ГОСТ Р 52072-2003

 

Интерфейс магистральный последовательный
системы электронных модулей

ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ
ФИЗИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Общие требования к методам контроля

 

 

 

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

 

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственным научно-исследовательским институтом авиационных систем с участием Научно-исследовательского института стандартизации и унификации

ВНЕСЕН Главным управлением технической политики в области стандартизации Госстандарта России

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 5 июня 2003 г. № 182-ст

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

 

СОДЕРЖАНИЕ

ГОСТ Р 52072-2003

Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей

ТЕСТИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ ФИЗИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Общие требования к методам контроля

Дата введения 2004-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на компоненты физической среды (информационной магистрали) последовательного интерфейса системы электронных модулей (далее - интерфейс) по ГОСТ Р 52070.

Стандарт устанавливает требования к тестам:

- разветвителей с трансформаторной и непосредственной связью;

- согласующих резисторов;

- кабелей информационной магистрали.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р 52070-2003 Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей. Общие требования

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52070, а также следующие термины с соответствующими определениями:

сигнальная линия (проводник) высокого (низкого) уровня: Электрический проводник кабеля информационной магистрали, служащий для передачи кодированных сигналов высокого (низкого) уровня по ГОСТ Р 52070.

кабель магистральной шины: Кабель, выполненный в виде витой электропроводной экранированной пары проводов с наружной защитной оболочкой и электрическими разъемами на концах. При сборке с разветвителями кабели образуют общую магистральную шину интерфейса.

кабель шлейфа: Кабель, выполненный в виде витой электропроводной экранированной пары проводов с наружной защитной оболочкой и электрическими разъемами на концах, обеспечивающий подключение устройства интерфейса к разветвителю.

затухание в кабеле: Потери мощности в кабеле на единицу длины на фиксированной частоте (например, 0,5 дБ/м на частоте 1 МГц).

4 Общие требования к аттестационному тестированию

4.1 Настоящий стандарт устанавливает единые требования к аттестационным тестам компонентов физической среды информационной магистрали.

Представленные в настоящем стандарте аттестационные тесты являются максимально полными и позволяют проводить проверку основных технических характеристик разветвителей, согласующих резисторов и кабелей информационной магистрали.

4.2 Тестируемые конкретные компоненты могут иметь индивидуальный состав аттестационных тестов, отражающий индивидуальные требования к ним в соответствии с ГОСТ Р 52070.

Состав тестов и методики тестирования конкретных компонентов зависят от наличия физического доступа к контрольным точкам, а также от наличия необходимых аттестованных средств тестирования (тестеров).

Если не указано особо, тестирование компонентов может быть проведено в любой последовательности, отдельные тесты могут быть объединены.

4.3 При тестировании измерения выполняют, используя внешние связи и/или специально предназначенные контрольные тестовые точки в конструкции компонентов. Дополнительные контрольные точки использовать не допускается.

5 Тесты разветвителей

5.1 Тесты должны подтверждать значения электрических характеристик разветвителей, указанные в ГОСТ Р 52070 и в технических документах на конкретный разветвитель.

5.1.1 Статические тесты

Тесты должны подтверждать целостность (отсутствие обрывов, коротких замыканий, внешних повреждений) и значения сопротивлений электрических цепей разветвителя по постоянному току.

5.1.1.1 Измерение сопротивления электрических цепей шинного соединения входа-выхода разветвителя

Измерение сопротивлений R (R_AA¢ и R_ББ¢) проводят между входной и выходной точками А, А¢ сигнального проводника высокого уровня, а затем между точками Б, Б¢ сигнального проводника низкого уровня шинного соединения, как показано на рисунках 1, 2.

1 - магистральная шина; 2 - кабель шлейфа

Рисунок 1 - Разветвители с трансформаторной связью без согласующего резистора и с встроенным согласующим резистором

1 - магистральная шина; 2 - кабель шлейфа

Рисунок 2 - Разветвители с непосредственной связью без согласующего резистора и с встроенным согласующим резистором

Критерий тестирования - значение измеренного сопротивления R:

R £ 0,050 Ом при сопряжении шины с разветвителем через соединители (разъемы);

R £ (0,050 + R¢) Ом при сопряжении шины с разветвителем без соединителей, где R¢ = 0,001lR_с.п,

где l - длина кабеля, сопрягаемого с разветвителем без разъема, м;

R_c.п - сопротивление сигнального проводника кабеля, Ом на 1000 м.

Примечание - Данный тест не применяют к разветвителям, которые имеют только один шинный соединитель (разъем) и внутренний согласующий резистор (оконечной нагрузки).

5.1.1.2 Измерение сопротивления разветвителя R_AБ (R_{A¢, Б¢}) проводят между точками А, Б или А¢, Б¢ входа/выхода сигнальных проводников высокого и низкого уровней магистральной шины, как показано на рисунках 1, 2.

Критерий тестирования для разветвителя с трансформаторной связью без согласующего резистора - значение измеренного сопротивления R_AБ, Ом, удовлетворяющее равенствам:

R_AБ = ((R_об + 2R_з)/N) ± 3 % при сопряжении шины с разветвителем через соединители (разъемы);

R_АБ = (((R_об + 2R_з)/N) ± 3 %) + R¢ при сопряжении шины с разветвителем без соединителей, где R_об - сопротивление обмотки согласующего трансформатора, Ом (допустимо менее 5 Ом);

R_з - сопротивление защитного резистора, Ом;

N - число разъемов (число трансформаторов) в разветвителе для присоединения шлейфов;

R¢ определено ранее.

Значения сопротивлений R_об, R_з задают в технических документах на конкретный разветвитель.

Критерий тестирования для разветвителя с трансформаторной связью и с согласующим резистором - значение измеренного сопротивления R_AБ, Ом, удовлетворяющее равенствам:

R_АБ = (((R_об + 2R_з)R_c)/(R_об + 2R_з + NR_c)) ± 3 %, при сопряжении шины с разветвителем через соединители (разъемы);

R_АБ = ((((R_об + 2R_з)R_c)/(R_об + 2R_з + NR_c)) ± 3 %) + R¢, при сопряжении шины с разветвителем без соединителей, где R_об, R_з, N, R¢ определены ранее;

R_c - сопротивление согласующего резистора, Ом.

Значение R_c задают в технических документах на конкретный разветвитель.

5.1.1.3 Измерение сопротивления разветвителя R_ВГ проводят между точками В, Г сигнальных проводников высокого и низкого уровней на входе/выходе шлейфа, как показано на рисунках 1, 2.

Критерий тестирования - значение измеренного сопротивления R_BГ:

R_ВГ £ 5,0 Ом для разветвителя с трансформаторной связью при сопряжении шлейфа с разветвителем через соединители (разъемы);

R_ВГ £ (5,0 + R¢) Ом для разветвителя с трансформаторной связью при сопряжении шины с разветвителем без соединителей;

R_ВГ ³ 1,0 МОм для разветвителя с непосредственной связью без согласующего резистора;

R_ВГ = (R_c ± 3 %) Ом для разветвителя с непосредственной связью и согласующим резистором при сопряжении шины с разветвителем через соединители;

R_ВГ = (R_c ± 3 %) + R¢ Ом для разветвителя с непосредственной связью и согласующим резистором при сопряжении шины с разветвителем без соединителей,

где R_c, R¢ определены ранее.

5.1.1.4 Измерение сопротивления разветвителя R_эк проводят между соединениями экрана шины, шлейфа и экранирующим корпусом конструкции разветвителя.

Не допускается в качестве измерительных точек использовать корпуса разъемов и крепежных изделий.

Критерий тестирования - значение измеренного сопротивления R_эк:

R_эк £ 0,05 Ом при сопряжении шлейфа с разветвителем через соединители (разъемы);

R_эк £ (0,05 + R¢) Ом при сопряжении шины с разветвителем без соединителей,

где R¢ определено ранее.

5.1.2 Испытание диэлектрических материалов электрических цепей разветвителя проводят с приложением напряжения 600 В среднеквадратичного значения переменного тока с частотой 50/60 Гц в течение 1 мин между каждым сигнальным проводником входа/выхода шины, шлейфа и экранирующим корпусом конструкции разветвителя.

Не допускается в качестве точек приложения напряжения использовать корпуса разъемов и крепежных изделий.

Критерий тестирования - отсутствие электрического пробоя изоляции.

5.1.3 Измерение сопротивления изоляции электрических цепей разветвителя

5.1.3.1 Измерение сопротивления изоляции R_и.э проводят с приложением напряжения 250 В постоянного тока между каждым сигнальным проводником входа/выхода шины, шлейфа и экранирующим корпусом конструкции разветвителя.

Не допускается в качестве точек приложения напряжения использовать корпуса разъемов и крепежных изделий.

Критерий тестирования: значение измеренного сопротивления R_и.э ³ 1000 МОм.

5.1.3.2 Измерение сопротивления изоляции R_п.п проводят с приложением напряжения 250 В постоянного тока между сигнальными проводниками входа/выхода шины и шлейфа.

Не допускается в качестве точек приложения напряжения использовать корпуса разъемов и крепежных изделий.

Критерий тестирования: значение измеренного сопротивления R_п.п > 1000 МОм.

Примечание - Тест не применяют к разветвителям с непосредственной связью, так как разветвители могут быть повреждены.

5.1.4 Тесты разветвителя с учетом требований ГОСТ Р 52070

5.1.4.1 Параметры выходного сигнала

Измерение параметров выходного сигнала разветвителя с трансформаторной связью на выходе магистральной шины при подаче входного сигнала на вход шлейфа проводят, как показано на рисунке 3.

Входной сигнал с размахом 27 В подают в точке А. Форма входного сигнала должна соответствовать показанной на рисунке 4. Частота сигнала должна быть 250 кГц, длительность фронта t_ф и спада t_c сигнала на уровне 10 % - 90 % размаха сигнала должна быть от 90 до 100 нc. Измерения параметров выходного сигнала проводят в точке В (рисунок 3). Форма и параметры выходного сигнала представлены на рисунке 5.

Критерии тестирования:

- спад сигнала Е_С.П не должен превышать 20 % уровня амплитуды сигнала Е_П;

- уровень выбросов и колебаний сигнала b₁, b₂, b₃ не должен превышать амплитуду сигнала Е_П более чем на ±1 %. При проверке разветвителя с двумя разъемами подключения шлейфов измерения необходимо повторить для второго разъема шлейфа.

Тест не проводят для разветвителей с непосредственной связью.

Рисунок 3 - Схема измерения выходного сигнала

Рисунок 4 - Форма и параметры входного сигнала

U_П - размах сигнала; Е_С.П - спад сигнала; Е_П - амплитуда сигнала; b₁, b₂, b₃ - выбросы и колебания сигнала

Рисунок 5 - Форма и параметры выходного сигнала

5.1.4.2 Импеданс разветвителя

Измерение импеданса разветвителя Z без согласующего резистора проводят при подаче напряжения синусоидальной формы со среднеквадратичным значением 1 В на частотах 75 кГц и 1 МГц на вход шины.

Критерий тестирования разветвителя без согласующего резистора:

Z ³ 3000/N, Ом,

где N определено ранее.

Для разветвителей с согласующим резистором импеданс измеряют на предсборочной стадии до установки согласующего резистора.

Тест не проводят для разветвителей с непосредственной связью.

5.1.4.3 Подавление синфазных помех

Подавление синфазных помех оценивают параметром ослабления синфазного сигнала L, дБ, который вычисляют по формуле

L = 20lg(U_вх/U_вых),                                                             (1)

где U_вх = 10 B - среднеквадратичное значение напряжения синусоидального сигнала частотой 1 МГц, подаваемого на шинный вход разветвителя;

U_вых - выходное напряжение, измеряемое на выходе шлейфа разветвителя, В.

Измерения проводят в соответствии со схемой, показанной на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема тестирования ослабления синфазного сигнала

При тестировании разветвителей с двойным числом разъемов подключения шлейфов измерения и вычисление параметра L необходимо повторить для выхода второго шлейфа.

Критерий тестирования: L ³ 45 дБ.

Тест неприменим к разветвителям с непосредственной связью.

5.1.5 Динамические тесты

Тесты должны подтверждать способность разветвителей обеспечивать прохождение сигналов в информационной магистрали с требуемой амплитудой и фазой.

5.1.5.1 Тесты разветвителя с трансформаторной связью без согласующего резистора по параметру U_вых/U_вх - отношению размаха выходного сигнала U_вых, измеренного на шинном выходе, к размаху входного сигнала U_вх, подаваемого на вход шлейфа, проводят в соответствии со схемой передачи сигнала от шлейфа к шине, представленной на рисунке 7. Вход и выход подключения шины к разветвителю должны быть нагружены на согласующие резисторы R_c = Z₀ при волновом сопротивлении шины Z₀. Входной сигнал с размахом U_вх от 18 до 27 В, трапецеидальной формы в соответствии с 5.1.1 ГОСТ Р 52070 и длительностью фронта и спада от 90 до 100 нс, частотой 1 МГц подают на вход шлейфа. Размах выходного сигнала U_вых измеряют на шинном входе/выходе разветвителя. Размах входного сигнала U_вх измеряют на шлейфовом входе разветвителя.

Рисунок 7 - Схема передачи сигнала от шлейфа к шине

Разветвители с трансформаторной связью и встроенным согласующим резистором по параметру U_вых/U_вх тестируют без подключения согласующих резисторов к входу/выходу шины.

При тестировании разветвителей с двойным числом разъемов подключения шлейфов измерения необходимо повторить для второго шлейфового входа.

Тест неприменим к разветвителям с непосредственной связью.

Критерии тестирования:

U_вых/U_вх - от 0,331 до 0,374;

t_ф = t_c = 150 нс при сопряжении шины с разветвителем через соединитель.

Примечание - Минимальное отношение U_вых/U_вх получено при следующих значениях и отклонениях от номинальных значений параметров компонентов разветвителя:

- коэффициент трансформации согласующего трансформатора К_тр = 1,41/1 - 3 %;

- значение сопротивления защитного резистора 0,75 Z₀ - 2 %;

- значение сопротивления согласующего резистора R_c = Z₀ - 2 %.

Максимальное отношение U_вых/U_вх получено при следующих значениях и отклонениях от номинальных значений параметров компонентов разветвителя:

- коэффициент трансформации согласующего трансформатора К_тр = 1,41/1 + 3 %;

- значение сопротивления защитного резистора 0,75Z₀ + 2 %;

- значение сопротивления согласующего резистора R_c = Z₀ + 2 %.

5.1.5.2 Тест разветвителя с трансформаторной связью без согласующего резистора по параметру U_вых/U_вх - отношению размаха выходного сигнала U_вых, измеренного на выходе шлейфа, к размаху входного сигнала U_вх, подаваемого на шинный вход, проводят в соответствии со схемой передачи сигнала от шины к шлейфу, представленной на рисунке 8. Вход и выход подключения шины к разветвителю должны быть нагружены на согласующие резисторы с сопротивлениями R_c = Z₀ при волновом сопротивлении шины Z₀. Входной сигнал с размахом U_вх от 6 до 9 В, трапецеидальной формы (рисунок 4), с длительностью фронта и спада от 90 до 100 не подают на шинный вход. Измеряют размах выходного сигнала U_вых и фиксируют фазу сигнала на выходе шлейфа.

Рисунок 8 - Схема передачи сигнала от шины к шлейфу

Измерение U_вх, U_вых, t_ф, t_c и сравнение фаз проводят с использованием осциллографа.

Тест разветвителя с трансформаторной связью и встроенным согласующим резистором по параметру U_вых/U_вх проводят без подключения согласующих резисторов к входу/выходу шины.

При тестировании разветвителей с двойным числом разъемов подключения шлейфов измерения необходимо повторить для второго шлейфового выхода.

Критерии тестирования:

U_вых/U_вх = 0,707 ± 3 % - для разветвителей с трансформаторной связью;

U_вых = U_вх - для разветвителей с непосредственной связью.

Сигнал на выходе шлейфа должен совпадать по фазе с сигналом на шинном входе.

6 Тесты согласующих резисторов

6.1 Тесты должны подтверждать значения электрических характеристик согласующего резистора, указанных в ГОСТ Р 52070, заданные в технических документах на конкретные согласующие резисторы.

6.1.1 Измерение сопротивления согласующего резистора R_c проводят между сигнальными проводниками высокого и низкого уровней, присоединенными к нему.

Критерий тестирования: значение измеренного сопротивления R_c = (Z₀ ± 2 %) Ом,

где Z₀ - номинальное значение согласующего резистора, поставляемого изготовителем (и волновое сопротивление магистральной шины интерфейса).

6.1.2 Измерение сопротивления R_эк проводят между экранирующей оплеткой сигнальных проводников и экранирующим корпусом конструкции согласующего резистора. В качестве измерительных точек не допускается использовать корпуса разъемов и крепежных изделий.

Критерий тестирования: значение измеренного сопротивления R_эк £ 0,05 Ом.

6.1.3 Испытание диэлектрических материалов электрических цепей согласующего резистора проводят с приложением напряжения 600 В среднеквадратичного значения переменного тока частотой 50/60 Гц в течение 1 мин между каждым сигнальным проводником входа шины и экранирующим корпусом конструкции резистора.

Не допускается в качестве точек приложения напряжения использовать корпуса разъемов и крепежных изделий.

Критерий тестирования - отсутствие электрического пробоя изоляции.

6.1.4 Измерение сопротивления изоляции R_и.э проводят с приложением напряжения 250 В постоянного тока между сигнальными проводниками входа шины и экранирующим корпусом конструкции резистора. Не допускается в качестве точек приложения напряжения использовать корпуса разъемов и крепежных изделий.

Критерий тестирования: значение измеренного сопротивления R_и.э ³ 1000 МОм.

7 Тесты кабелей информационной магистрали

7.1 Тесты должны подтверждать (посредством проведения проверочных процедур и измерений) значения электрических характеристик кабелей информационной магистрали, указанных в ГОСТ Р 52070, заданные в технических документах на конкретный кабель.

7.1.1 Проверка кабеля (посредством проведения визуального контроля) включает в себя проверку состояния внешней оболочки и длины кабеля.

Критерии пригодности кабеля:

- внешняя оболочка кабеля не должна иметь разломов, поверхностных трещин и других видимых дефектов;

- длина кабеля должна соответствовать ее номинальному значению (с учетом допуска), указанному в технических документах на конкретный кабель, и быть измерена с погрешностью до ±0,2 %.

7.1.2 Измерение сопротивления электрических цепей кабеля проводят для каждого сигнального проводника витой пары и экранирующей оплетки.

Сопротивление может быть измерено по мостовой схеме Кельвина или другим альтернативным методом при значениях измеряемых сопротивлений менее 1 Ом при температуре окружающей среды 25 °С.

Примечание - Если измерения проводят при отличной от указанной температуре, полученные значения сопротивлений корректируют с учетом температурных различий между значением измеренного сопротивления и его значением, заданным в технических документах на конкретный кабель.

Критерий тестирования - соответствие значений измеренных сопротивлений их номинальным значениям (с учетом допуска), указанным в технических документах на конкретный кабель.

7.1.3 Испытание диэлектрических материалов электрических цепей кабеля проводят с приложением напряжения 600 В среднеквадратичного значения переменного тока частотой 50/60 Гц в течение 1 мин между каждым сигнальным проводником кабеля и экранирующей оплеткой кабеля.

Критерий тестирования - отсутствие электрического пробоя изоляции.

7.1.4 Измерение сопротивления изоляции R_и.э электрических цепей кабеля проводят с приложением напряжения 200 В постоянного тока между каждым сигнальным проводником и экранирующей оплеткой кабеля в течение 1 мин. Сопротивление изоляции измеряют на образцах длиной не менее 10 м.

Критерий тестирования: значение измеренного сопротивления R_и.э ³ 5000 МОм на длине 100 м.

7.1.5 Тест кабеля по затуханию проводят в соответствии со схемой, показанной на рисунке 9. Измерения проводят при частоте сигналов 1 МГц.

Рисунок 9 - Схема тестирования затухания в кабеле

Допускаются альтернативные методы измерений.

Критерий тестирования: значение коэффициента затухания К_з £ 0,05 дБ/м.

1 - сигнальный проводник 1; 2 - сигнальный проводник 2; 3 - экран кабеля

Рисунок 10 - Проводники кабеля (витой пары)

7.1.6 Проверку общей емкости кабеля С_об проводят с использованием трехполюсного метода измерения на частоте 1 МГц. Допускается использование альтернативных методов измерения.

При использовании трехполюсного метода измерения емкость С_об, пФ/м, вычисляют по формуле

С_об = (2(С_а + С_б) - С_в))/4,                                                          (2)

где в соответствии с рисунком 10:

С_а - емкость, измеренная между сигнальным проводником 1 витой пары проводников и экраном 3 при соединенном сигнальном проводнике 2 с экраном, пФ/м;

С_б - емкость, измеренная между сигнальным проводником 2 витой пары проводников и экраном при соединенном сигнальном проводнике 1 с экраном, пФ/м;

С_в - емкость, измеренная между соединенными сигнальными проводниками 1, 2 витой пары и экраном, пФ/м.

Критерий тестирования: значение вычисленной емкости С_об £ 100 пФ/м.

7.1.7 Проверку коэффициента емкостной асимметрии кабелей К_С проводят путем расчета его значения по формуле

К_С = 400(С_а - С_б)/2(С_а + С_б) - С_в,                                            (3)

где емкости С_а, С_б, С_в получены измерением их значений по 7.1.6.

Критерий тестирования: значение коэффициента емкостной асимметрии К_С £ 5 %.

7.1.8 Проверку волнового сопротивления кабеля Z₀, Ом, проводят путем расчета его значения по формуле

                                                               (4)

где L - индуктивность кабеля, мкГн, измеряемая по мостовой схеме;

С_об - общая емкость кабеля, мкФ, вычисляемая по формуле (2).

Все измерения проводят при частоте 1 МГц.

Допускаются альтернативные методы измерения.

Критерий тестирования: волновое сопротивление кабеля должно быть в диапазоне

70 Ом £ Z₀ £ 85 Ом.                                                       (5)

7.1.9 Проверку числа скруток проводов N в кабеле на единицу длины проводят подсчетом числа полных оборотов п (на 360°) проводов вокруг продольной оси кабеля. Проверка требует вскрытия защитной оболочки и экранирующей оплетки кабеля на определенной длине, которую назначают в зависимости от специфики тестируемого образца кабеля. Число скруток N вычисляют по формуле

N = n/2.

Критерий тестирования: значение N должно быть не менее 13 на 1 м длины кабеля.