LAUX测试接插件研制与检测程序的开发应用

　　LAUX作为CM408和野外排列连接的接口，在408UL仪器整个数据链路中起着关键作用。本文由LAUX电路板检修入手，系统分析设备原理，制作了AC/DC/LAUX可控电源及测试接口，并在维修中研发出 LAUX电路故障测试程序，通过这些检修手段，来提高目前对电路板的检修水平，实现了LAUX电路板维修工作的顺利开展，保证了设备的维修率和完好率，取得了较好的效果。

　　一、前言

　　408UL数字地震仪器轻便、稳定性好、精度高，在国内外地震数据采集中依然广泛应用。在408UL的整个数据链路中，LAUX(交叉站)通过交叉线连接到中央控制箱体CM408，解释CM408发出的指令，控制排列并为两边的采集链提供电源，将排列数据传送到CM408。显然，LAUX在链路中的作用非常重要，一旦LAUX出故障，仪器系统采集地震数据的功能将无法实现。通过反复研究试验，我们设计并制作了交叉站测试电源及转换接口，研发出交叉站电路故障测试程序，通过这些检修手段，掌握了交叉站的维修技术和方法。

　　二、 LAUX检测原理

　　LAUX内部有两块电路板：一块是LPX板，负责数字信号处理;另一块是LIPX板，负责接口/电源管理与控制。一般交叉站各项技术指标的测试是采用仪器主机或TMS408测试系统进行，在检修中最常用是TMS408测试系统。TMS408测试系统是专用于408UL地面采集设备功能检测的测试系统(主要由一台PC计算机、一台以LAUX交叉站功能为核心的接口单元TMU408以及相匹配的特殊软件组成)。测试系统可以对交叉站(LAUX)进行电源测试、传输测试、内部程序测试等，测试结果在用户界面上显示(如图1)，但电路如有故障测试是进行不下去的。并且不能实时的检测电路板各部分的工作情况，对于LAUX故障发生的原因和故障所在无法进行正确判断。

　　我们研发的自控电源、测试转换接口和故障测试程序软件开发，主要是通过选择测试系统的相关菜单，依靠测试仪表，然后根据该项的有关信号通路和有关器件进行检测。同时通过电路中的某点直流电压，频率等参数的数值，由测试结果来查找故障所在地及涉及到的某一元器件，准确地判断出故障所在位置，最后将电路故障排除。

　　要使得电路板上的所有器件能够直接用测试表进行检测，就要对电路板进行接口的连接和系统供电(如图1)，为此我们设计和组装了AC/DC电源和测试接插件。

　　三、供电电源及接口的研制

　　1、AC/DC/LAUX可控电源的研制

　　电源主电路板采用单通道充电方式对电瓶进行维护充电，并通过面板控制开关进行充电和供电方式的转换，并具有瞬时触发和带负载电压显示功能。

　　自控电源主要有AC/DC转换、转换控制、分频计时、脉宽调制和输出调节等电路组成。电源主电路板采用单通道充电方式对电瓶进行维护充电，并通过面板控制开关进行充电和供电方式的转换，并具有瞬时触发和带负载电压显示功能(如图2)。

　　2、接插件的制作

　　LAUX是由LPX/LIPX两块多层印刷电路板组成：

　　LPX—数据处理板，包含数字软硬件电路。

　　LIPX—接口/电源板，由六部分电路组成(如图3)。

　　(1)电瓶控制电路，为电路板提供过压保护;

　　(2)升压器电路，为排列上的采集站提供±24V电压;

　　(3)电压控制电路，测量电压值和检测漏电;

　　(4)产生3.3V唤醒电压;

　　(5)LAUX供电电路为LPX板提供工作电压;

　　(6)产生大线测试器9.5V的充电电压。

　　对于测试不合格的LAUX，如果想进一步确定电路板的故障点就需把两块电路板完全分离，这样便于测量各组件的电压值和追踪信号。LAUX中的两块电路板之间通过两个插接口紧密的连接在一起，为了方便测量我们制作了测试接口及电路板转接连线将两块电路板很好的分离。测试接口包括测试信号传输线、LPX/LIPX接口线、电源和测试连接接口等(如图4)。

　　四、检测程序的研制与应用

　　利用开发的超级终端测试程序对LAUX进行深入的测试和检修。具体的检修流程如下：

　　(1)利用TMS408测试系统确定其内部的软件版本有效;

　　(2)对LAUX漏电电阻进行测试。在不加电的情况下，量得LAUX的漏电电阻应该约等于1Ω;

　　(3)分离电路板;

　　(4)LPX板和LIPX板之间通过PS1、PS2两个插接口紧密的连接在一起;

　　(5)研制的测试接口及电路板转接连线将两块电路板连接;

　　(6)启动超级终端测试系统并设置参数;

　　(7)连通XDEV连线接头与主机串口引出线;

　　(8)将待测电路板连接到AC/DC/LAUX可控电源;

　　运行HyperTerminal超级终端测试系统，依次对待测电路板进行电源电路、内部传输、外部传输、±24V升压器电路、变压器阻抗、ADC等测试，根据测试步骤，逐项测试某个器件上的电压值和波形，制作故障检测流程图，对照标准参考数值，判断器件是否工作正常，最终查找到故障点。

　　LAUX维修实例

　　故障现象：LAUX加不上电，测试无法进行。

　　解决方法：参照标准参数，逐一对测试点进行判断。

　　步骤一：判断漏电保护电路

　　首先测量LAUX电源接头的负极与外壳之间的阻值，正常阻值为1?。将电源站打开后用数字表测量J5插座4脚与GND间的电阻值，测得阻值应是l?，否则判断漏电保护电路损坏。

　　步骤二：判断唤醒电路电压值

　　利用制作的测试接口及电路板转接连线将两块电路板分离，先对电路中的电阻，电容进行检查，初步判断元器件的好坏;其次启动超级终端测试系统，设置参数将待测电路板连接电瓶，接入12V电压，测试3WKPA点是否有3.3V电压，如果有，说明电压电路测试正常，否则取下电阻R39，检查组件C175和IC11是否正常。

　　步骤三：检测各参考点电压值

　　检测各参考点R48、R49、R47、R41的电压值是否正常，正常情况下，电压值分别为3.3V、-5V、+5V、9.5V。通过示波器逐点测量各脚电压，最终通过一定步骤检测，确定R41点的9.5V出错，依据测试结果找出了故障原点，最后将故障排除。

　　五、结语

　　以往坏站(电路板)大多数处于外修状态，同时存在维修周期长和备件昂贵等缺点。我们研究的LAUX检修流程应用到检修工作中后，能够快速、有效地诊断LAUX的故障，在目前仪器检修中具有推广和实用价值。今后我们将该项成果逐步完善和提高，继续为地震仪器设备的检修提供技术支持。

　　作者：陈晓莉 来源：中国科技博览 2015年2期