KC903无线电通信综合测试仪 告警和保护逻辑
刘虎吴庆
1.科创研究院仪表局,中国 四川省 成都市
kcma 2019-7-6原创 科创仪表局
中文摘要
KC903项目已终止5年了,现将其中部分设计资料公开,供有关人士参考

    除硬件采取的保护措施外,KC903还通过软件提供告警和保护。软件告警的目的是让用户能够尽早察觉面临的风险,以便采取防范措施;软件保护则通过控制硬件的动作,减少导致风险的因素,为用户采取防范措施争取时间。

    KC903的告警分为三个级别:提醒、警报、紧急警报。对于不同级别的告警,采取不同的保护措施。

    告警信息除了在主机上展示之外,在仪器通过USBWIFI连接上位机时,具有优先传送权。

 

一、提醒

    提醒采用实时触发和监视相结合的触发机制。一般来说由用户操作直接导致的提醒采用实时触发,因仪器收到的信号或者环境条件的改变而引起的提醒采用监视。监视的周期不大于5秒。

1、属于提醒的情况

1)当测量结果可能不准确时。

    A、设定的频率超出保证参数的区间。例如将接收频率设定为3300MHz(接收机可以工作到3500MHz,但只保证到3000MHz)。

    B、设定的幅度超出保证参数的区间。例如将输出幅度在2GHz时设定到+13dBm(在该频率只保证到+10dBm)。

    C、设定的调制参数超过保证区间。

    D、存在档位选择的功能,当选择了某个档位,而实际有可能应该使用另一个档位时。例如,当设定频率为10MHz,大概率事件是使用频率计的低频档位,需提醒用户设定频率低于30MHz时,频率计只能测量120MHz以下信号(唯独该提醒显示在频率计旁边)。

    E、温度不在0~50℃范围内,尚未触发警报时。

    F、某些系统默认参数被用户人工更改时。例如,中频频率被人工调偏。

    G、窄带场强功能,实际电平大于6dBm时。

2)当设定碰触或超出允许的边界时。例如,信号源频率已经显示3000MHz时,继续用拨轮升高频率;当幅度已经降低至-135dBm时,继续降低幅度;其它无法通过输入判断消除的超范围的键入。

3)尚未达到警报条件的异常环境或输入。例如,电池电压低于7.0V(小于20%)时;输入功率超过10W,尚不足50W时。

4)设备可能有故障时。

    A、快速自诊发现有故障时。

    B、电池的充放电曲线严重偏离预期时。

    C、调幅器反馈电压异常时。

5)距离自动关机不到1min时,或者电池电量即将耗尽时(低于6.5V1min自动关机)。

6)因为用户的后续输入,导致前面设定或默认的参数必须被系统自动更改时。例如,当频率为100MHz时,用户设定了频偏为25KHz,而当用户更改频率到760MHz时,频偏会被系统自动调整为10KHz,此时需提醒用户频偏已经更改。在扫频仪功能,假设原来SPAN100MHz,而用户将CENT设置为30MHz,则SPAN会自动更改为60MHz,需提醒用户。

7)按下了无效的按键或者做了错误的操作。

8)插入了充电器,但是因为各种原因未能充电(包括充电电压不足11.5V,温度超出0~35℃范围)

9)其它需要提醒用户的风险事项。

 

2、提醒的方式和后果

    一旦触发提醒,首先蜂鸣器需短暂鸣响(0.5s),同时在显示屏预定位置显示提醒的内容。在被提醒的情况没有解除之前,提醒的内容持续显示。但需注意:

    1)对于碰触边界、参数被自动更改等情况,每次碰触应触发一次新的提醒,但是提醒的内容只显示3秒,从最后一次碰触开始计时。

    2)对于持续发生的提醒事项,当该事项没有解除时,蜂鸣器不能因同一事项重复鸣响。

    3)提醒事项一旦解除,提醒内容显示要立即消隐,不需要延时。

    4)当有多个提醒事项同时发生,以至于预定的显示区域显示不下时,应交替显示,每种事项3秒;或滚动显示(如果能实现的话)。

    所有的提醒都不影响设备的正常功能,用户可继续使用。

 

3、提醒的用语

    尽量提醒具体的事项,具体事项的用语另行规定。如果程序难以实现提醒具体事项,才需要按照本小节安排用语。

    1)测量结果可能不准时,提醒:量值可能不准,英文meas uncal。这一项的温度、档位、中频调偏等,有专门的提醒,例如,温度数据由绿色变为黄色;在系统信息栏显示中频偏移(IF shift)。

    2)设定碰触或超出范围时,提醒:已到极限,英文limit of range

    3)电池电压过低,提醒:电压较低,英文power low

    4)功率超过10W,提醒:高功率输入,英文 strong RF

    5)设备可能有故障时,提醒:设备有故障,英文sys unhealthy

    6)即将自动关机,提醒:即将关机,英文PWR off soon

    7)参数被系统变更,提醒:关联参数已改变,英文 other value changed

    8)做了无效的操作,提醒:操作无效,英文 null value

    9)插了充电器但未充电时,提醒:充电失败,英文Charge fail

    10)其它事项,提醒:!(三角感叹号)

下图:KC903调试中遇到一张偏色的显示屏(与本文无关)。

IMG_1159.JPG

二、警报

    警报是仪器处于非紧急的风险之中,但尚可以在无法保证安全的情况下冒险坚持工作时,向用户发出的通知。如果仪器处于不是非常紧急的风险中就立即保护,可能使用户无法完成一些他们本来就想冒险完成的测试,缩小仪器的适用范围,增加用户的成本。但是如果不提供警报,用户可能会疏忽风险,导致损失由偶然性变为必然性。发出警报以后发生的一切故障,都不在保修范围之内。

    警报被触发时一般不采取自动保护措施(个别保护项目下文注明),仪器可继续工作,但不对包括测量结果错误在内的一切风险提供任何保证。

 

1、警报的范围

    1)输入功率高于50W,尚不足100W时。

    2)温度高于60℃,尚不足75℃,或温度低于-20℃时。

    3)场强端口输入电平高于+10dBm时。

    4)外接电源的输入高于+33V时。

    5)仪器可能有严重故障时(通常是存储器失效,无法读取校准数据)。

    6)用户强制关闭了任何告警功能时(见紧急警报一章)。

    7)其它需要告知用户的风险。

 

2、警报的方式和后果

    对于警报,统一采用显示屏预定区域闪烁显示警报内容,同时蜂鸣器间断鸣响的方式播发。闪烁显示的方法是相应字符亮0.6秒,灭0.4秒。蜂鸣器鸣响的方式是响0.3秒,停0.7秒。

    警报的情况解除之前,警报持续不断的播发,除非关机,用户无法使之消除。

    除特殊情况外,警报一律采用实时触发的方式。

    下列情况需采取如下保护措施:

    1)温度高于60℃时,确认电池充电电路已经被切断。

    警报的内容要写入日志,相同的告警在一次开机后只写入一次。

 

3、警报的用语

    尽量警报具体事项。警报的显示区域比提醒大,但不用预留空间,而是覆盖屏幕上的其他显示,需要多大面积就覆盖多大面积。警报的用语如下:

    1)输入功率过高时,提示端口3过载,英文 over loadport 3

    2)场强端口电平过高时,提示端口2过载,英文over load! port 2

    3)温度过高时,提示内核温度过高,英文Overheat

    4)外接电压过高时,提示外接电压过高,英文Voltage out of range

    5)设备有严重故障时,提示设备严重故障,英文sys has destroyed

    6)任何告警功能被强制关闭时,提示保护措施被关闭,英文sys unprotect

 

三、紧急警报

    当设备遇到严重风险,可能已经或即将损坏的时候,发出紧急警报,提醒用户必须马上消除风险。紧急警报一旦触发,必须马上采取一切可能的保护措施,但由于依靠设备自身已经不能免除风险,故保护措施不能妨碍警报的继续播发。

    紧急警报一旦触发,不论风险是否撤除,都不能消除,必须重新启动设备。

 

1、紧急警报的范围

    1)功率端口的输入功率大于100W时。

    2)场强端口的输入电平大于+17dBm时。

    3)外接电源的电压高于45V时。

    4)温度高于75℃时。

    5)其它严重风险事项。

 

2、紧急警报的方式和后果

    紧急警报采用声响警报和闪光警报相结合的方式播发。声响警报包括蜂鸣器连续鸣响,同时机内喇叭播发报警声;闪光警报的方式是显示屏和键盘照明在10%100%两者之间交替闪烁,周期0.2秒。

    显示屏中断测量界面的显示,跳转到紧急警报页面。该页面以大字标明告警的具体内容,并提醒用户必须撤除风险,并重启设备。

    紧急警报触发时要采取一定的保护措施,包括:

    1)功率过大或场强输入过强时,端口选择电子开关转到没有使用的一侧端口,并同时关闭射频部分的电源和充电电路。例如,在功率计模式,发生功率过载,应临时将端口切换到场强端子。

    2)温度过高时,关闭除警报装置之外的一切可能发热的装置,拖延设备被烧坏的时间。例如,关闭射频模块总电源,关闭充电电路(实际应该早已被关闭了,如有必要的话,再确认一次)。

    3)外接电源电压高时,不做任何操作,因为任何电源的扰动都可能造成器件损坏。但是如果同时发生前述情形,则前述情形的保护优先。

 

3、紧急警报的用语

    紧急警报有专门的页面,可以详细陈述警报事件并展示警告用语。

    紧急警报页面最上面一行书写大字“紧急警报”,英文waring

    接下来书写警报的内容,例如,输入超过许可值,提示过载,英文OVER LOAD

    最下面一行展示警告用语:设备处于危险之中,可能已经被毁坏。

 

4、应急使用

    任何警报都有可能是误报。由于紧急警报误报将使设备彻底无法使用,因此允许用户强行关闭部分警报功能,从而进行应急使用。关闭的方法是按组合键开机,进入特殊设置页面,该页面的进入方法在紧急警报的告警页面上告知用户。用户可以关闭如下保护功能:

    1)所有温度保护

    2)功率告警和保护

    3)场强告警和保护

    4)外接电源电压告警

    5)电池电压告警

    在关闭告警的页面上,必须告知用户面临的风险:可能导致设备毁坏,且关闭告警的行为会被记录(可以不用专门记录,而是当触发2.1.6项警报时记录在警报日志)。关闭告警之后发生的故障(告警电路故障除外)不属于保修范围。

 

[全文完  2014-2-22]


来自:仪器与装备 / 仪器仪表

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