机载显示组件的常见故障与修理

王谦

摘 要：电子显示组件作为航空器的重要组成部分，在整个飞行过程中起着极为重要的作用。它使飞机仪表系统发生了根本变化，大大提高了座舱仪表的综合程度和自动化程度；改善了人机功效，提高了飞行安全性。要搞好机载显示组件的维护和修理，必须熟悉和掌握各种显示器的结构和性能，如显示器的测量范围、精度、最小分辨率、再现性、抗干扰能力等，以便在维修时，能根据航空显示器的结构性能，分析故障原因，及时予以排除。本文从一名民用飞机显示组件修理者的角度阐述了CRT类电子机载显示器的工作原理以及在日常工作中可能出现的故障和修理方法。

关键词：CRT电子显示器；民用飞机；ATE自动测试台

1 CRT类机载显示组件的组成与工作原理

1.1 CRT类机载显示组件的组成及特点

现代机载显示器作为飞行中的重要电子附件，为平稳、舒适、安全的飞行过程提供了重要的保障与支持。其中 CRT类（阴级射线管显示器）是机载显示器的主要类型。

CRT电子显示器在元器件、结构设计先进性、综合程度、人机工效等方面有了很大进步，具有以下主要特点：

①采用尺寸更大、更先进的显示屏。

②采用更先进的集成化电子器件。广泛采用表面贴装器件（SMD）、大规模集成电路、门阵列、全数字电路、高密度包装技术等。体积减少42﹪，重量减轻66﹪，功耗降低30﹪，这样，减少了元器件数量，提高了可靠性和维护性。

③提高了综合化程度，增大了信息量，取代了全部飞行仪表和发动机仪表。

1.2 CRT原理简述

阴级射线管CRT是一种电真空器件，其外部结构是一个漏斗型的玻璃壳，它是由电子枪、偏转系统及荧光屏三个基本部分组成。

电子枪。电子枪的作用是产生一个沿着管轴方向前进的细电子束。

偏转系统。为了在荧光屏上显示图形及字符，必须使电子束偏转。有静电偏转和磁偏转两种方式。静电偏转系统是当电子通过均匀电场时，受力作用将改变其运动方向，使其以抛物线轨迹运动。在脱离偏转板后，电子将以刚飞出偏转板时的速度直线前进抵达荧光屏。

磁偏转系统是利用磁场使电子产生偏转。电子在磁场中受力作用，要使电子束做水平偏转，必须在管颈中产生垂直方向的磁场，而要使电子束做垂直偏转，必须在管颈中产生水平方向的磁场。

改变线圈中电流的大小和方向，就可控制电子束偏转的大小和方向。

荧光屏。机载CRT采用三枪三束进行显示，电源为115V、400Hz单相交流电。由符号发生器（SG）提供模拟的X、Y偏转信号和数字视频信号驱动CRT显示。CRT的三个电子枪分别在荧光屏上产生红、绿、蓝三色光，符号发生器通过控制三个电子枪信号的强弱可混合成黄、品红、白色等颜色显示。如果一个或两个电子枪失效，变自动变为单色显示。

荧光屏采用光栅和字符两种扫描类型。光栅扫描有256条扫描线，两场为一帖，共512行，每行512个象素点，所以显示图象的一个帖中共有512×512个象素。字符扫描采用点到点的扫描方式，刷新速率为80Hz。

2 CRT显示组件的修理

CRT显示组件作为飞行中的重要附件，为飞行员提供了直观的目视指示与操作说明。在日常维护中需要谨慎对待。面对有的显示器只有显示部分，有的显示器却集成了显示与操作两大功能，我们在修理中需要明确显示器的主要结构，各部分功能并加以区分对待。

一般来说，CRT显示器的主体部分主要为CRT组件、高压包、低压包、控制电路、显示电路、调节电路、壳体、面板等几大部分。修理流程可以分为进件检查、分解、清洗、修理、组装、功能测试、最终检查。在接到有故障的显示器后，首先应进行目视检查，确保有无屏幕破损，面板损坏，接口插钉断裂等情况。如没有表面损坏，则进行下一步功能测试。在测试前，我们要根据厂家附件修理手册选择合适的测试设备和相应的转接器，通常使用ATE自动测试设备完成测试。

2.1 波音B737型客机CDU（控制显示组件166891-SERIES））常见故障分析

工作中，显示尺寸发生变化是CDU的常见故障。多表现为空中显示内容变窄，显示图像朝水平或垂直方向移动，且多为瞬时故障。

根据故障现象，经过分析可知，CDU的偏转系统发生了问题。

我们知道CUD的偏转功能分为水平和垂直偏转。垂直偏转电路向CRT垂直偏转线圈提供垂直驱动信号，使显示发生垂直偏移。电平转换器LT-2将来自逻辑电平的垂直驱动脉冲转换成斜坡发生器需要的±15VDC电平。当垂直驱动变低时，斜坡发生器的输出开始线性增加。当垂直驱动变高时，斜坡发生器的输出停止增加，然后迅速减小。调节电阻R34用于此信号的幅度调整，这样就能达到对显示高低的调整。可调电阻R36提供一个直流偏压，提供CRT显示屏从上到下的扫描作用。15V垂直驱动器AR8向垂直偏转提供需要的电流。

水平偏转电路向CRT的水平偏转线圈部分提供水平驱动信号，以在CRT显示屏上产生水平偏转。水平定中信号发生器SS-2通过电阻R3控制延时水平驱动信号，从左到右定中CRT显示。信号调节器SS-3向水平偏转电路提供一个10.5微秒信号，以控制水平偏转电流的斜度。线性矫正LC-1提供一个修正电压用于CRT显示器硬件补偿。线性校正保持CRT中间被压缩，然后向四周边缘扩散的特性。峰值探测器PD-1从变压器T1获得采样电压，提供到水平驱动器AR3的反馈电路。该电路电压保持个各行水平扫描过程中，水平驱动器的输出为常值显示。可调电阻R17提供水平宽度调节。水平驱动器AR3提供需要的电流以驱动水平偏转线圈，通过晶体管开关QS-2，在回扫时转为关断。

综上所述，在遇到显示尺寸发生变化的故障时，首先应分析是水平还是垂直部分发生问题。如水平尺寸变化，则多有可能是A1板R3、R17、AR3等器件损坏。如垂直方向尺寸变化，则多为A1板R34、R36、AR8损坏。具体问题还要具体分析。

2.2 显示器常见故障分析

在显示器的使用过程中，伴随着使用寿命的临近，显示器会出现显示偏差现象。这包括限制（最小或最大）、不正确的显示尺寸和位置、聚焦不正确、可见凹槽阴影、弯曲显示、水平重叠和枕形失真显示。此时，需要对显示器进行调整。

如果由于显示器老化或更换高压包PS1、CRT、A1板，就需要进行亮度调节和显示尺寸及位置的调整。如CRT显示呈现弯曲等不美观现象则只需完成聚焦电压的选择，凹槽阴影、弯曲显示及显示重叠的调整。

亮度调整。亮度调整可以分为两种方法，其一是使用CDU制造厂家提供的亮度测量器进行调整。调整步骤可以根据厂家CMM手册进行。另一种方法是在不具备亮度测量器的条件下，使用一些通用设备，如三用表、交流电源，短接线等按照CMM手册的相应方法进行调节。

显示尺寸和位置调整。显示尺寸和位置上的偏差，可采用如下方法进行校正。使用一个CMM手册中给出的正常尺寸显示模具，将其覆盖在CDU显示屏上，进入生产厂家的测试程序。根据程序提示调整相应的水平、垂直、弯曲等显示尺寸，使其与模具显示一致。

聚焦电压的调整。按压CDU面板上的0、4和E键，将在CRT上显示一个全屏长方形。观察CRT显示器，贯穿整个显示器不可能得到明显的符号聚焦，特别是在显示器四角，当最明显的聚焦处于字符的第2行和第20行之间的第4和第20行列字符区域时和第4行第20行的第2和第20列字符区域时，可获得最好的聚焦。

某些CDU显示器在运行过程中会出现短时间黑屏，造成这一故障的原因有多种。散热不好是其中的原因之一。由于CDU在设计上具有超温保护功能，其内部的超温监测电路在温度超过197oF时会自动关闭CDU，进入保护状态。当温度下降后，再次启动CDU使其恢复正常。因此，在日常测试及使用CDU时，要注意进行通风冷却。

另外一种造成CDU黑屏的原因可能是CDU通告器中“EXEC”执行灯故障。由于整个CDU是在飞行管理计算机FMC的控制下进行工作，其传输信号均来自FMC。一旦CDU“EXEC”执行灯故障，就会造成CDU无法执行FMC（飞行管理计算机）命令的假象，此时FMC信号终止，导致CDU黑屏。

3 结语

在飞机制造技术高速发展的今天，无论显示效果、使用寿命，还是尺寸重量，机载显示器已经被设计的十分完美，由于其在整个飞行过程中承担着极为重要的作用，作为飞行员的“第二双眼睛”，机载显示器正在被赋予越来越多的使命。

本文从机载显示器的工作原理入手，通过分析CRT显示器的结构，向读者阐明机载显示器的常见故障，并结合工作者自身的工作经验，给出了相应的排故思路。

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