Устройство для проверки помехоустойчивости электронного блока Советский патент 1984 года по МПК H01H69/01 

ключ и переключатель соединен с вторым выходом программного блока, второй вход переключателя соединен с выходом блока имитации выходного сопротивления источников информационных сигналов, один орган управления соединен с управляемым входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, остальные четыре органа управления соединены с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами программного блока, а клемма питания программного блока через первый выключатель соединена с управляемым входом ключа, через второй выключатель - с управляемым входом переключателя и через третий выключатель с первым выходом программного блока,

4, Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что манипулятор выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов.

5.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что модулятор выполнен в виде блока с переменным коэффициентом передачи, например в виде размыкающего ключа (или усилителя) .

6.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сумматор выполнен в виде блока сложения двух напряжений,, например в виде суммирующего операционного усилителя.

7.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управляемых опорных состояний выполнен в виде электронного эталонного блока и индикатора, причем вход и выход блока управляемых опорных состояний служат входетл и выходом электронного эталонного блока, а вход индикатора подключен к выходу указанного блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА, содержащее имитатор помех, связанный с проверяемым блоком, замыкаюь ий ключ, блок управления и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьаиения достоверности проверки, в негр дополнительно введены блок управляемых опорных состояний, элемент сравнения, второй замы кающий ключ; переключатель, программный блок, дополнительный источник питания, сумматор, при этом один вход переключателя соединен с выходом источника питания, другой вход с выходом сумматора, управляемый вход через блок управления - с первым выходом программного блока, а выходс входом питания проверяемого блока, первый вход сумматора соединен с выходом дополнительного источника питания, а второй вход - с выходом имитатора помех, входы которого соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами программного блока, второй выход которого через блок управляемых опорных состояний соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом проверяемого электронного блока, информационный вход которого через згшыкакхций ключ соединен с входом программного блока, а управляемый вход этого ключа соединен с первым выходом программного блока, выход же элемента сравнения через второй замыкакжций ключ соединен с индикатором, а управляемый вход второго замыкающего ключа соединен с выходе сумматора . 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что имитатор помех содержит генератор сигналов переменной амплитуды, формы, длительности и частоты следования, манипулятор, модулятор, фильтр и ключ, при этом первый и второй входы генерато- ; ра сигналов и вход манипулятора служат соответственно входами всего (Л имитатора помех, а выходы генератора сигналов и манипулятора соединены с входами модулятора, выход которого через параллельно соединенные фильтр и ключ соединен с выходом имитатора помех, управляемый же вход ключа служит четвертым входом имитатора помех. о 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что. программный сд блок содержит датчик тока, индикатор, генератор контрольного сигнала, усилитель с регулируемым коэффициен4 том усиления, ключ, переключатель, да блок имитации выходного сопротивления источников информационных сигналов, пять органов управления параметрами имитирующих сигналов (помех) три выключателя и клемму питания, причем вход датчика тока служит входом всего программного блока, второй выход которого соединен с первым выходе указанного датчика, второй (информационный) выход которого соединен с индикатором, выход генератора контрольного сигнала через последовательно соединенные усилитель с регулируемым коэффициенте усиления,

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам контроля правильности функционирования различной электронной аппаратуры в период ее работы или перед включение

Известно устройство для проверки (Правильности работы, например, элект ронной аппаратуры защиты, содержащее узел задания параметров срабатывания элементы коммутации, элементы фиксацйи срабатывания Cl3

Однако это устройство не поэволяет проверить устойчивость электронной аппаратуры в условиях воздействия на нее различнйх, имеющих место в эксплуатации, помех.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для проверки электронной аппаратуры на помехоустойчивостьц содержащее блок имитации помех, евязанный с цепями проверяемой аппаратуры, узел коммутации, позволяющий подключить указанный имитатор помех в различные точки схемы проверяемой аппаратуры, элемент сигнализации /срабатывания С2.

Недостатками этого устройства являются сравнительно невысокая достоверность проверки, обусловленная, главным образом, проверкой помехеустойчивости только по входным каналам, отсутствием возможности имитации помехи в пшроком диапазоне изменения ее параметров (амплитуды, формы, длительности, частоты следования), отсутствие возможности имитации выходного сопротивления источника помехи в широком диапазоне изменения его величины, а также реали- зации условий планирования эксперимента при сочетании различных воздействующих факторов и сравнения результата с ожидаемым (опорным) состоянием.

Цель изобретения - повьииение достоверности проверки помехоустойчивости электронного блока.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для проверки помехоустойчивости электронного блока, содержащее имитатор помех, связанный с проверяемым блоком, замыкающий ключ, блок управления и индикатор, дополнительно введены блок управляемых опорных состояний, элемент сравнения, второй замыкающий ключ, переключатель , программйый блок, дополнительный источник питания, сумматор, при этом один вход переключателя соединен с выходом источника Питания, второй вход - с выходом cyMJuaTopa, управляемый вход - с первьал выходом программного блока, а выход - с входом питания проверяемого блока, первый вход сумматора соединен с выходом дополнительного источника питания, а другой вход - с выходе имитатора помех, входы которого соединены соответственно с третьим, четвертым, пятьвк и шестым Выходами программного блока, второй выход которого через блок управляетзх опорных состояний соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом проверяемого электронного блока, информационный вход которого через замыкающий ключ соединен с входом программного блока, а управляемый вход этого ключа соединен с первым выходом программного блока, выход же элемента сравнения через второй замыкающий ключ соединен с индикатором, а управляемый вход вто рого замыкающего ключа соединен с выходом сумматора. Имитатор .помех содержит генератор сигналов переменной амплитуды, формы, длительности и частоты следо вания, манипулятор, модулятор, филь и ключ, при этом первый и второй входы генератора сигналов и вход ма нипулятора служат соответственно входами всего имитатора помех, а вы ходы генератора сигналов и манипуля тора соединены с входами модулятора выход которого через параллельно соединенные фильтр и ключ соединен с выходом имитатора помех, управляе мый же вход ключа служит четвертым входом имитатора помех. Программный блок содержит датчик тока, индикатор, генератор контроль ного сигнала, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, ключ, переключатель, блок имитации выходного сопротивления источников инфор мационных сигналов, пять органов управления параметрами имитирукяцих сигналов (помехи), три выключателя и клемму питания, причем вход датчи ка тока служит входом всего програм много блока, второй выход которого соединен с первым выходом указанного датчика, второй (информационный) выход которого соединен с индикатором, выход генератора контрольного сигнала через последовательно соеди ненные усилитель с регулируеким коэффициентом усиления, ключ и переключатель соединен с втсфнм выходом программного блока,второй вход пере ключателя соединен с выходом блока имитации выходного сопротивления источников информационных сигналов, один орган управления соединен с управляемым входом усилителя с регу лируемым коэффициентом усилителя, остальные четыре органа управления соединены с третьим,, четвертым, пя-г тым и шестым выходами программного блока, а клемма питания программного блока через первый выключатель соединена с управляемым входом ключа, через второй выключатель - с управляемым входом переключателя и через третий выключатель - с первым выходом программного блока. Манипулятор может быть выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов,Модулятор может быть выполнен в виде блока с переменным коэффициентом передачи, например в виде размыкающего ключа (или усилителя), Сумматор может быть выполнен в . виде суммирующего операционного усилителя. Блок управляемых опорных состояний может быть выполнен в виде электронного эталонного блока и индикэтора, причем вход и выход блока управляемьк опорных состояний служат входом и выходом электронного эталонного блока, а вход индикатора подключен к выходу указанного блока. На чертеже представлена функциональная схема одного иэ вариантов реализации устройства для проверки помехоустойчивости электронного блока. Устройство содержит имитатор 1 помех, дополнительный источник 2 питания, сумматор 3, замыкающие ключи 4 и 5, переключатель б, прогрги олный блок 7, блок 8 управляемых опорйых состояний, элемент 9 сравнения, индикатор 10 и блок 11 управления. Имитатор 1 помех содержит генератор 12 сигналов переменной амплитуды, формы, длительности и частоты следования, манипулятор 13, модулятор 14, фильтр 15 и разколкающий ключ 16. Программный блок 7 содержит датчики 17 тока, индикатор 18, генератор 19 контрольного сигнала, усилитель 20 с регулируемым коэффициентом усиления, замыкающий ключ 21, переключатель 22, блок 23 имитации выходного сопротивления источников информационных сигналов, органы 2428 управления параметрами имитирующих сигналов (помехи), выключатели 29-31 и клемму 32 питания. Блок 8 управляемых опорных состояний содержит эталонный электронный блок 33 и индикатор 34. На чертеже изображены также источник 35 электроэнергии, каналы 36 передачи .и распределения энергии, источники 37 питания (например, выпрямители) , контролируемые электрюнные блоки 38 и для случая проверки п количества электронных блоков 38 многрпозиционный переключатель 39, В блок 11 управления входят многот позиционный переключатель 40 и индикатор 41. При проверке п блоков вводят также логический элемент 42 ИЛИ в в программный блок 7, На чертеже изображены также клеммы 43-45 и выключатели 46 и 47. Многопозиционный переключатель 39 может быть выполнен из ключей 48. При необходимости повысить надежность функционирования устройства за счет разнесения в пространстве (уменьшения паразитных . емкостей) ли;;НИИ подведения рабочих и имитирующи сигналов вводится многопозиционный переключатель 49, который может быт выполнен из ключей 50. Источник 35 электроэнергии соединен через каналы 36 передачи и распределения элек роэнергии с входами источников 37 питания, выходы которых соединены с первыми входами переключателей 6. Вторые входы переключателей 6 соеди нены (через многопозиционный переключатель 49) с выходом сумматора 3 Управляемые входы переключателей б (через блок 11 управления) соединены с первым выходом программного блока 7. Выходы переключателей 6 соединены с входами питания, проверяемых электронных блоков 38, выходы которых (через многопозиционный переключатель 39) соединены с вторы входом элемента 9 сравнения. Информационные входы проверяемых электронных блоков 38 через замыкаю щие ключи 4 соединены с входами про граммного блока 7, Управляемые входы ключа 4, а также многопозиционны переключателей 4b и 39 соединены с выходами блока 11 управления, вход которого соединен с первым выходом программного блока 7, Второй вход программного блока 7 соединен с вхо дом блока 8 управляемых опорных состояний, выход которого соединен с первым входом элемента 9 сравнения, выход которого через замыкающий ключ 5 соединен с входом индикатора 10. Управляемый вход замыкающего ключа 5 соединен с выходом сумматора 3 , первый вход которого через последовательно соединенные дополни тельный источник 2 питания и выключатель 46 соединен с клеммой 43, к которой подведено напряжение, например, постоянного тока. Второй вход сумматора 3 соединен с выходом имитатора 1 помех, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами программного блока 7. Вход питания имитатора 1 помех соединен с выходом выключателя 46. Клеммы 44 через выключатели 47 соединены с клеммами 45, которые соединены с информационными входами проверяемых электронных блоков 38. В блоке имитатора 1 помех первый и второй входы служат входами генератора 12 сигналов переменной амплтлтуды, формы, длительности и частоты следования, третий вход - входом манипулятора 13, а четвертый вход управляемый входом размыкаквдего ключа 16, Выход генератора 12 сигналов переменной амплитуды, формы, длитель ности и частоты следования соединен с первым входом модулятора 14, а выход манипулятора 13 - с вторым управ ляемым входом модулятора 14, выход которого через параллельно соединенные фильтр 15 и размыкающий ключ 16 соединен с выходом всего имитатора 1 помех. В программном блоке 7 его входы служат входами датчиков 17 тока, выходы которых подсоединень к второму выходу программного блока 7 и к выходу переключателя 22, первый вход которого через последовательно соединенные замыкавмцйй ключ 21 и усили-. таль 20 с регулируемым коэффициентом усиления соединен с выходом генератора 19 контрольного сигнала, а второй вход переключателя 22 соединен с выходом блока 23 имитации выходного сопротивления информационного сигнала. Информационные выходы датчиков 17 тока через логический элемент 42 ИЛИ соединены с индикатором 18. Клемма 32 через выключатели 29 и 30 соединена с управляемыми входами замыкающего ключа 21 и переключателя 22, а через выключатель 31 - с первым вьрсодом программного блока 7, третий, четвертый, пятый и шестой выходы которого служат выходами органов 27, 26, 25 и 24 управления сигналов. В блоке 8 управляемых опорных состояний его вход служит входом эталонного электронного блока 33, выход которого соединен с индикатором 34 и с выходом всего блока 8 управляемых опорных состояний. В блоке 11 управления его выходы служат выходами многопозиционного переключс1теля 40, а вход - входом индикатора 41. В многопозиционнсм переключателе 39 выходы служат входами замыкающих ключей 48, выходы которых соединены с выходом всего многопозиционного переключателя 39. Управляемый же вход многопозиционного переключателя 39 соединен с управляемыми входами всех, входящих в него замыкакадих ключей 48. В многопоэиционн переключателе 49 выходы являются выходами входящих в него замыкающих ключей 50, входы которых соединены с общим входом этого многопозиционного переключателя 49. Управляемые же входы многопозиционного переключателя 49 служат управляемыми входами замыкающих ключей 50. Работа устройства происхояит следукицим образом. Перед вводом электронных блоков 38 в эксплуатацию, а также в периоды профилактических работ и ремонтов осуществляется проверка их работоспособности и помехозащищенности. Проверка может быть ос5пцествлена в следующих режимах: первый - при калкчкк помех в питании электронного блока 38 и наличии сигнала на его информационном входе от штатного ис точника информационного сигнала; второй - при наличии помех в питании электронного блока 38 и отсутствии сигнала на его информационном входе третий - при наличии помех в питани электронного блока 38 и подаче на его информационный вход контрольного сигнала из программного блока 7; четвертый - при наличии псллех в питании электронного блока 38 и имитации выходного сопротивления штатного источника информационного сигнала (сам информационный сигнал при этом на информационном входе электронного блока 38 отсутствует). Возможна организация и других ре жимов проверки..Перед процессом собственно проверки в программном блоке 7 с помощью органов 24-28 управления, которые могут представлять собой регулируемые усилители напря1жения постоянного тока со шкалами, выставляются необходимые параметры ш/ итируемых сигналов. Напряжения с выходов органов 24-27 управления подключаются на соответствующие четыре входа имитатора 1 помех. Затем с помощью блока 11 управления (с помощью находящегося в нем многопозици онного переключателя 40) подключают через переключатель 6 и.многопозиционный переключатель 49 к выходу сумматора 3 вход питания.того электронного блока 38, номер которого соответствует установленному положению/ многопозиционного переключателя 40. Одновременно с этим с помощью соответствующего замыкающего ключа 48 в многопозиционном переключателе 39 информационный вход выбранного элект ронного блока 38 подключается к соответствующему датчику 17 тока в программном блоке 7, а выход выбранного электронного блока 38 подключается соответственно к второму входу элемента 9 сравнения. Затем в зависимости от выбранного для электронного блока 38 режима проверки проводят установку органа 28 управления и в той или иной кс 4бинации (которые раскрыты далее) замыкают ключи 29-31 в программном блоке 7, после чего с первого выхода программного блока 7 получают сигнал на вход 11 управления (на вход индикатора 41) о готовности всего устройства к проверке выбранного электронного блока 38 в заданном режиме и при заданных параметрах Здмитирующих сигналов. Получив эту информацию, замыкают ключ 46, что ведет к подаче нсшряжения питания на имитатор 1 помех и дополнительный источник 2 питания, в результате чего на выходесумматора 3 появляются имитируемые сигналы представляющие собой алгебраическую сумму калиброванных помех и питания, которые поступают по пбдготовленньли указанным цепям на вход питания выбранного для проверки электронного блока 38, а также на управляемый вход замыкающего ключа 5, вызывая его замыкание, в результате чего выход элемента 9 сравнения подключается к входу индикатора 10, В связи с тем, что сигнал с второго выхода программного блока 7 поступает на вход блока 33 управляемых опорных состояний в момент поступлегния сигнала готовности с первого выхода программного блока 7 на индикатор 41 в блоке 11 управления, то к моменту поступления на второй вход элемента 9 сравнения сигнала (отклика) с выхода выбранного для проверки электронного блока 38, на первом входе элемента 9 сравнения уже присутствует сигнал. Информация о состояний сравниваемых сигналов через замыкающий ключ 5 поступает на индикатор 40 в качестве результата проверки. Если отклик (реакция) проверяемого электронного блока, например 38-1, на поданные на него допустимые воздействия (по тпобьюл входам) , на его выходе соответствует установленному для данного случая опорному состоянию на выходе блока 8 управляемых опорных состояний, то помехозащищенность этого электронного блока нахо- , дится в норме, сигнал рассогласования на выходе элемента 9 сравнения отсутствует, и индикатор 10 не показывает аварийного состояния. В противном случае появление сигнала рассогласования на выходе элемента 9 сравнения ведет к индикации сигнала аварийности электронного блока 38-1 на индикаторе 10. Указанный алгоритм подготовки к проверке предполагает (что как правило, имеет место на практике), что функциональные зависимости амплитуды, формы, длительности и частоты следования сигналов имитатора 1 помех от величин подаваемых на его соответствующие входы напряжений с третьего, четвертого, пятого и шестого выходов программного блока 7 установлены заранее, т.е. априорно известны к моменту проверки. Если же такая информация отсутствует, то первый подготовительной операцией к проверке является включение выключателя 46, т.е. подача напряжения питания на имитатор 1 помех и дополнительный источник 2 питания, /после чего проделывают необходюлые установочные операции в программном блоке 7, а затем по сигналу готовности на индикатор 41 с псялощью блока 11 управления (как указывалось) выбирают проверяемый электронный блок 38. В этом случае управляемый вход з мыкающего ключа 5 подсоединяется к дополнительному выходу блока 11 управления (выключатель в блоке 11 уп равления - не noKasaHjf чтобы не зат руднять восприятие), включение, которого является последней операцией а не к выходу сумматора 3, как для указанного случая. Следует пояснить, что при подаче на вход блока 8 управляемых опорных состояний сигнала (с второго выхода программного блока 7), на его выходе появляется соответствуклцее опорное (эталонное) состояние, например логическая единица, соответствующая наличию информационного сигнала на входе проверяемого блока 38, или ло гический нуль, соответствукадий отсутствию информационного сигнала на информационнее выгоде проверяемого блока 38. Выбор того или иного состояния формируется с помсвдью программного блока 7 в зависимости от наличия или отсутствия на клемме 45 (информационном входе электронного блока 38) информационного сигнала, .информацию о чем получают через клю чи 4 с помощью датчиков 17 тока и индикатора 18. Так например, с помощью органа 27 управления может бы выставлена необходимая амплитуда имитируемого сигнала (если напряжение на выходе органа 27 управления использовать как напряжение питания генератора 12); с помощью напряжени с выхода органа 26 управления можно изменять частоту генерации синусоидальных сигналов на выходе генератора 12, если это напряжение подавать .на частотнозадающий элемент генератора 12, например, варикап. С помощью напряжения с органа 25 управления можно изменять аналогичным образом частоту генерации сигналов с выхода манипулятора 13. Сигналы с.выхода манипулятора 13, поступа на управляемый вход модулятора 14 формируют паузы в сигналах, генериру мых генератором 12. Если модулятор 14 выполнен в виде ключа, то это достигается периодическим размыканием ключа, а если модулятор 14 выполнен в виде усилителя, то периодическим переводом его рабочей точки в зону насыщения вольт-амперной характеристики усилителя. С помощью напряжения с выхода органа 24 управления обеспечивают создание определенной формы имитиpye iыx сигналом вводом фильтра 15 (размыкая ключ 16) в цепь .имитируемого сигнала, либо исключая этот фильтр 15 из указанной цепи. С помощью органа 28 управления регулируется коэффициент передачи (усиления) усилителя 20, чем достига ется регулировка уровня контрольного сигнала. При необходимости отключения выходного сопротийления источника сигнала от электронного блока 38 и подключения вместо него блока 23 имитации выходного сопротивления замыкается выключатель 30 и переключатель 22 переводится в положение П. При необходимости осуществления режима проверки в условиях подачи на информационный вход электронного блока 38 контрольного сигнала замыкается выключатель 29, что приводит к замыканию ключа 21 и подаче контрольного сигнала на второй выход программного блока 7. В этом режиме выключатель 30 должен находиться в разомкнутом состоянии, что обеспечивает нахождение переключателя 22 в положении I. После выбора заданного режима проверки замыкается выключатель 31, подавая в блок 11 управления (на индикатор 41) сигнал о готовности к проверке, после чего в блоке 11 управления с помощью многопозиционного переключателя 40 выбирается поверяемый электронный блок 38. С целью исключения появления ложной информации на входе индикатора 10, в период времени, когда сигнал на первом входе элемента 9 сравнения уже присутствует, а на втором входе еще отсутствует, между выходом элемента 9 сравнения и входом индикатора 10 введен замыкающий ключ 5, замыкание которого может осуществляться либо по сигналу с выхода сумматора 3, либо лучше с выхода блока 11 управления. После завершения проверки состояния помехозащищенности первого электронного блока 38, многопозиционные переключатели 49 и 39 по команде с блока 11 управления переводятся в следующую позицию, для проверки, например, второго электронного блока 39. Одновременно переключается переключатель 6 и замыкается ключ 4 второго проверяемого блока, а переключатель 6 и ключ 4 первого блока возвращаются в исходное состояние. Проводится проверка второго электронного блока 38 и т.д. Процесс проверки помехозащищенности и рг1ботоспособности электронных блоков 38 может совершаться как в автоматическом режиме (не показан), так и оператором (вручную). При этом может быть снята характеристика каждого блока в зависимости от амплитуды, формы, длительности и частоты следования помех в цепи питания. Эти характеристики могут документироваться и затем сравниваться при очередных проверках. Тенденция их изменения может быть использована для

прогнозирования остаточного ресурса электронных блоков нагрузки.

Достоверность достижения поставленной цели проверена аэкспериментально и теоретически.

Технико-экономический эффект предлсякения заключается в повышении надежности эксплуатации электроуста новки, а также в упрощении процесса ее дефектации и ремонта при комплектовании -или выходах из строя отдельных потребителей, 5 что дает прямой экономический i эффект.