АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2001 года по МПК G05B19/02 G05B23/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при создании систем автоматического контроля и диагностирования сложных радиоэлектронных изделий (РЭИ).

Известно устройство для контроля радиоэлектронных изделий (а. с. N 2071107, кл. G 05 В 23/02), использующее измерение комплексного показателя, являющегося функцией от ряда параметров контролируемого изделия. В качестве такого комплексного показателя предлагалось использовать коэффициент взаимного различия (КВР) эталонного сигнала, параметры которого имеют номинальные значения, и контролируемого сигнала (с выхода объекта контроля). Предлагалось, вводя в устройство требуемое значение вероятности ошибочного приема элемента сигнала, даваемое по техническому условию на контролируемое изделие, получать значение порога КВР g_пор, и затем путем сравнения КВР исследуемого и эталонного сигналов с пороговым значением g_nop принимать решение о виде технического состояния РЭИ.

Сущность изобретения состоит в том, что диагностирование РЭИ осуществляется путем распознавания образа признак-функции - квадрата модуля взаимно-корреляционной функции контролируемого и эталонного сигналов и на этой основе вынесения решения о техническом состоянии РЭИ.

Результаты исследований диагностических моделей РЭИ свидетельствуют о том, что форма квадрата огибающей взаимно-корреляционной функции (ВКФ) Rτ контролируемого и эталонного сигналов определяется значениями параметров диагностируемого объекта:

где P_к, P_э - мощности соответственно контролируемого и эталонного сигналов;
Z_э ^*(t) - функция, комплексно сопряженная с Z_э(t);
Z_k(t), Z_э(t) - комплексная форма представления соответственно контролируемого и эталонного сигналов;
Т - период сигнала;
τ - временной сдвиг контролируемого сигнала относительно эталонного.

Применительно к функциональной диагностике РЭИ объектом распознавания является техническое состояние (ТС) РЭИ. Следовательно, оценку ТС РЭИ можно производить, не измеряя отклонения параметров от номинальных значений, а анализируя форму функции R(τ)
Под алфавитом классов понимается множество заданных классов технических состояний.

Каждое, ТС z РЭИ может быть описано на языке признаков) (параметров) θ₁, θ₂,...,θ_j,...,θ_m. Поэтому первым этапом формирования алфавита классов ТС является описание каждого ТС объекта на языке параметров.

Будем полагать, что значения параметров {θ(1)1

,θ(1)2,...,θ(1)m} определяют и так далее.

Так как число ТС РЭИ очень велико, то с целью снижения материальных и временных затрат при диагностировании применяется второй этап формирования алфавита классов ТС: разумное уменьшение размерности множества ТС объекта путем объединения их в классы. Для этого составляется список ТС объекта с указанием, к какому классу каждое из них относится, т.е.

причем

Второй этап формирования алфавита классов завершается составлением так называемой таблицы обучения (см. таблицу).

Следующий этап состоит в составлении априорного алфавита классов в виде совокупности эталонных признак-функций {Y_a(τ)}_a=1...∧, которые получают на этапе натурных (стендовых) испытаний РЭИ путем внесения заранее определенных дефектов.

Эталонная функция Y_a (τ) при ее графическом изображении должна находиться в центре класса Z_a, а значения параметров θ_a={θ(a)1

,θ(a)2,...,θ(a)m} должны отражать такое ТС Z, которое характеризуется наличием определенного дефекта. Таким образом, под эталоном Y_a (τ) a-гo класса понимается некоторая "средняя" признак-функция этого класса, описание которой усреднено относительно функций {R_d(τ)}_{d=da-1+1...da}.

Алфавит классов называется компактным, если каждому классу из алфавита однозначно соответствует определенное техническое состояние объекта.

Последним этапом формирования алфавита классов ТС объекта является описание каждого класса на языке признаков путем дискретизации эталонных функций, т.е. Y_a(τ)={y(a)i

}_i=1...n. Шаг дискретизации Δτ функции Y(τ) выбирается в соответствии с теоремой Котельникова.

Сравнение классифицируемого TC с эталоном a-го класса эквивалентно определению степени сходства между измеряемой признак-функцией R(τ) и эталонной функцией Y_a(τ). Мерой близости между исследуемой и эталонной признак-функциями является метрика, удовлетворяющая аксиомам расстояний:

где Y_i - i-я ордината исследуемой признак-функции R (τ) ;

y_i ^(a) - i-я ордината эталонной признак-функции a-го класса;

Решающее правило для распознавания TC формулируется так: TC диагностируемого РЭИ относится к тому классу, расстояние до эталона которого меньше, чем до эталонов других классов:

Другими словами, искомая область ТС РЭИ определяется путем решения задачи минимизации расстояния (2)
Z_A = arg min {d(R, Y_a)}. (4)
На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения устройства; на фиг. 3 - общий алгоритм контроля; на фиг. 4 - функциональная схема блока вычисления отклонения и оценки параметров; на фиг. 3 - алгоритм работы микропроцессора.

Цель изобретения - получение возможности диагностирования РЭИ путем анализа формы квадрата огибающей ВКФ эталонного сигнала и сигнала с выхода объекта контроля и на этой основе вынесение решения о техническом состоянии РЭИ.

Автоматизированное устройство контроля и диагностирования радиоэлектронного объекта 1 содержит задающий коммутатор 2, опрашивающий коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь 4, блок 5 вычисления отклонения и оценки параметров, блок 6 вывода результата контроля, блок 7 стимулирующих сигналов, блок 8 управления, переключатель 9 сигналов, ключ 10, формирователь эталонного сигнала 11, измеритель 12 коэффициента взаимного различия сигналов, элемент И 13, измеритель порогового значения коэффициента взаимного различия 14, блок 15 измерения отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума на выходе объекта контроля (h²) (Авторское свидетельство СССР N 1001489, кл. H 04 В 3/46), компаратор 16, элемент ИЛИ 17, причем входы элемента ИЛИ 17 подключены к выходам, (А=В), (А>В) компаратора 16 и к входам блока 6 выводов результатов контроля, вывода результата контроля, а выход элемента ИЛИ 17 подключен к второму входу элемента И 13, генератор тактовых импульсов 18, блок диагностирования 19, линию задержки 20.

В состав задающего коммутатора 2 входят усилители 21.1-21.k и реле 22.1-22. k. Опрашивающий коммутатор 3 содержит усилители 23.1-23.k и реле 24.1-24.k. В аналого-цифровом преобразователе 4 показан выходной регистр 25. Блок 5 вычисления отклонения и оценки параметров содержит микропроцессор 26, блок 27 автоматического управления (например, дешифратор кодов), цифровой регистр 28 отклонения параметра, группу элементов И 29-32 и элемент ИЛИ 33 (например, интерфейсные шины). Кроме того, в состав микропроцессора 26 входят узел 59 ввода информации, узел 60 вывода информации, узел 61 постоянной памяти, узел 62 микропрограммного управления, арифметико-логический узел (АЛУ) 63 и узел 64 оперативной памяти.

Узел 62 микропрограммного управления содержит собственно блок 65 микропрограммного управления (МПУ), служащий для формирования адресов микрокоманд в зависимости от условий, поступающих из АЛУ 63, и блок 66 микропрограммной памяти, обеспечивающей хранение микропрограмм, принятых в микропроцессоре 26.

Автоматизированное устройство контроля и диагностирования радиоэлектронных изделий, содержащее задающий коммутатор, сигнальные выходы которого являются выходами устройства для подключения к входам объекта контроля, опрашивающий коммутатор, сигнальные входы которого являются входами устройства для подключения к выходам объекта контроля, аналого-цифровой преобразователь, блок вычисления отклонения и оценки параметров, блок вывода результата контроля, блок стимулирующих сигналов, блок управления, переключатель сигналов, ключ, формирователь эталонного сигнала, измеритель коэффициента взаимного различия сигналов, элемент И, измеритель порогового значения коэффициента взаимного различия, блок измерения отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума на выходе объекта контроля, компаратор, элемент ИЛИ, причем информационный выход блока управления подключен к входу блока стимулирующих сигналов, подключенного выходом к информационному входу ключа и информационному входу задающего коммутатора, связанного адресными входами с выходами адреса первой группы блока управления, соединенного выходами адреса второй группы с адресными входами опрашивающего коммутатора, связанного выходом с первым входным контактом переключателя сигналов, один из выходов адреса второй группы блока управления подключен к управляющему входу переключателя сигналов, первому входу элемента И и к управляющему входу ключа, соединенного выходом с входом формирователя эталонных сигналов и с управляющим входом измерителя коэффициента взаимного различия сигналов, который подключен выходом к второму входному контакту переключателя сигналов, связанного первым и вторым выходными контактами с информационными входами соответственно аналого-цифрового преобразователя и измерителя коэффициента взаимного различия сигналов, вход запуска аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу прерывания блока вычисления отклонения и оценки параметров и выходу запуска блока управления, соединенного выходом допустимых значений отклонений с первым информационным входом блока вычисления отклонения и оценки параметров, подключенного выходами пуска и сброса к входам соответственно пуска и сброса блока управления, а первым и вторым информационными выходами - соответственно к первому и второму информационным входам блока вывода результатов контроля, выход элемента И связан с входом блока управления, выход номинальных значений которого подключен к третьему входному контакту переключателя сигналов, связанного четвертым входным контактом с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, третьим выходным контактом - с вторым информационным входом блока вычисления отклонения и оценки параметров, четвертым выходным контактом - с первым входом измерителя порогового значения коэффициента взаимного различия, пятым выходным контактом - с третьим информационным входом блока вычисления отклонения и оценки параметров, шестым выходным контактом подключенным к первому входу компаратора, связанного вторым входом с выходом измерителя порогового значения коэффициента взаимного различия сигналов, подключенного вторым входом к выходу блока измерителя отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума, связанного входом с вторым выходным контактом переключателя сигналов, второй выход неравенства компаратора подключен к четвертому информационному входу блока вывода результата контроля, первый выход неравенства и выход равенства компаратора подключены соответственно к второму и третьему информационным входам блока вывода результата контроля и соответствующим входам элемента ИЛИ, связанного выходом с вторым входом элемента И, отличающееся тем, что в устройство введены генератор тактовых импульсов, управляемая линия задержки и блок диагностирования, включающий вычитающее устройство, счетчик по модулю n, накапливающий сумматор, счетчик, два регистра, компаратор, квадратор, устройство для извлечения квадратного корня, причем сигнальный вход управляемой линии задержки подключен к выходу формирователя эталонных сигналов, сигнальный выход управляемой линии задержки подключен к входу измерителя коэффициента взаимного различия сигналов, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу управляемой линии задержки и к счетному входу счетчика по модулю n блока диагностирования, второй выход неравенства компаратора связан с управляющим входом генератора тактовых импульсов и с входом "Установка единицы" первого регистра блока диагностирования, информационный выход кодов эталонных функций блока управления подключен к второму входу вычитающего устройства блока диагностирования, первый вход которого связан с шестым выходным контактом переключателя сигналов, выход вычитающего устройства блока диагностирования подключен к входу квадратора блока диагностирования, выход которого подключен к информационному входу накапливающего сумматора блока диагностирования, информационный выход которого связан с входом устройства для извлечения квадратного корня блока диагностирования, выход которого связан с первым информационным входом компаратора блока диагностирования и с информационным входом первого регистра блока диагностирования, информационный выход которого подключен к второму информационному входу компаратора блока диагностирования, выход которого связан с входами "Разрешение записи" первого и второго регистров блока диагностирования, выход счетчика по модулю n блока диагностирования связан с обнуляющим входом накапливающего сумматора блока диагностирования, входом "Разрешение работы" компаратора блока диагностирования, счетным входом счетчика блока диагностирования и с входом "Сброс" управляемой линии задержки, информационный выход счетчика блока диагностирования подключен к информационному входу второго регистра блока диагностирования, информационный выход которого связан с пятым информационным входом блока вывода результатов контроля, управляющий выход счетчика блока диагностирования подключен к соответствующему входу элемента ИЛИ.

Микропроцессор 26 служит для выполнения арифметических операций над операндами, вводимыми в него, и для обеспечения требуемого при этом алгоритма взаимодействия блоков устройства.

Блок 8 управления содержит кнопки 34 и 35 "Пуск" и "Сброс" соответственно, элементы ИЛИ 36-38, триггер 39, генератор импульсов 40, элемент И 41, элемент задержки 42, усилители 43-47, счетчик 48, блок постоянной памяти 49, дешифратор 50 команд со стробирующим входом, регистры 51, 52 команд управления коммутаторами 2 и 3 соответственно, регистры кодов стимула 53, номинала 54, допуска 55 и кодов эталонных функций 56.

Выходы регистра 51 являются выходами адреса источника информации блока 8, выходы регистра 52 - выходами адреса приемника информации блока 8, выход регистра 53 - информационным выходом блока 8, выход регистра 54 - выходом номинального значения параметра блока и P_ош.зад, выход регистра 55 - выходом допуска блока 8, выход регистра 56 - выходом номинального значения функции взаимной корреляции. Один из входов элемента ИЛИ 36 является входом пуска блока 8, один из входов элемента ИЛИ 38 - входом сброса блока 8, один из входов элемента ИЛИ 37 - входом "Стоп" блока 8, выход усилителя 43 является выходом сброса блока программ.

В переключатель 9 сигналов входят усилитель 57 и реле 58, а также контактная группа из четырех входных и шести выходных контактов, причем первый входной контакт переключателя 9 подключен к выходу опрашивающего коммутатора 3 и при отключенном реле 58 нормально замкнут с первым выходным контактом, который подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 4. Второй входной контакт переключателя 9 подключен к выходу нормирующего блока и при отключенном реле 58 не замкнут ни с одним контактом. Третий входной контакт подключен к выходу регистра входов номинальных значений 54 и при отключенном реле 58 нормально замкнут с третьим выходным контактом, подключенным к входу элемента И 30 блока 5. Четвертый входной контакт подключен к выходу регистра 25, второй выходной контакт подключен к выходам перемножителей 68.1 и 68.2 и к выходу блока 15 измерения h², четвертый выходной контакт подключен к входу элемента И 75 блока 14, пятый выходной контакт подключен к третьему информационному входу блока 5 вычисления отклонения и оценки параметров, шестой выходной контакт подключен к первому входу компаратора 16 и к первому входу вычитающего устройства 80 блока 19 диагностирования. Блок 6 вывода результата контроля содержит входной регистр 89.

Формирователь 11 эталонного сигнала предназначен для формирования сигнала, аналогичного выходному сигналу радиоэлектронного объекта 1 контроля, но при этом параметры эталонного сигнала имеют номинальное значение.

В измеритель 12 КВР сигналов входят фазовращатель 67, осуществляющий преобразование эталонного сигнала по Гильберту, два перемножителя 68.1 и 68.2, два интегратора 69.1 и 69.2, два квадратора 70.1 и 70.2, сумматор 71, стробирующий блок 72, нормирующий блок 73 и элемент 74 задержки.

Измеритель 14 порогового значения коэффициента взаимного различия, состоящий из элемента И 75, удвоителя 76, квадратора 77, логарифмирующего устройства 78, делителя 79.

Блок диагностирования 19 состоит из вычитающего устройства 80, счетчика 81 по модулю n, накапливающего сумматора 82, счетчика 83, регистра 84, компаратора 85, регистра 86, причем 1-й вход вычитающего устройства 80 подключен к 6-му выходному контакту переключателя 9 сигналов, 2-й вход вычитающего устройства 80 подключен к выходу регистра 56 кодов эталонных функций, выход вычитающего устройства 80 подключен к входу квадратора 87, выход которого подключен к входу накапливающего сумматора 82, счетный вход счетчика 81 по модулю n подключен к выходу генератора тактовых импульсов 18, выход счетчика 81 по модулю n подключен к входу "Установка нуля" накапливающего сумматора 82, к счетному входу счетчика 83, к входу "Сброс" управляемой линии задержки 20 и к входу "Разрешение работы" компаратора 85, выход накапливающего сумматора 82 подключен к входу устройства для извлечения квадратного корня 88, выход которого подключен к 1-му входу компаратора 85 и к входу регистра 84, управляющий выход счетчика 83 подключен к одному из входов элементов ИЛИ 17, информационные выходы счетчика 83 подключены к входам регистра 86, выход которого подключен к входу блока 6 вывода результата контроля, выход компаратора 85 подключен к входу "Разрешение записи" регистра 84 и к входу "Разрешение записи" регистра 86, выход регистра 84 подключен к 2-му входу компаратора 85, вход "Установка единицы" регистра 84 подключен к выходу "g<g_пор" компаратора 16.

Устройство работает следующим образом.

Сначала контролируют k-m параметров (из совокупности параметров, характеризующих техническое состояние радиоэлектронного объекта 1), не влияющих на значение коэффициента взаимного различия контролируемого и эталонного сигналов. При этом преобразуют в код контролируемый сигнал, сравнивают его с кодом номинального значения, вычисляя величину отклонения параметра, затем сравнивают полученный результат преобразования с кодом допустимого значения отклонения параметра, определяя оценку параметра ("в норме" или "не в норме").

После этого вместо оставшихся m параметров, характеризующих качество выходного сигнала объекта контроля 1, измеряют коэффициент взаимного различия контролируемого и эталонного сигналов g²=G, являющегося комплексным параметром (показателем качества контролируемого сигнала). Результат измерения преобразуют в цифровую форму, сравнивают с кодом порога КВР допустимого значения, вычисленного по функциональной зависимости в блоке 14 от вероятности ошибочного приема элемента сигнала P_ош. В случае, если g превышает или равно g_пор, то выносится решение, что все m параметров находятся в пределах допусков и совокупность отклонения параметров в пределах допусков не дает вероятности ошибки выше установленного заданного значения P_ош.зад.. Контроль объекта 1 на этом заканчивается. Пороговое значение КВР g_пор вычисляется по ранее выбранной требуемой вероятности ошибочного приема элемента сигнала для данного объекта контроля и вычисленному параметру - отношению энергии сигнала к спектральной плотности шума на выходе объекта контроля.

Если же g меньше g_пор, то начинает выполняться этап диагностирования радиоэлектронного объекта путем распознавания образа признак-функции - квадрата модуля взаимно-корреляционной функции контролируемого и эталонного сигналов и на этой основе вынесения решения по результатам диагностирования и определения места отказа РЭИ.

Перед началом работы устройство приводят в исходное состояние подачей сигнала "Сброс" от кнопки 35 через элемент ИЛИ 31 и усилитель 43 на сбросовые входы всех регистров и триггеров устройства, а также на сбросовый вход микропроцессора 26. В исходном состоянии выход блока 7 стимулирующих сигналов отключен при помощи реле 22.1-22.k задающего коммутатора 2 от входов объекта 1 контроля, выходы которого также отключены при помощи реле 24.-24.k опрашивающего коммутатора 3 от первого входного контакта переключателя 9 сигналов. В то же время в исходном состоянии информационный вход аналого-цифрового преобразователя 4 подключен к выходу опрашивающего коммутатора 3 через нормально замкнутые первый входной и первый выходной контакты реле 58.

Автоматический цикл контроля начинается подачей от кнопки 34 сигнала "Пуск", который, пройдя через элемент ИЛИ 36 на установочный вход триггера 39, обеспечивающего на выходе последнего сигнал, равный логической единице, открывает элемент И 41 для прохождения импульсов от генератора импульсов 40 на вход элемента 42 задержки и счетный вход счетчика 48.

Поступив на счетный вход счетчика 48, первый импульс от генератора 40 меняет содержимое этого счетчика на единицу, то есть в данном случае формирует на выходе счетчика 48 код адреса первого слова программы контролируемого параметра. Спустя время, необходимое для завершения переходных процессов в счетчике 48, с генератора 40 поступает импульс через элемент задержки 42 на вход постоянного запоминающего устройства 49 в качестве сигнала "Считывание", а на вход усилителя 44 - в качестве синхроимпульса. По сигналу "Считывание" постоянное запоминающее устройство 49 выполняет с частотой генератора 40 считывание слов программы контроля рассматриваемого параметра. При этом содержимое счетчика 48 меняется на единицу всякий раз при поступлении на его счетный вход импульсов от генератора 40. Программная информация считывается постоянным запоминающим устройством 49 одновременно с адресом одного из регистров 51-55 или дешифратора 50, куда эта информация должна поступить.

В регистр 53 вводят код, определяющий вид стимулирующего сигнала, формируемого блоком 7. В регистр 51 вводят команды, определяющие точку в объекте контроля, куда этот стимулирующий сигнал будет подан. В регистр 52 вводят команды, определяющие точку в объекте 1 контроля, с которой должен быть снят контролируемый сигнал. В регистр 54 вводят код, определяющий номинальное значение контролируемого параметра, и также вводят значение P_ош. В регистр 55 вводят код, определяющий допустимое значение отклонения параметра от номинального значения (допуск на параметр). После ввода программной информации в регистры 51-55 на вход дешифратора 50 подают код, в соответствии с которым последний формирует импульсную команду "Запуск" аналого-цифрового преобразователя 4 и микропроцессора 26.

Последним на дешифратор 50 подается код, обеспечивающий формирование на его выходе импульсной команды "Стоп". По этой команде считывание программной информации постоянным запоминающим устройством 49 прекращается, так как команда "Стоп", поступая на вход элемента ИЛИ 37 и далее на сбросовый вход триггера 39, снимает разрешающий потенциал с входа элемента И 41, запрещая прохождение через него импульсов с генератора 40.

Когда команда "Запуск" поступает на вход микропроцессора 26, запускается записанный в узел 61 алгоритм управления вычислениями и взаимодействием блоками 4, 6 и 8 между собой в автоматическом режиме. В блок 27 автоматического управления с управляющего входа микропроцессора 26 вводится код, в соответствии с которым формируется управляющий сигнал, обеспечивающий ввод кода номинального значения с выхода регистра 54 через третий входной и третий выходной контакты переключателя сигналов 9 и через группу элементов И 30 и группу элементов ИЛИ 33 в АЛУ 63 микропроцессора 26 в качестве первого операнда. После получения сигнала "Конец преобразования" с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 микропроцессором 26 выдается в блок 27 код, обеспечивающий формирование блоком 27 сигнала, по которому код, хранящийся в регистре 25, вводится в качестве операнда через четвертый входной и пятый выходной контакты переключателя сигналов 9 и через группу элементов ИЛИ 36 и группу элементов ИЛИ 33 в АЛУ 63 микропроцессора 26, где вычисляется величина и знак отклонения параметра контролируемого сигнала от его номинального значения.

Полученный код и знак отклонения микропроцессор 26 выдает на свой информационный выход. Одновременно микропроцессор 26 выдает через управляющий выход в блок 27 код адреса регистра 28, куда заносятся полученные код и знак отклонения. Следующим тактом с управляющего выхода микропроцессора 26 на вход блока 27 вводится код, в соответствии с которым формируется управляющий сигнал, обеспечивающий ввод кода допустимого значения отклонения параметра с выхода регистра 55 через группу элементов И 31 и группу элементов ИЛИ 33 в АЛУ 63 микропроцессора 26 в качестве первого операнда. Далее микропроцессор 26 выдает в блок 27 код, по которому содержимое регистра 28 через элементы И 32 и ИЛИ 33 вводится в качестве второго операнда в АЛУ 63 микропроцессора 26, где происходит сравнение величины отклонения параметра контролируемого сигнала от номинального значения с допуском на отклонение параметра.

Результат сравнения выводят через информационный выход микропроцессора 26 в регистр 89 блока 6 вывода результата контроля. При этом микропроцессор 26 выдает на вход блока 27 код адреса регистра 89. В качестве разрядов, несущих информацию об оценке контролируемого параметра, используют знаковые разряды полученного результата контроля. Выход знакового разряда "Минус" в этом случае связан с входом "Оценка: негоден" блока 6, а выход знакового разряда "Плюс" с входом "Оценка: годен" соответственно.

Выдав результат контроля в блок 6 для регистрации индикации, микропроцессор 26 подает на вход блока 27 последовательно два управляющих кода. По первому из них блок 27 формирует и выдает в блок 8 сигнал "Сброс", поступающий на вход элемента ИЛИ 31 и далее на усилитель 43, в результате устройство приводится в исходное состояние. По второму коду блок 27 обеспечивает выдачу сигнала "Пуск", который поступает на вход элемента ИЛИ 36 и далее на установочный вход триггера 39.

Процедура контроля второго и последующих параметров протекает аналогично.

После контроля k-m параметров появится сигнал на m-м выходе из второй группы управляющих выходов блока 8 управления. Этот управляющий сигнал, поступая через усилитель 57 на реле 58, обеспечивает в переключателе 9 сигналов коммутацию первого входного контакта со вторым выходным контактом, второго входного контакта с первым выходным контактом, третьего входного контакта с четвертым выходным контактом, четвертого входного контакта с шестым выходным контактом. Кроме того, сигнал с m-го управляющего выхода блока управления открывает электронный ключ 10, обеспечивая при этом прохождение стимулирующего сигнала с выхода блока 7 на вход формирователя 11 эталонного сигнала. Таким образом, контролируемый сигнал Z_k(t) поступает с выхода опрашивающего коммутатора 3 через переключатель сигналов 9 на первый сигнальный вход измерителя 12 коэффициента взаимного различия сигналов и на вход блока 15 измерения h², а на второй сигнальный вход измерителя 12 коэффициента взаимного различия сигналов с выхода формирователя 11 подается эталонный сигнал Z_э(t). При этом на первые входы перемножителей 68.1 и 68.2 поступает контролируемый сигнал, эталонный сигнал подается на второй вход перемножителя 68.1 непосредственно, а на второй вход перемножителя 68.2 - через фазовращатель 67, обеспечивающий получение сигнала, сопряженного по Гильберту с поступающим на его вход сигналом. Результаты перемножения с выходов блоков 68.1 и 68.2 поступают на сигнальные входы интеграторов 69.1 и 69.2, где и происходит процесс интегрирования на интервале времени, равном длительности элемента эталонного сигнала. С выходов интеграторов сигналы поступают на входы квадраторов 70.1 и 70.2, а затем с их выходов - на соответствующие входы сумматора 71. С выхода сумматора сигнал поступает на информационный вход стробирующего блока 72, на управляющий вход которого в момент времени t=T с одного из выходов элемента 74 задержки поступает стробирующий импульс. Затем со второго выхода элемента 74 задержки поступает импульс на управляющие входы интеграторов 69.1 и 69.2 для их сброса в нулевое состояние. Вход элемента 74 задержки является управляющим входом измерителя 12 КВР сигналов и подключен к выходу электронного ключа 10. С выхода стробирующего блока 72 сигнал поступает на вход нормирующего блока 73, состоящего из измерителя мощности эталонного сигнала и делителя напряжения (не показаны). На выходе нормирующего блока 73 будет присутствовать напряжение, представляющее собой результат измерения коэффициента взаимного различия эталонного и контролируемого сигналов, описываемого выражением:


где Z_k(t), Z_э(t) - функции времени, определяющие структуры соответственно контролируемого и эталонного сигналов;
Z_э(t) - функция времени, сопряженная по Гильберту с Z_э(t);
P_э - мощность эталонного сигнала;
Т - длительность элемента эталонного сигнала.

Результат измерения коэффициента g²=G с выхода измерителя 12 КВР сигналов через второй входной и первый выходной контакты переключателя 9 сигналов поступает на информационный вход АЦП 4 и с выхода регистра 25 АЦП 4 через четвертый входной и шестой выходной контакты переключателя 9 сигналов поступает на первый вход компаратора. С выхода регистра 54 поступает ранее заданное значение P_ош через третий входной и четвертый выходной контакты переключателя 9 на первый вход элемента И 75, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал от блока автоматического управления 27, поступающий также и на вход "Разрешение работы" компаратора 16. С выхода элемента И 75 значение P_ош поступает на вход удвоителя 76, в удвоителе значение P_ош удваивается и с выхода удвоителя поступает на вход квадратора 77, где происходит возведение в квадрат удвоенного значения P_ош, с выхода квадратора 77 полученное значение поступает на вход логарифмирующего устройства 78, с выхода которого сигнал поступает на первый вход делителя 79, на второй вход которого поступает сигнал, определяющий значение h² с выхода блока 15 измерения h² (а.с.СССР N 1001489, кл. H 04 В 3/46).

На выходе делителя 79 будет присутствовать кодовая комбинация, представляющая собой результат измерения порогового значения КВР для данной вероятности ошибки P_ош исследуемого объекта контроля 1:

С выхода делителя 79 значение g_пор поступает на второй вход компаратора 16, где происходит сравнение значений g и g_пор. В зависимости от полученного результата (g>g_пор, g=g_пор<g_пор) на одном из трех соответствующих выходов компаратора появится логическая единица, которая поступает на один из трех соответствующих входов блока 6 вывода результата контроля (для индикации информации "Оценка: годен", "Оценка: предельное значение", "Оценка: не годен").

Кроме того, если измеренное значение КВР g окажется равным или большим чем пороговое значение g_nop, то логическая единица с соответствующих выходов компаратора 16 поступит на один из входов элемента ИЛИ 17, с выхода которого логическая единица поступит на второй вход элемента И 13. Так как на первом входе элемента И 13 присутствует напряжение с m-го выхода второй группы управляющих выходов блока 8 управления, то с выхода элемента И 13 на вход элемента ИЛИ 37 блока 8 поступит команда "Стоп" для завершения контроля объекта 1.

Если же измеренное значение КВР g окажется меньше порогового значения g_пop, то логическая единица с соответствующего выхода компаратора 16 поступит на вход "Установка единицы" регистра 84 блока 19 диагностирования.

С этого момента начинается этап диагностирования по поиску неисправности радиоэлектронного объекта 1.

Импульсы с генератора импульсов 40 поступают через элемент 42 задержки и счетчик 48 на ПЗУ 49, которое обеспечивает введение кода, определяющего эталонные значения функций взаимной корреляции G_э(Q_j), в регистр 56. В ПЗУ 49 последовательно по двоичным адресам записаны значения ординат j эталонных функций, каждая из которых соответствует определенному классу технических состояний радиоэлектронного объекта 1. Каждая эталонная функция определена n значениями ординат, взятыми через равные временные интервалы в соответствии с теоремой Котельникова. Сигнал с выхода "g<g_пор" компаратора 16 обеспечивает запуск генератора 18 тактовых импульсов, который управляет линией 20 задержки, предназначенной для задержки эталонного сигнала при его поступлении с формирователя 11 на измеритель КВР 12. С каждым тактом работы генератора импульсов 40 на выходе счетчика 48 формируются двоичные адреса, по которым ПЗУ 49 выдает в регистр 56 значения ординат эталонных взаимно-корреляционных функций, поступающие затем из регистра 56 на второй вход вычитающего устройства 80. Одновременно в блоке 12 измерения КВР вычисляется КВР сигнала с выхода радиоэлектронного объекта 1 и эталонного сигнала, задержанного на определенное число тактов управляемой линией задержки 20. Время задержки эталонного сигала увеличивается на один такт с каждым тактом работы генератора тактовых импульсов 18. С выхода блока 12 вычисленный КВР поступает через замкнутый 2-й контакт переключателя сигналов 9 на АЦП 4, где преобразуется в цифровой двоичный код, который через замкнутый 6-й контакт переключателя сигналов 9 поступает в блок диагностирования 19 на 1-й вход вычитающего устройства 80. Работа блока диагностирования 19 строится в соответствии с выражениями (2) и (3). В вычитающем устройстве 80 происходит вычитание значения ординаты эталонной функции из вычисленного значения КВР контролируемого и эталонного сигналов. Полученная разность поступает на вход квадратора 87, с выхода которого значение, равное квадрату разности, поступает на вход накапливающего сумматора 82. После n аналогичных тактов работы с выхода накапливающего сумматора 82 сумма n квадратов разности значений КВР контролируемого и эталонного сигналов поступает на вход устройства 88 для извлечения квадратного корня, с выхода которого значение, равное квадратному корню из накопленной суммы квадратов разности, поступает на 1-й вход компаратора 85, на 2-й вход которого поступает записанное в регистре 84 значение (в исходном состоянии там записаны единицы во всех разрядах, т.е. наибольшее двоичное число). Счетчик 81, сосчитав n тактовых импульсов, выдает на свой выход импульс, который поступает на счетный вход счетчика 83, устанавливает в исходное состояние управляемую линию задержки 20 и разрешает работу компаратора 85. Если значение с выхода накапливающего сумматора 82 меньше, чем значение, записанное в регистре 84, то компаратор выдает на свой выход импульс, разрешающий запись в регистры 84 и 86. В результате этого в регистр 84 записывается значение накопленной суммы разностей значений КВР контролируемого и эталонного сигналов. А в регистр 86 записывается двоичная комбинация с выхода счетчика 83, которая обозначает номер эталонной взаимно-корреляционной функции. Если же значение с выхода накапливающего сумматора 82 больше, чем значение, записанное в регистре 84, то компаратор 85 не выдает на свой выход импульс и содержимое регистров 84 и 86 не изменяется. По спаду импульса с выхода счетчика 81 накапливающий сумматор 82 устанавливается в исходное состояние (содержит нулевую комбинацию). На этом один цикл диагностирования завершается. Полный этап диагностирования состоит из j таких циклов, где j - число эталонных взаимно-корреляционных функций, значения ординат которых последовательно считываются из ПЗУ 49 и используются в процессе распознавания той из них, значения которой минимально (по сравнению с остальными эталонными функциями) отличаются от значений взаимно-корреляционной функции эталонного сигнала и сигнала с выхода контролируемого радиоэлектронного объекта. По окончании j-го цикла счетчик 83 выдает на свой управляющий выход логическую единицу, поступающую далее на один из входов элемента ИЛИ 17, с выхода которого логическая единица поступит на второй вход элемента И 13. Так как на первом входе элемента И 13 присутствует напряжение с m-го выхода второй группы управляющих выходов блока 8 управления, то с выхода элемента И 13 на вход элемента ИЛИ 37 блока 8 поступит команда "Стоп" для завершения процесса диагностирования радиоэлектронного объекта 1.

В регистре 86 будет записана двоичная комбинация, обозначающая искомый номер эталонной функции, соответствующей определенному классу технических состояний контролируемого радиоэлектронного объекта 1. Из регистра 86 эта комбинация поступает в блок 6 вывода результатов контроля для индикации.

Предлагаемый метод диагностирования с использованием взаимно-корреляционных функций позволяет с максимальным быстродействием определять значения параметров и дефекты контролируемого средства связи. Повышается экономическая эффективность процесса контроля путем сокращения номенклатуры измерительных приборов.

Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при создании систем автоматического контроля сложных радиоэлектронных изделий. Технический результат заключается в получении возможности диагностирования радиоэлектронного изделия путем анализа формы квадрата огибающей взаимно-корреляционной функции эталонного сигнала и сигнала с выхода объекта контроля и на этой основе вынесения решения о техническом состоянии радиоэлектронного изделия. Технический результат достигается за счет того, что в устройство дополнительно введены блок диагностирования, управляемая линия задержки, регистр и генератор тактовых импульсов. 5 ил., 1 табл.

Автоматизированное устройство контроля и диагностирования радиоэлектронных изделий, содержащее задающий коммутатор, сигнальные выходы которого являются выходами устройства для подключения к входам объекта контроля, опрашивающий коммутатор, сигнальные входы которого являются входами устройства для подключения к выходам объекта контроля, аналого-цифровой преобразователь, блок вычисления отклонения и оценки параметров, блок вывода результата контроля, блок стимулирующих сигналов, блок управления, переключатель сигналов, ключ, формирователь эталонного сигнала, измеритель коэффициента взаимного различия сигналов, элемент И, измеритель порогового значения коэффициента взаимного различия, блок измерения отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума на выходе объекта контроля, компаратор, элемент ИЛИ, причем информационный выход блока управления подключен к входу блока стимулирующих сигналов, подключенного выходом к информационному входу ключа и информационному входу задающего коммутатора, связанного адресными входами с выходами адреса первой группы блока управления, соединенного выходами адреса второй группы с адресными входами опрашивающего коммутатора, связанного выходом с первым входным контактом переключателя сигналов, один из выходов адреса второй группы блока управления подключен к управляющему входу переключателя сигналов, первому входу элемента И и к управляющему входу ключа, соединенного выходом с входом формирователя эталонных сигналов и с управляющим входом измерителя коэффициента взаимного различия сигналов, который подключен выходом к второму входному контакту переключателя сигналов, связанного первым и вторым выходными контактами с информационными входами соответственно аналого-цифрового преобразователя и измерителя коэффициента взаимного различия сигналов, вход запуска аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу прерывания блока вычисления отклонения и оценки параметров и выходу запуска блока управления, соединенного выходом допустимых значений отклонений с первым информационным входом блока вычисления отклонения и оценки параметров, подключенного выходами пуска и сброса к входам соответственно пуска и сброса блока управления, а первым и вторым информационными выходами - соответственно к первому и второму информационным входам блока вывода результатов контроля, выход элемента И связан с входом блока управления, выход номинальных значений которого подключен к третьему входному контакту переключателя сигналов, связанного четвертым входным контактом с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, третьим выходным контактом - с вторым информационным входом блока вычисления отклонения и оценки параметров, четвертым выходным контактом - с первым входом измерителя порогового значения коэффициента взаимного различия, пятым выходным контактом - с третьим информационным входом блока вычисления отклонения и оценки параметров, шестым выходным контактом подключенным к первому входу компаратора, связанного вторым входом с выходом измерителя порогового значения коэффициента взаимного различия сигналов, подключенного вторым входом к выходу блока измерителя отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума, связанного входом с вторым выходным контактом переключателя сигналов, второй выход неравенства компаратора подключен к четвертому информационному входу блока вывода результата контроля, первый выход неравенства и выход равенства компаратора подключены соответственно к второму и третьему информационным входам блока вывода результата контроля и соответствующим входам элемента ИЛИ, связанного выходом с вторым входом элемента И, отличающееся тем, что в устройство введены генератор тактовых импульсов, управляемая линия задержки и блок диагностирования, включающий вычитающее устройство, счетчик по модулю n, накапливающий сумматор, счетчик, два регистра, компаратор, квадратор, устройство для извлечения квадратного корня, причем сигнальный вход управляемой линии задержки подключен к выходу формирователя эталонных сигналов, сигнальный выход управляемой линии задержки подключен к входу измерителя коэффициента взаимного различия сигналов, выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу управляемой линии задержки и к счетному входу счетчика по модулю n блока диагностирования, второй выход неравенства компаратора связан с управляющим входом генератора тактовых импульсов и с входом "Установка единицы" первого регистра блока диагностирования, информационный выход кодов эталонных функций блока управления подключен к второму входу вычитающего устройства блока диагностирования, первый вход которого связан с шестым выходным контактом переключателя сигналов, выход вычитающего устройства блока диагностирования подключен к входу квадратора блока диагностирования, выход которого подключен к информационному входу накапливающего сумматора блока диагностирования, информационный выход которого связан с входом устройства для извлечения квадратного корня блока диагностирования, выход которого связан с первым информационным входом компаратора блока диагностирования и с информационным входом первого регистра блока диагностирования, информационный выход которого подключен к второму информационному входу компаратора блока диагностирования, выход которого связан с входами "Разрешение записи" первого и второго регистров блока диагностирования, выход счетчика по модулю n блока диагностирования связан с обнуляющим входом накапливающего сумматора блока диагностирования, входом "Разрешение работы" компаратора блока диагностирования, счетным входом счетчика блока диагностирования и с входом "Сброс" управляемой линии задержки, информационный выход счетчика блока диагностирования подключен к информационному входу второго регистра блока диагностирования, информационный выход которого связан с пятым информационным входом блока вывода результатов контроля, управляющий выход счетчика блока диагностирования подключен к соответствующему входу элемента ИЛИ.