拆解霍尼韦尔IVA-81D二代TCAS指示器
其实2017年就捡了，只是拖延症发作，一直没有写文章。。。
TCAS简介
TCAS，全称为Traffic collision avoidance system，即空中防撞系统。安装了这套系统的飞机，可在飞行过程中检测周围的其他飞机。当飞机间距离过近时，及时发出警告，并给出飞行提示，如爬升/下降等，从而避免空中相撞的发生。现在的民航飞机普遍安装了TCAS系统，一定程度上提升了飞行的安全性。
对空中防撞系统的研究在上世纪50年代就开始了，但真正实用的一代TCAS系统直到80年代才投入商用。一代TCAS系统可以给出飞机周围约40英里(64km)范围内的交通情况(TA, traffic advisory)，但并不能给出飞行指导意见。二代TCAS系统在一代的基础上增加了飞行建议功能(RA, resolution advisory)，当检测到附近飞机后，可给出爬升，下降，减速，保持爬升速度等飞行指导意见，代替飞行员做出决定，避免碰撞发生。目前主流飞机装配的均为二代TCAS系统，虽然后面又有三代/四代系统的开发尝试，但由于种种局限，并没有投入实用。
TCAS系统是相对比较复杂的航电系统，包含了应答机，通讯天线，处理计算机，显示器等。工作时，本机的TCAS计算机通过天线发出问询信号，周围的飞机收到信号后，通过应答机返回各自的高度等信息。本地计算机再通过应答时间，信号角度等信息计算出对方与自身的相对位置，并给出提示。本次拆解的，只是TCAS的显示部分。不过这个仪表同时集成了垂直速度显示功能(VSI, vertical speed indicator)，可以用来显示飞机的爬升速度。这块仪表生产于2009年，是比较先进的航电仪表，现在还未退役。然而更先进的客机中，TCAS指示器已经逐步被集成到中控显示器中，单独的仪表也越来越罕见了。
以下是拆解，让我们看看飞行仪表和民用设备都有啥区别~
拆解
外观,当时因为便宜买了俩,有一个没外壳
正面,没有太多控制按钮。左下角是环境光检测器,用于自动调节显示亮度
侧面
铭牌特写
显示部分
显示屏表面有防划防反光涂层,可有效提升强光下的可读性
仪表反面，一个连接TCAS计算机的航插，还有一个静压输入接口，用于通过气压测量高度
内部
可以看到有三块电路板垂直安装在一块底板上
接口板
上面有个小的调试接口，一般不暴露出去
反面，一个金属盒子，里面估计是电源变换器
与底板的连接器
安装气压传感器和接口板的铝合金框架，为整块铝CNC制作
静压传感器
通过LOGO得知传感器由MEAS生产，这家企业后来被TE收购
仪表主体
依次拆下三块电路板
第一块板子，主要负责电源
超大的MLCC电容，其实是两块电容叠起来再焊上引脚。据资料显示很贵
105°C电解电容
密封功率电感
这里套了一个磁芯，可能是用于滤波，也可能是PCB变压器。由于看不到下面的走线无法判断
电路板反面
标签，显示生产日期2009年第1周
100uf的钽电容，挺吓人的
一颗ADC10158，10位ADC
第二块板子，也是仪表的核心控制板
ALTERA的CPLD
整个系统的核心是这个飞思卡尔的32位单片机MC68332
晶振，表面贴了个接地铜箔
系统内存，两颗ISSI的128K8bit SRAM
8K8bit的EEPROM，应该用来保存一些配置信息
航空级别的仪器居然用85°C的电容，有点太抠门了
存放固件的FLASH在板子反面
晶振
第三块板子，主要是接口和模拟电路
ADI的4通道12bit ADC
这颗定制芯片为ARINC429总线收发器，用于仪表和外部通讯
来自ATMEL的AT40系列FPGA，最高可达50K逻辑单元。不知道这里的是多少
也是ADI的芯片，因为板子涂了胶，看不清楚型号
晶振
这颗陶瓷模块可能也是压力传感器，但并没有标识
FET输入运放
对着光线看，整块板子都涂了三防胶
拆掉其他板子的底板，可以看到还有一个空槽
反面
日本尼吉康的大电容
连接到显示面板的FPC和连接器。白色的线是液晶屏加热器供电
底板
底板尾部有一颗数字温度传感器，用于监控环境温度
底板前面也有一颗温度传感器，用于监测液晶温度，大概是用于控制液晶加热系统的。同时还有一颗光线传感器伸进背光模组中，用于监测背光，实现背光闭环控制，应该也能在背光失效时报警。这样的设计一般民用设备里是不太会见到的
液晶模块，这是背光驱动板
背光驱动板与背光板之间的连接
取下的驱动板
板子用了线艺制造的功率电感，价格不菲。不过看板子走线倒是挺随意的
反面没有元件
分开显示模组和前壳
前壳
显示屏，是个TFT液晶，对比度很高，且涂有防反光涂层
面板背光灯和按钮
亮度调节电位器
这颗是环境光检测传感器
TFT面板由飞利浦在日本生产
液晶驱动芯片
继续拆，分离液晶面板和背光模块
背光特写，这个仪器比较新，已经用上了LED光源
拆下反光板，能看到LED板。灯珠背面贴在铝合金框架上用于散热
LED灯珠
液晶面板，不通电呈透明状态
面板反面的均光板
可以注意到，之前提到的加热电源线被焊在均光板的玻璃两侧。其实这层玻璃上有透明导电涂层，通电后可以发热。由于液晶无法工作在低温条件下，为确保极端环境下显示器正常工作，仪表会在温度过低时自动对液晶屏进行加热
最后是本次拆解的全家福
本次拆解的TCAS系统操作和维护说明书也已附上，内部包含了基本操作和接线图，感兴趣可以下载。
TCAS飞行员手册
CAS-100维护说明书