Способ автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры Российский патент 2023 года по МПК H04B17/10 H04B17/16 H04B17/17 H04B17/20 H04B17/29 

Изобретение относится к области технической диагностики, в частности к способам контроля работоспособности и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Для проверки и регулировки, а также для проведения испытаний (предъявительских, предварительных, приемосдаточных, периодических, квалификационных, типовых и т.д.) различной РЭА, как правило, требуется большое количество разнообразного стендового (проверочного) оборудования. В большинстве случаев на каждый тип проверяемого модуля необходимо свое индивидуальное стендовое оборудование. В настоящее время наиболее перспективным и экономически выгодным является способ проверки на универсальном автоматизированном стенде, построенном по принципу открытой архитектуры и предназначенном для проверки РЭА, на котором можно регулировать различные типы проверяемой РЭА. Данное техническое решение позволяет существенно сократить объем стендового оборудования и уменьшить время на проверку и на диагностику модулей.

Из уровня техники известны различные современные способы диагностики РЭА, при этом наиболее распространенным из них является способ, в котором используют тестовые воздействия с дальнейшей проверкой выходных сигналов РЭА. Данный метод отличается высокой достоверностью тестирования РЭА и простым поиском неисправности различных комплектующих изделий. Однако при этом требуются значительные аппаратные затраты. Тестовые воздействия позволяют проверять практически все возможные типы цифровых, аналоговых и цифроаналоговых элементов РЭА.

При использовании тестовых сигналов для проверки РЭА возможны различные варианты построения стендового устройства, например, пульт или устройство с ручной или автоматической подачей тестовых сигналов. Основным недостатком такого способа проверки является возможность проверки на одном устройстве только одного типа проверяемой РЭА.

Другим способом проверки является способ программно-аппаратной проверки, где управляющая персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ), входящая в состав тестового устройства, предназначена для хранения тестовых воздействий, проверочной таблицы и визуализации тестируемой РЭА. Способ с программно-аппаратным тестовым устройством свободен от вышеуказанных недостатков, потому что ПЭВМ управляет работой всего стенда, что позволяет, меняя только программную часть, изменять структуру и параметры тестового устройства.

К этой группе относится известный способ диагностики аппаратуры [RU №2265236, МПК: G05B 23/02, опубликован 27.11.2005], включающий подачу на входы контролируемой РЭА последовательности комбинаций тестовых электрических сигналов с требуемыми параметрами, дальнейшее измерение параметров электрических сигналов с выходов РЭА и сравнение измеренных параметров с выходов РЭА с сигналами для эталонного состояния РЭА, выявление несовпадений измеренных параметров выходных сигналов с эталонными значениями сигналов на определенных выходах РЭА. Основным недостатком данного способа является большое количество переходных устройств, стендового (проверочного) оборудования, что приводит к недостаточной достоверности контроля из-за ненадежного контакта объекта контроля, а также из-за ошибок использования переходных устройств при подключении объекта контроля.

Наиболее близким способом, выбранным в качестве прототипа, является способ автоматизированной проверки работоспособности и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры [RU №2633530, МПК: Н04В 17/00, опубликован 13.10.2017], основанный на использовании тестовых воздействий на РЭА с дальнейшей проверкой выходных сигналов РЭА и сравнение их с эталонными сигналами. Проверку проводят при помощи стендового устройства и ПЭВМ, в память которой предварительно заносят команды управления стендовым устройством и задания на проверку различных параметров РЭА. В данном способе объект проверки (контроля) с идентификационным кодом подключают непосредственно к стендовому устройству, состоящему из коммутатора сигналов, усилителя сигналов, шифратора-дешифратора входных-выходных сигналов, индикаторов и гнезд контроля, при этом обмен с ПЭВМ происходит по одному из стандартных каналов обмена, например, стандарта RS232, или Ethernet, или USB. При отсутствии возможности автоматизированной проверки выходных сигналов проверяемой РЭА применяют стандартные устройства контроля, подключаемые к стендовому устройству, при отсутствии возможности сформировать необходимый входной сигнал проверяемой РЭА стендовым устройством, данный сигнал формируют с помощью стандартных внешних источников или генераторов, подключаемых к стендовому устройству.

Основным недостатком данного технического решения является применение в системе контроля специализированных узкопрофильных стендовых устройств, что требует выполнения работ по их изготовлению, настройке, метрологической экспертизе и при выходе их из строя делает проверки невозможными.

Решением этой проблемы является применение стандартных средств измерения (СИ), набор которых всегда присутствует на предприятии, занимающимся производством РЭА. Их использование позволяет обеспечить взаимозаменяемость, упростить по сравнению с самодельными устройствами процедуру метрологического контроля достоверности результатов и обеспечить быструю переналадку производства, поскольку стандартные СИ могут входить в состав множества разнообразных стендов контроля. Однако, одни и те же типы СИ выпускаются целым рядом фирм, что создает значительные трудности при автоматизации проверок, поскольку команды управления одним и тем же типом СИ для совершения одного и того же действия различны для СИ от разных фирм-производителей.

Техническая проблема, решаемая созданием данного изобретения, заключается в том, что указанные выше способы не являются универсальными и предполагают использование нестандартных СИ.

Технический результат заявляемого изобретения направлен на создание унифицированного способа автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей различных видов РЭА с использованием принципа открытой архитектуры, обеспечивающего возможность использования только стандартных СИ и быструю замену (переконфигурацию) любого СИ из состава стенда.

Технический результат достигается тем, что в способе автоматизированной проверки работоспособности и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) используют тестовые воздействия на РЭА с дальнейшей проверкой ее выходных сигналов и сравнение их с эталонными сигналами, при этом проверку проводят при помощи стендового устройства и персональной электронно-вычислительной машины, в память которой предварительно заносят команды управления стендовым устройством и задания на проверку различных параметров РЭА. При этом в задание на проверку параметров РЭА включают сведения о коммутационной схеме измерения для каждой проверки, на основании которой проводят предварительный анализ и выстраивают порядок проведения проверок, минимизирующий количество необходимых коммутаций. Необходимые для используемого в ходе текущей проверки типа средства измерения команды извлекают из базы команд, содержащейся в памяти персональной электронно-вычислительной машины, в соответствии с файлом-пресетом, задающим тип используемых в стендовом устройстве средств измерений.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в ходе проведения проверок РЭА используют ПЭВМ, в память которой предварительно заносят задания на проверку РЭА, определяющее ее режим работы. Затем анализируют перечень заданных проверок и выстраивают их в порядке, предполагающем наименьшее количество коммутаций схемы измерения, для чего в задание на проверку параметров РЭА включают сведения о коммутационной схеме измерения для каждой проверки. После чего устанавливают требуемые параметры и режим работы СИ посредством передачи в них по стандартному каналу обмена данными (Ethernet, USB, RS232 и т.д.) набора команд. Необходимые для используемого при проверке типа СИ команды извлекают из базы команд в соответствии с файлом-пресетом, задающим тип используемых в стендовом устройстве приборов. СИ через коммутационную схему передают тестовые сигналы на РЭА. В ответ на полученные входные сигналы проверяемая РЭА возвращает через коммутационную схему выходной сигнал в СИ для оценки, значения которого в последующем считываются ПЭВМ и сравниваются с заданным эталоном.

Структурная схема системы автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА, реализующей заявленный способ, представлена на фиг. 1.

В состав системы автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА (фиг. 1) входит проверяемая РЭА 1, коммутационная схема (КС) 2, персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ) 3 и группа средств измерений (ГСИ) 4, содержащая п стандартных средств измерения (СИn). При этом РЭА 1 посредством стандартного канала обмена данными (например, стандарт Ethernet, MIL-STD-1553) подключена к ПЭВМ 3, а через КС 2 соединена со стандартными СИn ГСИ 4, которые в свою очередь по стандартным каналам обмена данными (например, стандарт Ethernet, USB, RS232) подключены к ПЭВМЗ.

В ПЭВМ 3 установлено программное обеспечение, реализующее алгоритм работы системы в режимах контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА 1. ПЭВМ 3 содержит базу команд с привязкой к названию фирмы-производителя каждого СИ и его конкретной модели (при необходимости). Все наименования СИ прописаны в файле-пресете, с помощью которого формируется набор необходимых команд для СИ, использующихся в текущей конфигурации стендового устройства.

В качестве стандартных СИn для формирования тестового сигнала могут быть использованы программно-управляемые источники электропитания, генераторы параллельных кодовых комбинаций сигналов, программно-управляемые генераторы импульсов, генераторы сигналов специальной формы, программируемые генераторы высокочастотных сигналов и другие программно-управляемые приборы, известные из уровня техники и обеспечивающие имитацию параметров реальных входных сигналов в соответствии с требованиями технических условий на данный тип РЭА 1.

На фиг. 2 схематично показано формирование в ПЭВМ 3 команд управления стендовым устройством (например, установка частоты, установка мощности и т.д.) при использовании для проверки РЭА 1 аналогового генератора сигналов Agilent N5181A в соответствии с файлом-пресетом, содержащем информацию о данном СИ. ПЭВМ 3 может содержать базу команд управления, например, для генераторов сигналов RIGOL DSG830, АКИП 3417/1 и Agilent N5181A (фиг. 2) и формировать необходимые команды управления при их использовании, подаваемые на них через адаптер стандартного интерфейса (например, Ethernet, USB, RS232).

Для оценки выходных сигналов РЭА 1 могут использоваться известные из уровня техники логические анализаторы, цифровые осциллографы, анализаторы спектра и другие измерительные приборы, удовлетворяющие по метрологическим и эксплуатационным характеристикам требованиям технических условий на данный тип контролируемого изделия.

В качестве ПЭВМ 3 в составе системы контроля может использоваться типовой серийный персональный компьютер, оснащенный необходимыми интерфейсами для подключения СИn и РЭА 1, обладающий необходимым быстродействием и объемом памяти.

Таким образом, заявленный способ обеспечивает унификацию системы автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА за счет применения стандартных программно-управляемых СИ без применения узкоспециализированных устройств с заданными параметрами, таких как коммутатор сигналов, усилитель сигналов, шифратор-дешифратор и др. При этом применение СИ с изменением их входных/выходных параметров программным способом под различные требуемые задачи позволяет проводить автоматизированный контроль работоспособности и диагностики неисправностей различных видов РЭА с минимально возможным количеством изменений конфигурации системы контроля.

Изобретение относится к области контроля работоспособности и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Техническим результатом является создание унифицированного способа автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей различных видов РЭА с использованием принципа открытой архитектуры, обеспечивающего возможность использования только стандартных СИ и быструю замену (переконфигурацию) любого СИ из состава стенда. В способе используют тестовые воздействия на РЭА с дальнейшей проверкой ее выходных сигналов и сравнение их с эталонными сигналами, при этом проверку проводят при помощи стендового устройства и персональной электронно-вычислительной машины, в память которой предварительно заносят команды управления стендовым устройством и задания на проверку различных параметров РЭА. Необходимые для используемого в ходе текущей проверки типа средства измерения команды извлекают из базы команд, содержащейся в памяти персональной электронно-вычислительной машины, в соответствии с файлом-пресетом, задающим тип используемых в стендовом устройстве средств измерений. 2 ил.

Способ автоматизированной проверки работоспособности и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), основанный на использовании тестовых воздействий на РЭА с дальнейшей проверкой ее выходных сигналов и сравнении их с эталонными сигналами, при этом проверку проводят при помощи стендового устройства и персональной электронно-вычислительной машины, в память которой предварительно заносят команды управления стендовым устройством и задания на проверку различных параметров РЭА, отличающийся тем, что в задание на проверку параметров РЭА включают сведения о коммутационной схеме измерения для каждой проверки, на основании которой проводят предварительный анализ и выстраивают порядок проведения проверок, минимизирующий количество необходимых коммутаций, при этом необходимые для используемого в ходе текущей проверки типа средства измерения команды извлекают из базы команд, содержащейся в памяти персональной электронно-вычислительной машины, в соответствии с файлом-пресетом, задающим тип используемых в стендовом устройстве средств измерений.