飞机406

10．1．6．1 概述406

10．1．6．2 B777飞机电源系统的BITE409

10．2 空中客车系列飞机410

10．2．1 概述410

10．2．2 A300飞机411

10．2．3 A310飞机411

10．2．4 A320飞机415

10．2．5 A330/A340飞机420

10．3 MD-82飞机422

10．3．1 概述422

10．3．2 MD-82飞机系统的测度性分析422

10．3．2．1 自动飞行控制系统423

10．3．2．2 飞机综合数据系统424

10．3．2．3 ARINC通信寻址和报告系统（ACARS）425

10．3．2．4 中央音响警告系统426

10．3．2．5 发动机指示系统426

参考文献428