ПЕРЕНОСНОЙ ПРОГРАММНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2009 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, конкретно к программно-диагностическим комплексам, позволяющим производить разработку контрольных (диагностических) тестов, диагностировать радиоэлектронные изделия (РЭИ) на основе разработанных тестов и обнаруживать места локализации неисправностей в дефектных РЭИ.

Известны программно-диагностические комплексы разработки контрольных тестов и допускового контроля (диагностирования) параметров РЭИ (Технические средства диагностирования. Под ред. Клюева В.В. - М.: Машиностроение, 1989; RU 2261471, МПК: G06F 11/22, G05B 23/00, 2005; US 4630270, МПК: G01R 31/317; G01R 31/3185; H01L 21/66; G01R 31/28; H01L 21/66, 1986; TW 238926 B, МПК: G05B 23/00; G05B 23/00, 2005; GB 2144228, G01R 31/3193; G01R 31/28, 1985), содержащие блок генераторов входных воздействий (аналоговых или цифровых сигналов), измеритель текущих значений (откликов на входные воздействия) параметров РЭИ, блок памяти эталонов (значений параметров исправных РЭИ) и блок сравнения текущих и эталонных значений параметров РЭИ. Принцип работы указанных комплексов основан на измерении или визуальной оценке откликов (выходных параметров) исправных РЭИ на стандартные входные воздействия (входные сигналы РЭИ), регистрации и сохранении измеренных значений эталонных откликов с соответствующими характеристиками эталонных входных воздействий на бумажных и/или машиночитаемых носителях информации, например на оптических и магнитных дисках. Сформированная база данных контрольных тестов, как эталон исправности РЭИ, в дальнейшем используется программно-диагностическим комплексом, осциллографами и другой контрольно-измерительной аппаратурой для выявления дефектных РЭИ, находящихся в местах их дислокации и эксплуатации, на основе сравнения текущих значений откликов РЭИ с эталонными значениями.

Недостатком известных программно-диагностических комплексов является их узкая специализация (привязка их программных и аппаратных средств к конкретным видам РЭИ), пригодность их только для дефектации (отбраковки неисправных) РЭИ и необходимость дальнейшей перевозки неисправных РЭИ в ремонтные предприятия или вызова ремонтных бригад с мобильными ремонтно-диагностическими комплексами для обнаружения мест локализации неисправностей и ремонта последних. Другим недостатком указанных комплексов является исполнение их элементов в виде функционально законченных блоков, ограничивающих их программную настройку под различные виды РЭИ и приводящих к увеличению массогабаритных характеристик комплекса.

Известны программно-диагностические комплексы для обнаружения (локализации) мест неисправностей РЭИ (RU 2270470, МПК: G05B 23/00; G06F 11/30, 2004), содержащие генератор аналоговых или цифровых входных воздействий, снабженных адаптерами для соединения с входными клеммами РЭИ, щупами (зондами) для подачи входных воздействий в контрольные точки электронной схемы РЭИ, двулучевой осциллограф, логический и/или сигнатурный анализаторы с индикаторным устройством, снабженные адаптерами для соединения с выходными клеммами РЭИ, щупами (зондами) для приема сигналов с контрольных точек электронной схемы РЭИ. При этом все элементы комплекса выполнены в виде раздельных функционально законченных элементов для осуществления конкретного вида поиска неисправностей на основе:

- визуального сравнения по индикатору двулучевого осциллографа амплитудно-частотных характеристик сигналов РЭИ в контрольных точках электронных схем исправного и неисправного РЭИ;

- визуального или автоматического сравнения цифрового портрета (амплитудно-временных характеристик импульсно-кодовых сигналов) неисправного РЭИ с цифровым портретом эталона, введенного в память логического анализатора для контрольных точек РЭИ;

- визуального или автоматического сравнения сигнатурного портрета (численного значения вида импульсно-кодовой последовательности импульсов, выраженной в 16-тиричной системе исчисления) с сигнатурным портретом эталона, введенного в память сигнатурного анализатора для контрольных точек РЭИ;

- визуального или автоматического сравнения сигнатурного портрета РЭИ с сигнатурным портретом эталона, введенного в память сигнатурного анализатора для характерных видов неисправностей РЭИ.

Недостатком известных программно-диагностических комплексов поиска мест неисправностей РЭИ является их недостаточные функциональные возможности, обусловленные привязкой их программных и аппаратных средств к конкретным видам РЭИ и видом поиска неисправностей. Неприспособленность для диагностики РЭИ и разработки контрольных (диагностических) тестов. Другим недостатком указанных комплексов является исполнение их элементов в виде функционально законченных блоков, требующих значительного времени на электромеханическое подключение и настройку комплекса под конкретный вид поиска неисправностей РЭИ.

Известен мобильный программно-диагностический комплекс (RU 2288113 МПК: В60Р 3/14, 2006; №33066, кл. В60Р 3/14, 2003), в котором в состав рабочих мест по контролю и диагностике сменных элементов радиоэлектронных изделий (РЭИ) включена автоматизированная контрольно-измерительная аппаратура с отдельными индикаторными устройствами, быстро перепрограммируемая для контроля и диагностики широкой номенклатуры сменных элементов обслуживаемых сложных РЭИ (групп РЭИ). Указанная аппаратура содержит управляющую ЭВМ и соединенный с ней набор программных и функционально законченных аппаратных средств для выполнения всего комплекса работ, связанных с разработкой контрольных (диагностических) тестов, диагностики и дефектации (выбраковки) радиоэлектронных изделий (РЭИ) на основе контрольных тестов, обнаружения мест локализации неисправностей в дефектных (отбракованных) РЭИ, заменой неисправных элементов и восстановлением работоспособности РЭИ.

Недостатком известного мобильного программно-диагностического комплекса является громоздкость его аппаратуры, обусловленная функциональной обособленностью и дублированием ее элементов. Дороговизна и трудность его применения для обслуживания стационарных РЭИ из-за габаритных ограничений и, как следствие, необходимости разборки оборудования диагностируемой РЭИ, переноски элементов разобранного оборудования в кабину мобильного комплекса для проведения диагностических работ в целях оценки их работоспособности.

Задачей изобретения является создание переносного программно-диагностического комплекса, пригодного для разработки контрольных (диагностических) тестов, диагностики и дефектации (отбраковки неисправных) РЭИ на основе контрольных тестов, обнаружения мест локализации неисправностей в дефектных РЭИ в интересах замены неисправных элементов и восстановления работоспособности РЭИ непосредственно в местах эксплуатации последних без вызова ремонтных бригад с дорогостоящими мобильными комплексами.

Техническим результатом изобретения, обеспечивающим решение поставленной задачи, является уменьшение массогабаритных характеристик без снижения функциональных возможностей комплекса.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что переносной программно-диагностический комплекс согласно изобретению содержит соединенные между собой через управляющую ЭВМ монитор, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, многоканальный генератор аналоговых сигналов, многоканальный генератор импульсно-кодовых сигналов, многоканальный логический анализатор и многоканальный диагностический модуль, выполненные с цифровым управлением.

При этом многоканальный аналого-цифровой преобразователь содержит не менее двух аналого-цифровых преобразователей, соединенных по входу со щупами, а по выходу - с управляющей ЭВМ. Многоканальный генератор аналоговых сигналов, содержит не менее двух цифроаналоговых преобразователей, соединенных по сигнальным входам с выходом управляющей ЭВМ, а по выходам с переносными зондами генератора. Многоканальный генератор импульсно-кодовых сигналов содержит не менее шестнадцати преобразователей двоичных чисел в логические уровни напряжений, соединенных по сигнальным входам с выходом управляющей ЭВМ, по выходу - через буферный усилитель со щупами с микрозажимами. Многоканальный логический анализатор содержит не менее четырех восьмиканальных портов, соединенных по входам с пробниками, снабженными щупами с микрозажимами, а по выходам с управляющей ЭВМ. Многоканальный диагностический модуль содержит не менее трех перепрограммируемых микроЭВМ. Каждая перепрограммируемая микроЭВМ выполнена на базе микроконтроллера ATMega128 (ATMEL) и содержит последовательный интерфейс универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика (УСАП), центральный процессор, перепрограммируемое и оперативное запоминающие устройства и контроллер ввода-вывода на сорок пять каналов. Все микроЭВМ соединены по входам через свой интерфейс УСАП и интерфейс USB-2.0 (или RS-232) с управляющей ЭВМ, а по выходам через свои контроллеры ввода-вывода с клеммами внешнего адаптера и через схему защиты со щупом. Управляющая ЭВМ и монитор выполнены в виде персонального компьютера - ноутбука, а многоканальный аналого-цифровой преобразователь, многоканальный генератор аналоговых сигналов, многоканальный генератор импульсно-кодовых сигналов, многоканальный логический анализатор и многоканальный диагностический модуль - в виде отдельного переносного блока, выполненного с возможностью соединения с ноутбуком через USB или RS-232 порты. Адаптер выполнен в виде многоконтактного разъема и контактной платы с внешним источником питания. Контактная плата содержит основные и дублирующие разъемы, блок съемных перемычек, вторичные преобразователи постоянного напряжения, согласователи уровней ТТЛ/КМОП (+5 В/+9 В), ТТЛ/ЭСЛ (+5 В/-1,7 В), а также контактную матрицу, контакты которой соединены с соответствующими контактами адаптера.

Исполнение программно-диагностического комплекса включающего:

- монитор (единое индикаторное устройство для отображения цифробуквенной и графической информации);

- управляющую ЭВМ;

- многоканальный генератор аналоговых сигналов с цифровым управлением;

- многоканальный генератор импульсно-кодовых сигналов с цифровым управлением;

- многоканальный цифровой преобразователь аналоговых сигналов с цифровым управлением;

- многоканальный логический анализатор с цифровым управлением;

- многоканальный диагностический модуль с цифровым управлением;

- адаптер для соединения с объектом диагностики;

позволяет:

а) программно проводить оперативную перестройку электрической схемы комплекса из первичных цифровых и аналоговых элементов в конкретное виртуальное (меняющееся во времени автоматически или вручную с пульта ЭВМ) функциональное устройство или комбинацию функциональных устройств, необходимых для создания контрольных тестов, диагностики РЭИ и поиска мест неисправностей, а именно - программно создавать следующие устройства:

- синхронный логический анализатор блока тестовой диагностики для поиска неисправного элемента с помощью щупа;

- двухканальный цифровой осциллограф с памятью для просмотра электрических сигналов в контрольных точках неисправных и исправных РЭИ по шагам или за один проход с использованием щупа диагностического модуля или своих автономных щупов;

- логический анализатор для приема сигналов по 32-м независимым параллельным каналам с пробниками для диагностики и поиска мест неисправностей цифровых или цифроаналоговых узлов РЭИ;

- генератор сигналов произвольной формы для генерации аналоговых сигналов заданной формы при ремонте аналоговых или цифроаналоговых узлов РЭИ;

- генератор логических последовательностей для генерации цифровых сигналов ТТЛ уровня (+5 В) при ремонте импульсных узлов РЭИ;

б) расширить функциональные возможности комплекса за счет введения полностью автоматизированных режимов работы:

- разработка теста;

- диагностирование;

- ремонт;

в) преобразовывать диагностические тесты РЭИ, разработанные для других известных диагностических комплексов, и тем самым использовать накопленную ранее ремонтно-диагностическую базу данных;

г) генерировать аналоговые сигналы синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы в диапазоне частот от 0,1 Гц до 10 МГц, сигналы произвольной формы с частотой дискретизации от 0,25 Гц до 100 МГц, задаваемые аналитически, графически и программно, а также произвольной комбинации всех вышеперечисленных сигналов путем формирования их в ЭВМ программными средствами в цифровой форме, накопления сформированного массива сигналов в цифровой памяти ЭВМ и дальнейшей выборки из сформированного массива необходимых тестовых сигналов и преобразования их в аналоговую форму с требуемыми амплитудно-частотными характеристиками в многоканальном генераторе аналоговых сигналов;

д) генерировать цифровые электрические сигналы в диапазоне частот от долей Гц до 100 МГц с последующим их преобразованием в импульсно-кодовые последовательности в многоканальном генераторе импульсно-кодовых сигналов.

В свою очередь возможности по пунктам г, д позволяют исключить применение задающих генераторов аналоговых и импульсно-кодовых сигналов, выполненных в виде отдельных аппаратных блоков, и тем самым уменьшить вес и объем комплекса в целом.

Снабжение многоканального генератора аналоговых сигналов не менее чем двумя цифроаналоговыми преобразователями, соединенными по сигнальным входам с выходом управляющей ЭВМ и по выходам с зондами генератора, а многоканального генератора импульсно-кодовых сигналов - не менее чем шестнадцатью преобразователями двоичных чисел в логические уровни напряжений, соединенными по сигнальным входам с выходом управляющей ЭВМ, по выходу - через буферный усилитель со щупами с микрозажимами, позволяет обеспечить сопряжение с известными и перспективными многоконтактными РЭИ для диагностики последних и обнаружения в них мест неисправностей.

Снабжение многоканального логического анализатора не менее чем четырьмя восьмиканальными портами, соединение их по входам с пробниками, снабженными щупами с микрозажимами, а по выходам через управляющую ЭВМ - с сигнальным входом монитора позволяет исследовать цифровые электрические сигналы в диапазоне частот от долей Гц до 100 МГц по 32 двум каналам одновременно. Это, в свою очередь, позволяет ускорить обнаружение мест локализации неисправностей РЭИ и, как следствие, повысить производительность предложенного комплекса.

Снабжение многоканального диагностического модуля набором микроЭВМ на базе микроконтроллеров ATMega128 (ATMEL), которые соединены по входам через интерфейс УСАП и интерфейс USB-2.0 (или RS-232) с управляющей ЭВМ, а по выходам через контроллеры ввода-вывода с клеммами внешнего адаптера и через схему защиты со щупом при относительно малых габаритах модуля, позволяет:

- обеспечить диагностику и ремонт РЭИ путем выдачи тестовых воздействий и приема ответных реакций по каналам вход/выход в диапазоне частот от долей Гц до 1 МГц, регистрации их в памяти, отображения на экране ЭВМ и сравнения с эталонными реакциями;

- исследовать цифровые электрические сигналы РЭИ в диапазоне частот от долей Гц до 1 МГц по одному каналу синхронным логическим (или сигнатурным) анализатором с накоплением и отображением результатов на нескольких визуальных каналах последовательно во времени;

- дополнительно уменьшить массогабаритные характеристики комплекса в целом.

Выполнение адаптера диагностического модуля в виде многоконтактного разъема и контактной платы с внешним источником питания, контактная плата которого содержит основные и дублирующие разъемы, блок съемных перемычек, вторичные преобразователи постоянного напряжения, согласователи уровней ТТЛ/КМОП (+5 В и +9 В), ТТЛ/ЭСЛ (+5 В и -1,7 В), а также контактную матрицу, контакты которой соединены с соответствующими контактами адаптера, позволяет сопрягать программно-диагностический комплекс с электронными платами РЭИ советского и российского производства.

Выполнение управляющей ЭВМ и монитора в виде переносного компьютера-ноутбука, а других элементов программно-диагностического комплекса: многоканального аналого-цифрового преобразователя; многоканального генератора аналоговых сигналов; многоканального генератора импульсно-кодовых сигналов; многоканального логического анализатора и диагностического модуля - в виде отдельного переносного блока, выполненного с возможностью соединения с ноутбуком через USB (или RS-232) - порт, позволяет упростить и ускорить реализацию переносного программно-диагностического комплекса для разработки контрольных (диагностических) тестов, диагностирования РЭИ на основе разработанных тестов и обнаружения мест локализации неисправностей в дефектных РЭИ.

На фиг.1 представлен внешний вид переносного программно-диагностического комплекса на основе ноутбука, на фиг.2 - его функциональная схема, на фиг.3 - функциональная схема диагностического модуля на 135 каналов ввода/вывода, на фиг 4, 5, 6 - форма отображения управляющей и сигнальной информации на экране монитора в режимах «Разработка диагностического теста», «Диагностика» и «Ремонт» соответственно.

Программно-диагностический комплекс содержит монитор 1 (см. фиг.2), управляющую ЭВМ 2 с манипулятором 3 типа «мышь» и клавиатурой 4, а также многоканальный аналого-цифровой преобразователь 5, многоканальный генератор 6 аналоговых сигналов, многоканальный генератор 7 импульсно-кодовых сигналов (логических последовательностей импульсов), многоканальный логический анализатор 8 и многоканальный диагностический модуль 9, выполненные с цифровым управлением и соединенные между собой через управляющую ЭВМ 2. Устройства 5-9 выполнены в виде отдельных съемных модулей, конструктивно объединенных в отдельный переносной программно-диагностический блок 10. Управляющая ЭВМ 2 предназначена для управления работой переносного программно-диагностического комплекса, а также для генерации двоичных кодов и обработки кодов, принятых с модулей 5-9, в режимах: разработка диагностического теста, диагностирование и ремонт. Она снабжена операционной системой Windows XP и имеет процессор типа Pentium-2 или выше с частотой не менее 900 МГц; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) с объемом памяти не менее 128 Кбайт, запоминающее устройство на жестком магнитном диске емкостью не менее 60 Гбайт, DVD - дисковод и съемные носители контрольных (диагностических) тестов: карты памяти (Flashcard), съемные магнитные диски и оптические DVD-диски, три порта USB-2.0 для соединения с внешними устройствами (3, 5-9) и один порт для соединения с монитором 1. Монитор 1 выполнен с жидкокристаллическим экраном с размерами не менее 11 дюймов. Монитор 1, ЭВМ 2, манипулятор 3 и клавиатура 4 выполнены в виде переносного компьютера 11, соединенного с программно-диагностическим блоком 10 через два порта USB-2.0. Многоканальный аналого-цифровой преобразователь 5 блока 10 содержит не менее двух аналого-цифровых преобразователей, соединенных по входу со щупом 12, а по выходу - через управляющую ЭВМ 2 с сигнальным входом монитора 1. Многоканальный генератор 6 аналоговых сигналов содержит не менее двух цифроаналоговых преобразователей, соединенных по сигнальным входам с выходом управляющей ЭВМ 2, а по выходу с зондом 13. Многоканальный генератор 7 импульсно-кодовых сигналов содержит не менее шестнадцати преобразователей двоичных чисел в логические уровни напряжений, соединенных по сигнальным входам с выходом управляющей ЭВМ 2, по выходу - через буферный усилитель 14 со щупами 15 с микрозажимами. Многоканальный логический анализатор 8 содержит не менее четырех восьмиканальных портов, соединенных по входам с пробниками 16, снабженными щупами 17 с микрозажимами, а по выходам через управляющую ЭВМ 2 с сигнальным входом монитора 1. Многоканальный диагностический модуль 9 блока 10 (см. фиг.3) содержит тактовый генератор 18, схему сброса 19, микросхему 20 интерфейса USB-2.0 и/или микросхему 21 интерфейса RS-232, схему защиты 22, не менее трех перепрограммируемых микроЭВМ 23-25. Каждая перепрограммируемая микроЭВМ 23-25 выполнена на базе микроконтроллера ATMega128 (ATMEL) и содержит последовательный интерфейс 23.1 универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика (УСАП), центральный процессор (ЦП) 23.2 с перепрограммируемым (ППЗУ) и оперативным (ОЗУ) запоминающими устройствами и контроллер 23.3 ввода-вывода на сорок пять каналов. Все микроЭВМ 23-25 соединены по входам через микросхему 20 интерфейса USB-2.0 или микросхему 21 интерфейса RS-232 с управляющей ЭВМ 2 персонального компьютера 11, а по выходам через контроллеры 18.3 ввода-вывода с клеммами адаптера 26. МикроЭВМ 23 дополнительно имеет один контакт, который подключен через схему защиты 22 к щупу 27. Адаптер 26 предназначен для соединения с объектом 28 диагностики (РЭИ) и выполнен в виде многоконтактного разъема и контактной платы с внешним источником питания 29. Контактная плата адаптера 26 содержит основные и дублирующие разъемы, блок съемных перемычек, вторичные преобразователи постоянного напряжения, согласователи уровней ТТЛ/КМОП (+5 В/+9 В), ТТЛ/ЭСЛ (+5 В/-1,7 В), а также контактную матрицу, контакты которой соединены с соответствующими контактами адаптера 26. Конструкция адаптера 26 зависит от диагностируемого РЭИ и разрабатывается конкретно под каждый тип РЭИ или под группу типов РЭИ.

Перед началом работы программно-диагностического комплекса диагностируемое радиоэлектронное изделие (РЭИ) 28 подключают к адаптеру 26 через соответствующие разъемы. Адаптер 26 подключают к диагностическому модулю 9 через кабель 30. На диагностируемое РЭИ 28 подается питающее напряжение от источника 29 постоянного нестабилизированного напряжения через вторичный преобразователь постоянного напряжения, установленного на плате адаптера 26. Оператор программно-диагностического комплекса с помощью органов управления 3-4 компьютера 11 запускает программу тестовой диагностики, которая управляет работой программно-диагностического блока 10 в режимах «Разработка диагностического теста», «Диагностика» и «Ремонт», а также вызывает программы «Цифровой осциллограф», «Генератор сигналов», «Логический анализатор», которые используются при поиске неисправных элементов в РЭИ.

Рассмотрим работу комплекса в указанных режимах.

РАЗРАБОТКА ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ТЕСТА

В данном режиме, используя экранное меню монитора 1 и органы управления 3-4 ЭВМ 2, имеются возможности (фиг.4):

- создавать тест на мониторе 1 компьютера 11 путем прорисовки логических уровней сигналов на контактах РЭИ в виде графических эпюр;

- создавать тест на мониторе 1 компьютера 11 и одновременно выдавать сигналы на РЭИ 28 (интерактивный режим);

- автоматически сохранять тест в файле теста;

- создавать файлы технического описания, таблиц уровней и эпюр сигналов, значений логических сигнатур в контрольных точках схемы;

- загружать и выгружать на экран монитора 1 инструкции по ремонту.

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ РЭИ

В режиме «Диагностика» (фиг.5):

- выдаются тестовые воздействия на РЭИ 28, записанные в файле теста;

- в случае необходимости ручной коммутации (для цифроаналоговых и аналоговых ячеек РЭИ 28) на экран монитора 1 компьютера 11 выдаются текстовые и графические указания и сообщения;

- ответные сигналы РЭИ 28 на тестовые воздействия (текущая реакция) записываются в ОЗУ компьютера 11;

- по окончании прогона теста производится автоматическое сравнение файла эталонной реакции и текущей реакции. В случае несовпадения выдается текстовое сообщение "Брак изделия!" и выводятся на экран монитора 1 результаты сравнения.

РЕЖИМ РЕМОНТА РЭИ

Режим используется для ремонта РЭИ, не прошедших диагностику (фиг.6).

В данном режиме:

- тестовое воздействие на РЭИ 28 выдается циклически (динамический режим диагностики) и с помощью щупов 12, 15, 17 и 27 производится поиск неисправного элемента РЭИ 28:

- путем вывода логических эпюр напряжения - логический анализ;

- путем расчета сигнатур и сравнения их значений с эталонными значениями - сигнатурный анализ;

- путем вывода аналоговых эпюр напряжения - аналоговый анализ (наблюдение на осциллографе).

При этом тестовое воздействие может выдаваться на РЭИ 28 через входные контакты адаптера 26, а также с помощью зонда 13 генератора аналоговых сигналов в любую точку схемы РЭИ 28, а выходные сигналы считываются с выходных контактов разъема адаптера 26. Реакция может приниматься с помощью щупа 12 из любой точки схемы РЭИ 28 и отображаться на мониторе 1 компьютера 11 в режиме «Осциллограф». При обнаружении места локализации неисправности тестовое воздействие может выдаваться с помощью щупов 15, подключаемых микрозажимами к сигнальным входам конкретной микросхемы РЭИ 28, а выходные сигналы считываются с выходных контактов исследуемой микросхемы РЭИ 28 с помощью щупов 17, закрепляемых микрозажимами на выходных контактах микросхемы. Реакция микросхемы обрабатывается логическим анализатором 8, ЭВМ 2 и отображается на мониторе 1 компьютера 11 и используется для оценки работоспособности конкретной микросхемы. При установке в адаптер 26 второго дублирующего и заведомо исправного РЭИ 28, закрепляя щупы 15 генератора 7 тестовых сигналов на однотипных входах обоих РЭИ 28, а щупы 17 анализатора 8 на однотипные выходы, можно методом сравнения исследовать схему РЭИ 28 и определять по расхождению выходных сигналов местоположение дефектного элемента схемы.

Рассмотрим особенности функционирования элементов комплекса в указанных режимах. В момент включения питания комплекса схема сброса 19 модуля 9 вырабатывает импульс сброса. Этот импульс поступает на все микроЭВМ 23-25 и устанавливает их в одно исходное состояние. Тактовый генератор 18 вырабатывает импульсное напряжение (типа меандра) стабилизированной частоты 20 МГц. Это напряжение поступает на все микроЭВМ 23-25 и синхронизирует все процессы в указанных микроЭВМ. После установки исходного состояния комплекса оператор выбирает из памяти компьютера 11 диагностический тест, разработанный ранее для данного РЭИ. Запускает его на выполнение в режиме «Диагностика». Компьютер 11 преобразует коды теста в управляющие коды, которые передаются через интерфейс USB-2.0 в диагностический модуль 9 через микросхему 20 интерфейса USB-2.0 на микроЭВМ 23-25. Каждая микроЭВМ 23-25 работает под управлением внутренней программы, которая предварительно разрабатывается проектировщиком данного устройства и записывается в перепрограммируемое запоминающее устройство микроЭВМ 23-25. Работу микроЭВМ 23-25 рассмотрим на примере работы микроЭВМ 25. МикроЭВМ 25 принимает от управляющей ЭВМ 2 только "свои" управляющие коды и накапливает их в своем ОЗУ. Центральный процессор (ЦП) 23.2 микроЭВМ 25 дешифрирует поступившие коды и выдает команды на свой контроллер 23.3 ввода/вывода. Контроллер 23.3 ввода/вывода микроЭВМ 25 в зависимости от поступающих на него команд от ЦП 23.2 управляет работой контактов микроЭВМ 25. Процесс управления заключается в следующем: устанавливается конфигурация контакта (вход или выход в данном такте теста); устанавливается потенциал на сконфигурированном контакте +5 В (логическая 1) или +0 В (логический 0) в данном такте теста. Если контакт является выходом микроЭВМ 25, принимают реально установившийся потенциал на контакте (независимо вход это или выход) в данном такте теста и передают его в ОЗУ. Работа микроЭВМ 23 немного отличается от работы микроЭВМ 24 и 25. Поскольку микроЭВМ 23 дополнительно имеет один контакт, который всегда сконфигурирован как вход и который подключен через схему защиты 22 к щупу 27. Контролер 18.3 ввода/вывода микроЭВМ 23 считывает состояние этого контакта в каждом такте теста и передает в ОЗУ. Это обеспечивает работу программно-диагностического модуля 9 в режиме «Синхронный логический анализатор». Схема защиты 22 обеспечивает защиту входа микроЭВМ 23 от попадания повышенного напряжения или замыкания на землю при поиске неисправности щупом 27 логического/сигнатурного анализатора.

После загрузки диагностического теста в микроЭВМ 23-25 начинается его выполнение. Процесс выполнения теста разбивается во времени на отдельные такты. В каждом такте микроЭВМ 23-25 выдает через свои контроллеры 23.3 ввода/вывода и адаптер 26 на входы диагностируемого РЭИ 28 различные уровни напряжения (логические 1 и логические 0). А затем через определенную задержку времени производит считывание ответных реакций с выходов РЭИ в ОЗУ выходных контроллеров 23.3 микроЭВМ 23-25. Поток загруженных данных в каждый контроллер 23.3 ввода/вывода содержит информацию о логических уровнях напряжения, которое должно быть подано на каждый вход РЭИ 28, и о логических уровнях ответных реакций, которые должны установиться на каждом выходе исправного РЭИ 28 (так называемых эталонных реакций). После считывания реакций каждая микроЭВМ 23-25 начинает производить анализ реакции на наличие короткого замыкания или перенапряжения на каждом входе РЭИ 28, а затем на совпадение реакции с эталонными реакциями на каждом выходе РЭИ 28. Здесь следует подчеркнуть, что в отличие от известных программно-диагностических комплексов анализ выходных реакций производится в микроЭВМ 23-25, а не в компьютере 11. Если при анализе обнаруживается короткое замыкание на каком-либо входе РЭИ 28, то контроллер 23.3 ввода/вывода выдает команду на перевод всех своих выходных каналов в высокоимпедансное состояние, останавливает дальнейшую отработку теста, выдает сигнал останова другим контроллерам 23.3 ввода/вывода микроЭВМ 23-25 и передает сообщение в компьютер 11. Компьютер 11, приняв данное сообщение, выдает на экран монитора 1 сообщение оператору: «ОБНАРУЖЕНО КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ НА КОНТАКТЕ… В ТАКТЕ №…». Если в процессе анализа обнаруживается несовпадение выходных реакций с эталонными реакциями, то контроллер 23.3 ввода/вывода соответствующей микроЭВМ 23-25 генерирует информацию о результатах анализа и помещает ее в свое ОЗУ ЦП23.2 и затем переходит к следующему такту теста. По окончании выполнения диагностического теста все обнаруженные несовпадения передаются через интерфейс 23.1 УСАП и микросхему 20 интерфейса USB-2.0 в компьютер 11. Компьютер 11 анализирует коды реакции, сравнивает с эталонными реакциями, хранящимися в эталонных файлах памяти управляющей ЭВМ 2 для данного РЭИ 28. Если несовпадений не обнаружено, то выдается сообщение «ИЗДЕЛИЕ ИСПРАВНО». Если в результате анализа будут обнаружены несовпадения принятых реакций от РЭИ 28 с эталонными, то компьютер 11 останавливает прогон диагностического теста, выдает на экран монитора 1 сообщение: «Брак изделия» и выдает данные, по каким выходам РЭИ 28 были получены неправильные реакции. Если несовпадений не обнаружено, то тест проходит до конца и выдается сообщение «Изделие исправно». На этом диагностика РЭИ 28 заканчивается. По окончании прогона диагностического теста компьютер 11 выводит на экран монитора 1 информацию о состоянии диагностируемого РЭИ 28, т.е. исправно или не исправно данное изделие 28 и по каким выходам обнаружена неправильная реакция. Далее для ремонта неисправного РЭИ 28 необходимо определить его неисправный элемент. Для обнаружения неисправного элемента схемы РЭИ 28 оператор запускает диагностический тест в режиме «Ремонт» (фиг.6). В этом режиме тест прогоняется без остановки. При обнаружении неправильной реакции на каком-либо выходе изделия, тест также может быть «зациклен», т.е. непрерывно повторяться. В режиме «Ремонт» оператор может использовать весь арсенал измерительных средств программно-диагностического комплекса, переключая в режимы «Цифровой осциллограф», «Генератор сигналов», «Логический анализатор», которые используются при поиске неисправных элементов в РЭИ 28. Щуп 27 используют для поиска неисправных узлов и элементов внутри диагностируемой РЭИ 28 в режиме «Логический анализатор». В процессе поиска неисправностей щуп 27 устанавливают на контакты отдельных элементов РЭИ 28, запускают диагностический тест и производят наблюдение за происходящими изменениями электрического сигнала в выбранной точке схемы на экране монитора 1. Принимаемый щупом 27 сигнал может отображаться на мониторе 1 в окне цифрового осциллографа, в окне логического анализатора и в окне сигнатурного анализатора.

Изобретение разработано на уровне опытного образца. Испытания опытного образца показали достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи изобретения.

Комплекс предназначен для диагностики и обнаружения неисправностей радиоэлектронных изделий (РЭИ). Техническим результатом изобретения является уменьшение массогабаритных характеристик комплекса без снижения его функциональных возможностей. Технический результат достигается построением комплекса из первичных цифровых и аналоговых элементов и программной перестройкой его электрической схемы в виртуальные (меняющееся во времени автоматически или вручную с пульта компьютера) устройства для работы в режимах: «Разработка диагностического теста», «Диагностика» и «Ремонт РЭИ». 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Переносной программно-диагностический комплекс, характеризующийся тем, что он содержит компьютер, соединенный через программно-диагностический блок с адаптером, зондом, пробниками и щупами для подключения и контроля радиоэлектронных изделий (РЭИ) в режимах «Разработка диагностического теста», «Диагностика» и «Ремонт», а также для поиска неисправных элементов в РЭИ в режимах «Цифровой осциллограф», «Генератор сигналов», «Логический анализатор», компьютер выполнен с возможностью хранения и генерации сигналов тестовых воздействий в цифровой форме и возможностью визуального и автоматического контроля сигналов правильной реакции РЭИ на тестовые воздействия и содержит монитор, управляющую ЭВМ, снабженную манипулятором типа «мышь», клавиатурой, интерфейсным портом для подключения энергонезависимой памяти программ контроля, параметров сигналов тестовых воздействий и эталонных значений сигналов реакции исправных объектов диагностики на тестовые воздействия, а также снабженную интерфейсным портом для подключения программно-диагностического блока, программно-диагностический блок выполнен с возможностью преобразования цифровых сигналов тестовых воздействий в форму, соответствующую параметрам образцовых входных сигналов для аналоговых, цифровых, цифроаналоговых и аналого-цифровых элементов исправных РЭИ, а также с возможностью асинхронной обработки сигналов реакции РЭИ и содержит двухканальный аналого-цифровой преобразователь сигналов, обеспечивающий возможность преобразования выходных сигналов аналоговых сигналов РЭИ в цифровую форму для визуального наблюдения и сравнения эпюр сигналов эталонного и контролируемого РЭИ на экране монитора компьютера в режиме «Осциллограф», многоканальный генератор аналоговых сигналов, выполненный с возможностью преобразования цифровых сигналов компьютера в аналоговую форму и содержащий не менее двух цифроаналоговых преобразователей, соединенных по сигнальным входам с выходом управляющей ЭВМ, а по выходам - с зондами подачи аналоговых сигналов тестового воздействия для аналоговых РЭИ в режиме «Ремонт», многоканальный генератор импульсно-кодовых сигналов для выработки логических последовательностей импульсов воздействия для контроля исправности цифровых элементов РЭИ в режиме «Ремонт» и содержащий не менее шестнадцати преобразователей двоичных чисел в логические уровни напряжений, соединенных по сигнальным входам с выходом управляющей ЭВМ, а по выходу - через буферный усилитель со щупами с микрозажимами для подключения сигналов тестовых воздействий непосредственно к входам микросхем, расположенных на плате РЭИ, многоканальный логический анализатор, выполненный с возможностью анализа цифровых сигналов РЭИ в режиме «Ремонт» и содержащий не менее четырех восьмиканальных портов, соединенных по входам с пробниками, снабженных щупами с микрозажимами для подключения к выходам микросхем, расположенных на плате РЭИ, а также содержит многоканальный диагностический модуль, выполненный с возможностью циклического опроса, сигнатурного анализа и автоматического обнаружения неисправностей цифровых РЭИ и его ячеек памяти в режимах «Диагностика» и «Ремонт» и содержащий не менее трех перепрограммируемых микроЭВМ, каждая из которых содержит процессор с перепрограммируемым и оперативным запоминающими устройствами, соединенный через синхронно-асинхронный приемопередатчик с интерфейсным портом ЭВМ, а через контроллер ввода/вывода с одним из щупов программно - диагностического блока и адаптером, выполненным в виде многоконтактного разъема и контактной платы с внешним источником питания для подключения и электропитания диагностируемого РЭИ.

2. Переносной программно-диагностический комплекс по п.1, отличающийся тем, что каждая микроЭВМ выполнена на базе микроконтроллера, например типа ATMega128, с контроллером ввода/вывода на сорок пять контактов.

3. Переносной программно-диагностический комплекс по п.1, отличающийся тем, что контактная плата адаптера содержит основные и дублирующие разъемы, блок съемных перемычек, вторичные преобразователи постоянного напряжения, согласователи уровней ТТЛ/КМОП (+5 В/+9 В), ТТЛ/ЭСЛ (+5 В/-9 В), а также контактную матрицу, контакты которой соединены с соответствующими контактами основных разъемов.