前言

1553B（MIL-STD-1553B）是美國(guó)國(guó)防部制定的軍用數(shù)據(jù)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船及軍用車(chē)輛等航空航天和國(guó)防裝備中。它以高可靠性、雙冗余設(shè)計(jì)和指令/響應(yīng)式通信著稱(chēng)。

很多工程師第一次接觸1553B時(shí)，往往被其復(fù)雜的組件體系搞得一頭霧水--BC總線(xiàn)控制器、RT遠(yuǎn)程終端、BM總線(xiàn)監(jiān)視器、耦合器、終端電阻、PL75接頭、BJ77插座、雙絞屏蔽線(xiàn)纜……。本文將系統(tǒng)梳理1553B組網(wǎng)所需的全部組件，幫助大家從零搭建一套完整的總線(xiàn)系統(tǒng)。

圖 1  1553B組網(wǎng)案例圖

一、終端設(shè)備：總線(xiàn)的“大腦”與“手腳”

1553B總線(xiàn)系統(tǒng)由三類(lèi)角色（終端設(shè)備）組成：

圖 2 1553B總線(xiàn)角色

1. 總線(xiàn)控制器（BC - Bus Controller）

BC是總線(xiàn)的“指揮官”，負(fù)責(zé)發(fā)起和組織所有總線(xiàn)通信。整個(gè)總線(xiàn)上任何時(shí)候只能有一個(gè)BC。

2. 遠(yuǎn)程終端（RT - Remote Terminal）

RT是總線(xiàn)的“執(zhí)行者”，被動(dòng)響應(yīng)BC的指令。一個(gè)1553B總線(xiàn)最多可掛接31個(gè)RT。

3. 總線(xiàn)監(jiān)視器（BM - Bus Monitor）

BM是總線(xiàn)的“記錄員”，用于監(jiān)視總線(xiàn)上的全部通信過(guò)程，常用于系統(tǒng)調(diào)試和故障分析。

BC/RT/BM通常以板卡或者內(nèi)嵌模塊形式存在，嵌入計(jì)算機(jī)或工控機(jī)中。

圖 3 科洛威爾1553B產(chǎn)品系列

二、傳輸線(xiàn)纜：總線(xiàn)的“血管”

1553B總線(xiàn)的傳輸媒介為屏蔽雙絞線(xiàn)（也稱(chēng)雙軸線(xiàn)）。最常用線(xiàn)纜型號(hào)有兩種M17/176-00002與10612-24-9。

（一）1553B線(xiàn)纜M17/176-00002

一種78Ω的同軸雙絞屏蔽線(xiàn)，是MIL-STD-1553B總線(xiàn)設(shè)備連接時(shí)最常用的線(xiàn)纜。該線(xiàn)纜采用藍(lán)色PFA護(hù)套，具備耐高溫特性。具體參數(shù)如下：

圖4  1553B線(xiàn)纜M17/176-00002特性

（二）1553B線(xiàn)纜10612-24-9

10612-24-9是Raychem的1553B數(shù)據(jù)總線(xiàn)專(zhuān)用的高性能屏蔽鍍銀雙絞線(xiàn)纜，主要特性

指標(biāo)如下：

圖5 10612-24-9線(xiàn)纜特性

（三）板卡線(xiàn)纜選配

成都科洛威爾有限公司研制板卡可以提供線(xiàn)纜選配，用戶(hù)可根據(jù)測(cè)試場(chǎng)景對(duì)連接器進(jìn)行選型以及線(xiàn)纜長(zhǎng)度定制。板卡主要包括PCI-1553B通信板卡（CLV-3051）、PCIe-1553B通信板卡（CLV-3151）、CPCI-1553B通信板卡（CLV-4051）、PXIE-1553B通信板卡（CLV-4151）、USB-1553B通信板卡（CLV-5051）、RS422-1553B板卡/內(nèi)嵌模塊（CLV-8073）、網(wǎng)口-1553B板卡/內(nèi)嵌模塊（CLV-9073）、USB-1553B內(nèi)嵌模塊（CLV-5051M）。

圖6 科洛威爾板卡選配線(xiàn)纜

（四）線(xiàn)纜定制

科洛威爾提供專(zhuān)業(yè)的線(xiàn)纜定制加工服務(wù)，可根據(jù)用戶(hù)要求，加工定做1553B連接線(xiàn)，兩端連接頭及線(xiàn)纜長(zhǎng)度由用戶(hù)指定。制作的線(xiàn)纜與連接器端頭連接處穩(wěn)固可靠，信號(hào)傳輸穩(wěn)定。

圖7 科洛威爾板卡定制線(xiàn)纜

需要特別注意的是，1553B采用雙冗余設(shè)計(jì)，包含總線(xiàn)A和總線(xiàn)B兩條互為備份的傳輸通道，以提高系統(tǒng)的可靠性。因此在實(shí)際布線(xiàn)時(shí)，每個(gè)通道都需要連接A、B兩條總線(xiàn)。

三、連接器與插座：總線(xiàn)的“關(guān)節(jié)”

連接器是實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備、線(xiàn)纜、耦合器之間物理連接的關(guān)鍵配件。

最常用的連接器型號(hào)：

DK-621系列是Raychem（已被TE收購(gòu)）公司專(zhuān)為MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線(xiàn)設(shè)計(jì)的高性能連接器，體積小、可靠性高，廣泛應(yīng)用于1553B測(cè)試系統(tǒng)中。常用型號(hào)包括DK-621-0411-P/S、DK-621-0412-P/S、DK-621-0439-4P/S等。

圖8 DK-621連接器

此外，YDK-621系列、CACB1系列、J49142系列、8#雙同軸接觸件等也是1553B總線(xiàn)中常用的連接器。

四、耦合器：總線(xiàn)的“立交橋”

耦合器是1553B數(shù)據(jù)總線(xiàn)中最核心的配件之一，負(fù)責(zé)將終端設(shè)備以“短截線(xiàn)”（Stub）的方式連接到主干總線(xiàn)上。幾乎所有的1553B總線(xiàn)設(shè)備組網(wǎng)，都要用到耦合器。

根據(jù)外形和應(yīng)用場(chǎng)合，耦合器分為兩類(lèi)：

1. 盒式耦合器（Box Coupler）

一般用于實(shí)驗(yàn)室或測(cè)試設(shè)備組網(wǎng)，插拔簡(jiǎn)單、組合靈活。通常采用BJ77連接器，與采用PL75-47連接器的設(shè)備互聯(lián)。科洛威爾科技1553B盒式耦合器1-10支線(xiàn)可選，產(chǎn)品兼容1MHz和4MHz的1553B信號(hào)，全國(guó)產(chǎn)化自主可控。

 圖9 盒式耦合器

2. 線(xiàn)式耦合器（Inline Coupler）

一般用于機(jī)載網(wǎng)絡(luò)或空間狹小的場(chǎng)所，整合度高，線(xiàn)纜長(zhǎng)度在出廠(chǎng)時(shí)已固定，也可定制。科洛威爾科技1553B線(xiàn)式耦合器兼容美國(guó)Tyco，Raychem，NorthHills，Excalibur，Milestek 等產(chǎn)品，在軍工領(lǐng)域經(jīng)過(guò)了廣泛的測(cè)試和驗(yàn)證。產(chǎn)品兼容1MHz和4MHz的1553B信號(hào)，信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)良，體積小，重量輕，抗拉力強(qiáng)。可以做為航空航天惡劣環(huán)境下應(yīng)用的首選。

圖10 線(xiàn)式耦合器

科洛威爾科技線(xiàn)式耦合器兼容Tyco，Raychem的耦合器，尺寸，電性能，信號(hào)質(zhì)量基本一致。

圖11 線(xiàn)式耦合器選型

耦合器的連接方式有直接耦合和變壓器耦合兩種。無(wú)論哪種方式，耦合器都需要滿(mǎn)足MIL-STD-1553B和GJB5186標(biāo)準(zhǔn)要求。

一、終端匹配電阻（終結(jié)器）：總線(xiàn)的“句號(hào)”

終端匹配電阻（也稱(chēng)終結(jié)器或堵頭）是1553B總線(xiàn)組網(wǎng)中不可或缺的配件，其作用是匹配總線(xiàn)阻抗、消除信號(hào)反射、保證通信質(zhì)量。

關(guān)鍵參數(shù)：

總線(xiàn)端：使用78Ω的終端電阻

子線(xiàn)端（空閑終端端口） ：使用3000Ω的終端電阻進(jìn)行封閉

為什么需要兩種不同的阻值？

1553B總線(xiàn)（耦合器上連接總線(xiàn)的一端）的空閑端口需要用78Ω電阻封閉，而終端（耦合器上連接1553B設(shè)備的端口）的空閑端口則需要用3000Ω電阻封閉。實(shí)際應(yīng)用中，空閑的終端端口如果不接任何端接器而保持開(kāi)路，會(huì)影響總線(xiàn)信號(hào)質(zhì)量，因此建議進(jìn)行封閉。

終端電阻從外形上分為連接器式（如D-621系列、TNG系列）和線(xiàn)式（如D-500-0463）兩類(lèi)。

二、配件選型實(shí)戰(zhàn)指南

在實(shí)際組網(wǎng)中，組件的選型需要綜合考慮以下因素：

1. 板卡選型要素

板卡選型需綜合考慮：主機(jī)接口類(lèi)型（PCI/PCIe/USB/CPCI/PXIE/以太網(wǎng)/RS422、PC104等）、尺寸要求（標(biāo)準(zhǔn)板卡/小模塊）、通道數(shù)量、功能模式（單功能/全功能）、全國(guó)產(chǎn)化要求、通信速率（1Mbps/4Mbps）、溫度適應(yīng)性（通用級(jí)/寬溫級(jí)）等因素。

圖12 科洛威爾1553B產(chǎn)品選型

2. 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模選擇耦合器

根據(jù)總線(xiàn)上連接的設(shè)備數(shù)量，選擇合適端口數(shù)的耦合器——從1個(gè)子線(xiàn)到10個(gè)子線(xiàn)都有對(duì)應(yīng)產(chǎn)品。如果只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)ESI-210（2子線(xiàn)）配合終端電阻即可實(shí)現(xiàn)最小組網(wǎng)；多節(jié)點(diǎn)場(chǎng)景則需要更多子線(xiàn)的耦合器或通過(guò)級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。

3. 根據(jù)應(yīng)用環(huán)境選擇耦合器類(lèi)型

實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、桌面調(diào)試 → 盒式耦合器（插拔方便）

機(jī)載、空間狹小 → 線(xiàn)式耦合器（整合度高）

4. 確保接口兼容

PL75-47插頭 ? BJ77插座 ? CJ70-47插座，這三者需要配套使用。選型時(shí)務(wù)必確認(rèn)連接器型號(hào)匹配。

5. 雙冗余設(shè)計(jì)

所有配件需支持A、B雙總線(xiàn)冗余架構(gòu)。這意味著每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要兩路連接（總線(xiàn)A和總線(xiàn)B），線(xiàn)纜、耦合器、連接器都需要成對(duì)配置。

總結(jié)

一個(gè)完整的1553B組網(wǎng)方案需要五大類(lèi)組件的協(xié)同配合：

只有這些配件正確選型、規(guī)范連接，才能構(gòu)建出符合MIL-STD-1553B標(biāo)準(zhǔn)的高可靠通信網(wǎng)絡(luò)。科洛威爾可以提供總線(xiàn)板卡、盒式/線(xiàn)式耦合器，連接器，端接電阻，線(xiàn)纜全套1553B組網(wǎng)方案。

希望這篇文章能幫助大家快速理清1553B組網(wǎng)的組件體系。如果有具體項(xiàng)目需求或選型疑問(wèn)，歡迎在評(píng)論區(qū)交流討論！