Устройство для контроля области работоспособности электронных блоков Советский патент 1986 года по МПК G01R31/28 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля области работоспособности электронных блоков при изменении напряжения питания.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля области работоспособности и повышения быстродействия за счет формирования сигнала, близкого к реальным условиям эксплуатации.

На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства; на фиг. 2 - схема генератора линейно изменяющегося напряжения; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства в режиме начальной установки и режиме генерации испытательных сигналов; на

входом блока 8 управления. Первый выход генератора 12 соединен с входными клелг- мами для подключения контролируемого электронного блока 13, выход которого через блок анализа 14 соединен с первым входом

5 блока 8 управления. Второй выход генератора 12 подключен к третьему входу блока 8. Выход переноса сумматора 5 подключен к счетному входу счетчика 6, выход которого соединен с вторым адресным входом бло10 ка 9 памяти. Вход счетчика 7 соединен с

выходом блока 9 памяти и входом блока 10

регистрации, а выход - с выходом блока 9.

Устройство работает следующим образом.

Процесс контроля электронной схемы сосфиг. 4 - временная диаграмма работы уст- тоит из трех режимов: режим начальной ройства в режиме считывания результатов испытания; на фиг. 5 - схема блока управления.

Устройство содержит генератор 1 псевдоустановки, режим генерации испытательных сигналов и режим считывания результатов испытания.

В режиме начальной установки блок 8 упслучайных кодов, коммутатор 2, регистр 3 Q равления вырабатывает сигнал «Начальная напряжения, регистр 4 приращения адреса, сумматор 5, первый 6 и второй 7 счетчики, блок 8 управления, блок 9 памяти, блок 10 регистрации, блок 11 задания крутизны фронта, генератор 12 линейно изменяющегося напряжения, контролируемый 25 жения. Управляющий код на втором выходе

установка по своему первому выходу в момент времени t (фиг. За), который сбрасывает в нуль сумматор 5, первый счетчик 6 и устанавливает в исходное состояние генератор 12 линейно изменяющегося напряэлектронный блок 13 и блок 14 анализа. Генератор 12 линейно изменяющегося напряжения образуют первый и второй цифро- аналоговые преобразователи (ЦАП) 15 и 16, интегратор 17, компаратор 18, триггер 19,

блока 8 управления подключает выход коммутатора 2 к выходу регистра 3 напряжения и его параллельный цифровой код поступает на вход сумматора 5. Старший разряд кода является знаковым и подэлемент И 20, элемент ИЛИ 21 и ключ 22. 30 ключен к второму входу генератора 12. В

Блок 8 управления содержит триггеры 23 и 24 и одновибраторы 25-29. Регистр 3 напряжения и регистр 4 приращения адреса выходами подключены соответственно к первому и второму входам коммутатора 2, третий вход которого соединен с первым выходом генератора 1 псевдослучайных кодов.

Блок 8 управления первым выходом подключен к установочным входам сумматора 5 и первого счетчика 6 и первому входу генератора 12, вторым выходом - к управляющему входу коммутатора 2, третьим выходом - к управляющему входу счетчика 6. Четвертый выход блока 8 соединен с управляющими входами второго счетчика 7 и блока 10 регистрации, пятый выход - со счетным входом счетчика 7, а шестой и седьмой выходы - с первым и вторым управляющими входами блока 9 памяти. Генератор 12 линейно изменяющегося напряжения вторым входом подключен к выходу коммутатора 2 и входу сумматора 5, третьим входом - к второму выходу генератора 1 и управляющему входу сумматора 5, четвертым входом - к выходу сумматора 5, установочному входу счетчика 6 и первому

момент /2 (фиг. Зв) по сигналу Х2 на втором выходе генератора 1 происходит запись кода в сумматор 5 (фиг. Зг). На пятый вход генератора 12 поступает параллельный цифровой код с выхода блока 11 35 задания крутизны фронта испытательного сигнала.

В момент 1з (фиг. 36) сигнал XI на третьем выходе генератора 1 своим передним

40 фронтом запускает генератор 12, который на своем первом выходе воспроизводит напряжение, изменяющееся по линейному закону с заданной крутизной (фиг. Зж). Код, хранящийся в это время в сумматоре 5, поступает (фиг. Зг) на четвертый вход гене 5 ратора 12, в котором происходит преобразование его в напряжение и сравнение с выходным напряжением. В момент равенства генератор 12 прекращает генерацию линейного сигнала и фиксирует уровень выходного напряжения. Одновременно на втором выходе генератора 12 (фиг. Зк) появляется сигнал, поступивший на третий вход блока 8 управления, который переводит блок 8 в режим генерации испытательного сигнала. При этом на третьем выходе блока 8 появадресному входу блока 9 памяти. Пятый вход ляется управляющий сигнал поступающий на генератора 12 соединен с выходом блока 11 управляющий вход счетчика 6 и разрешающий перепись в него цифрового кода из сумматора 5.

задания крутизны фронта, а щестой вход - с третьим выходом генератора 1 и вторым

входом блока 8 управления. Первый выход генератора 12 соединен с входными клелг- мами для подключения контролируемого электронного блока 13, выход которого через блок анализа 14 соединен с первым входом

блока 8 управления. Второй выход генератора 12 подключен к третьему входу блока 8. Выход переноса сумматора 5 подключен к счетному входу счетчика 6, выход которого соединен с вторым адресным входом блока 9 памяти. Вход счетчика 7 соединен с

выходом блока 9 памяти и входом блока 10

регистрации, а выход - с выходом блока 9.

Устройство работает следующим образом.

Процесс контроля электронной схемы состоит из трех режимов: режим начальной

тоит из трех режимов: режим начальной

установки, режим генерации испытательных сигналов и режим считывания результатов испытания.

В режиме начальной установки блок 8 управления вырабатывает сигнал «Начальная жения. Управляющий код на втором выходе

равления вырабатывает сигнал «Начальная жения. Управляющий код на втором выходе

установка по своему первому выходу в момент времени t (фиг. За), который сбрасывает в нуль сумматор 5, первый счетчик 6 и устанавливает в исходное состояние генератор 12 линейно изменяющегося напряравления вырабатывает сигнал «Начальная жения. Управляющий код на втором выходе

блока 8 управления подключает выход коммутатора 2 к выходу регистра 3 напряжения и его параллельный цифровой код поступает на вход сумматора 5. Старший разряд кода является знаковым и подключен к второму входу генератора 12. В

0 ключен к второму входу генератора 12. В

момент /2 (фиг. Зв) по сигналу Х2 на втором выходе генератора 1 происходит запись кода в сумматор 5 (фиг. Зг). На пятый вход генератора 12 поступает параллельный цифровой код с выхода блока 11 5 задания крутизны фронта испытательного сигнала.

В момент 1з (фиг. 36) сигнал XI на третьем выходе генератора 1 своим передним

0 фронтом запускает генератор 12, который на своем первом выходе воспроизводит напряжение, изменяющееся по линейному закону с заданной крутизной (фиг. Зж). Код, хранящийся в это время в сумматоре 5, поступает (фиг. Зг) на четвертый вход гене5 ратора 12, в котором происходит преобразование его в напряжение и сравнение с выходным напряжением. В момент равенства генератор 12 прекращает генерацию линейного сигнала и фиксирует уровень выходного напряжения. Одновременно на втором выходе генератора 12 (фиг. Зк) появляется сигнал, поступивший на третий вход блока 8 управления, который переводит блок 8 в режим генерации испытательного сигнала. При этом на третьем выходе блока 8 появ ляется управляющий сигнал поступающий на управляющий вход счетчика 6 и разрешающий перепись в него цифрового кода из сумматора 5.

В режиме генерации испытательных сиг- .налов на выходе устройства формируется сигнал со случайными значениями уровней постоянного напряжения и ааданной крутизной фронта. Закон распределения случайных значений сигнала задается генератором 1 псевдослучайных кодов и может быть равномерным, нормальным или какого-либо другого вида. В этом режиме блок 8 управления подключает выход коммутатора 2 к первому выходу генератора 1 псевдослучайных кодов. Генератор 1 формирует псевдослучайную последовательность цифровых кодов, которая определяет йриращение к начальноу значению кода в сумматоре 5. Старший разряд цифрового кода является знаковым: О -

Если при воздействии перепада напряжения питания происходит отказ или сбой в электронном блоке 13, то блок 14 анализа вырабатывает сигнал, поступающий на первый вход блока 8 управления. Блок 8 на своем шестом выходе формирует управляющий сигнал «Чтение (фиг. Зн) для блока 9 памяти, который разрешает считывание числа из ячейки с текущим адресом. Затем через время, необходимое для завершения 10 переходного процесса чтения, блок 8 вырабатывает сигнал «Вывод на своем четвертом выходе (фиг. Зо), который поступает на управляющий вход счетчика 7 и разрешает запись числа из блока 9 памяти в счетчик 7 (фиг. Зп). После этого на пятом выприращение положительное, 1 - приращение 15 ходе блока 8 управления появляется сигнал.

отрицательное.

По сигналу Х2 приращение суммируется с кодом в сумматоре 5. Генератор 12 линейно изменяющегося напряжения начинает вырабатывать напряжение (фиг. Зж).

На четвертый вход генератора 12 теперь поступает суммарный код и в нем происходит сравнение выходного напряжения с текущим напряжением. В момент их равенства напряжение фиксируется на уровне

поступающий на счетный вход счетчика 7, и число в нем увеличивается на единицу. На седьмом выходе блока 8 формируется сигнал (фиг. Зр) «Запись, поступающий на 2Q второй управляющий вход блока 9 памяти и разрешающий запись нового числа из счетчика 7 в блок 9 памяти. .

Следовательно, после достаточно длительного периода испытаний электронный блок 13 неоднократно подвергают воздействию

нового значения. Затем генератор I выраба- 25 всех возможных комбинаций перепадов уровней напряжения питания с заданной крутизной фронта перепада. Массив значений, хранящихся в блоке 9 памяти, описывает область работоспособности электронного блока 13 при воздействиях помех по цепи пито в устройстве происходит запоминание 30 тания. Эта область определяется множесттывает следующее значение кода и происходит формирование следующего уровня испытательного напряжения и т. д. Так как содержание сумматора 5 в каждом следующем такте переписывается в счетчик б.

кодов, соответствующих уровням выходного напряжения в данном и предыдущем тактах работы. Это обстоятельство используется для запоминания условий работоспособности контролируемого блока 13. Код в сумматоре 5 используется как адрес строки 35 матрицы запоминающих ячеек блока 9 памяти и поступает на первый адресный вход этого блока. Код в первом счетчике 6 используется как адрес столбца матрицы и поступает на второй адресный вход блока 9 памяти. Таким образом, эта кодовая комбинация позволяет поставить в соответствие каждому возможному перепаду испытательного напряжения одну и только одну запоминающую ячейку блока 9 памяти. Это обстоятельство используется для обработки ре- 45 зультатов испытания электронного блока 13 на помехоустойчивость.

Перед началом испытаний во все ячейки блока 9 памяти заносится в обратном коде целое число, определяющее допустимое чисвом чисел ячеек памяти 9 блока.

Идентификация нарушений работоспособности обеспечивается однозначным соответствием адресов этих ячеек памяти уровням перепада испытательного сигнала.

В режиме считывания результатов испытаний происходит перепись содержимого блока 9 памяти в блок 10 регистрации, в качестве которого может использоваться устройство типа ленточного перфоратора, устройства записи на магнитную ленту, а также устройство сопряжения с управляющей ЭВМ.

Режим начинается (фиг. 4а) с выработки сигнала «Установка режима считывания на первом выходе блока 8 управления. При этом сумматор 5, счетчик 6 и генератор 12 устанавливаются в исходное состояние. В отличие от предыдущего режима в сумматоре 5 формируется детерминированная последовательность кодов, позволяющая последовательно считывать одну ячейку блока 9 за

ло сигналов отказа или сбоев электронного 50 другой. Для этого сигнал на втором выходе

блока 8 управления подключает выход коммутатора 2 к регистру 4 приращения адреса.

По сигналу Х2 (фиг. 4в) происходит последовательное увеличение (фиг. 4г) адресного кода в сумматоре 5. При этом сигнал на третьем выходе блока 8 управления блокирует перепись кода из сумматора 5

блока 13 в процессе испытаний.

Контроль выходных параметров электронного блока 13 производит блок 14 анализа, который определяет находится ли данный параметр в заданных границах. В случае выхода параметра за пределы работоспособности блок 14 анализа вырабатывает на своем выходе сигнал.

55

Если при воздействии перепада напряжения питания происходит отказ или сбой в электронном блоке 13, то блок 14 анализа вырабатывает сигнал, поступающий на первый вход блока 8 управления. Блок 8 на своем шестом выходе формирует управляющий сигнал «Чтение (фиг. Зн) для блока 9 памяти, который разрешает считывание числа из ячейки с текущим адресом. Затем через время, необходимое для завершения переходного процесса чтения, блок 8 вырабатывает сигнал «Вывод на своем четвертом выходе (фиг. Зо), который поступает на управляющий вход счетчика 7 и разрешает запись числа из блока 9 памяти в счетчик 7 (фиг. Зп). После этого на пятом выходе блока 8 управления появляется сигнал.

поступающий на счетный вход счетчика 7, и число в нем увеличивается на единицу. На седьмом выходе блока 8 формируется сигнал (фиг. Зр) «Запись, поступающий на второй управляющий вход блока 9 памяти и разрешающий запись нового числа из счетчика 7 в блок 9 памяти. .

Следовательно, после достаточно длительного периода испытаний электронный блок 13 неоднократно подвергают воздействию

всех возможных комбинаций перепадов уровней напряжения питания с заданной крутизной фронта перепада. Массив значений, хранящихся в блоке 9 памяти, описывает область работоспособности электронного блока 13 при воздействиях помех по цепи питания. Эта область определяется множествсех возможных комбинаций перепадов уровней напряжения питания с заданной крутизной фронта перепада. Массив значений, хранящихся в блоке 9 памяти, описывает область работоспособности электронного блока 13 при воздействиях помех по цепи питания. Эта область определяется множеством чисел ячеек памяти 9 блока.

Идентификация нарушений работоспособности обеспечивается однозначным соответствием адресов этих ячеек памяти уровням перепада испытательного сигнала.

В режиме считывания результатов испытаний происходит перепись содержимого блока 9 памяти в блок 10 регистрации, в качестве которого может использоваться устройство типа ленточного перфоратора, устройства записи на магнитную ленту, а также устройство сопряжения с управляющей ЭВМ.

Режим начинается (фиг. 4а) с выработки сигнала «Установка режима считывания на первом выходе блока 8 управления. При этом сумматор 5, счетчик 6 и генератор 12 устанавливаются в исходное состояние. В отличие от предыдущего режима в сумматоре 5 формируется детерминированная последовательность кодов, позволяющая последовательно считывать одну ячейку блока 9 за

другой. Для этого сигнал на втором выходе

55

в счетчик 6. В третьем режиме состояние счетчика 6 изменяется (фиг. 4е) по сигналам переноса на выходе переноса сумматора 5 в моменты, когда в нем происходит переполнение (фиг. 4д).

По сигналам Х (фиг. 46) блок 8 управления вырабатывает управляющий (фиг. 4ж) сигнал «Чтение для блока 9 памяти, в результате чего на его выходе появляется код числа в соответствующей ячейке памяти. Этот код поступает на вход блока 10 регистрации.

Сигнал «Вывод на четвертом выходе блока 8 управления (фиг. 4и) показывает, что считываемый из блока памяти 9 код установился.

Таким образом, последовательно считывается весь объем памяти блока 9, хранящий результаты испытания электронного блока 13. Последовательность поступления кодов в блок 10 регистрации синхронизирована с порядком изменения адресов при считывании из блока 9 памяти, что позволяет построить в блоке Ш регистрации двумерную область работоспособности электронного блока 13.

Генератор 12 линейно изменяющегося напряжения (фиг. Зж) формирует выходной испытательный сигнал с заданной крутизной фронта и фиксацией заданных уровней напряжения на определенное время.

В исходное состояние генератор 12 приводится сигналом с первого выхода блока 8 управления, который через элемент ИЛИ 21 устанавливает триггер 19 в нулевое положение. При этом элемент И 20 отключает выход ЦАП 16 от входа интегратора 17. Затем по сигналу Х2 триггер 19 переводится в единичное состояние и при появлении единичного уровня сигнала XI элемент И 20 подключает на вход интегратора 17 через ключ 22 выходное напряжение ЦАП 16. Первый вход преобразователя 16 подключен к пятому входу генератора 12 и на него поступает параллельный цифровой код с блока 11 задания крутизны фронта. Второй вход преобразователя 16 подключен к второму входу генератора 12 и на него поступает знаковый разряд кода на выходе коммутатора 2. Значение этого разряда определяет знак выходного напряжения ЦАП 16.

Выходное напряжение интегратора 17 изменяется до тех пор, пока не станет равное выходному напряжения ЦАП 15.

Компаратор 18 вырабатывает сигиал, устанавливающий через элемент ИЛИ 21 триггер 19 в нулевое положение. При этом элемент И 20 отключает вход интегратора 17 и переводит его в режим хранения напряжения.

В следующем такте на второй вход ЦАП 16 поступает новое случайное значение знака крутизны фронта, и на интеграторе 17 выходное напряжение изменяется до фиксации выходного напряжения на новом уровне.

Блок 8 управления синхронизирует выполнение всех операций в предлагаемом устройстве.

Триггеры 23 и 24 определяют режим работы устройства. При нажатии оператором

кнопки «Начальная установка триггеры 23 и 24 устанавливаются в нуль, на первый выход блока идет сигнал сброса. Затем в момент t2 (фиг. Зв) сигналом с генератора 12 по третьему входу блок управления переводится в режим генерации испытательных сигналов. При этом триггер 23 устанавливается в единицу.

На третьем выходе блока 8 формируется сигнал, управляющий переписью кода из сумматора 5 в счетчик 6.

При операции обращения к блоку 9 памяти в блоке 8 управления (фиг. 3м) на первом входе появляется импульс от блока анализа 14, показывающий наличие сбоя в элек- ронном блоке 13. Этот импульс запускает одновибраторы 26 и 29. Формируется сигнал «Чтение и с небольшой задержкой сигнал «Вывод. Затем одновибратор 27 формирует сигнал «+1 для счета в счетчике 7. Одновибратор 28 формирует сигнал «Запись (фиг. Зр).

При переходе к режиму считывания результатов испытаний сигнал от кнопки «Установка режима считывания переводит триггер 24 в единицу. Инверсный сигнал запрещает выдачу сигналов на третий выход блока 8, а также сигналов «+1 и «Запись. Формируются только сигналы «Чтение и «Вывод.

В качестве блока памяти может использоваться любое запоминающее устройство статического типа достаточной емкости. Управляющие сигналы блока управления соответствуют блоку памяти с матрицей запоминающих ячеек.

Блок 11 задания крутизны фронта может быть выполнен в виде набора переключателей, задающих цифровой код крутизны

фронта, либо в виде регистра, в который заносится цифровой код. В последнем случае можно программно менять крутизну фронта сигнала.

Блок анализа 14 служит для контроля выходных параметров электронного блока и

определения, находится ли данный параметр в заданных границах допуска. При выходе одного или нескольких параметров за границы блок анализа 14 вырабатывает сигнал. Конкретная реализация блока анализа 14 зависит от типа испытываемого электронного .

блока 13.

Формула изобретения

Устройство для контроля области работоспособности электронных блоков, содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, блок анализа, вход которого соединен с клеммами для подключения выхода

контролируемого блока, клеммы для подключения входа питания контролируемого блока, отличающееся тем, что; с целью повышения достоверности контроля, области работоспособности и повышения быстродействия, в него введены блок памяти, генератор псевдослучайных кодов, регистр напряжения, регистр прирашения адреса, сумматор, первый и второй счетчики, блок задания крутизны фронта, блок управления, блок регистрации и коммутатор, причем выход блока анализа соединен с первым входом блока управления, выход регистра напряжения соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом регистра приращения адреса, трека соединен с выходом сумматора, четвертым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и первым адресным входом блока памяти, управляющий вход - с третьим выходом блока управления, установоч5 ный вход - с первым выходом блока управления, первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и установочным входом сумматора, счетный вход - С выходом переноса сумматора, а выход - с вто10 рым адресным входом блока памяти, вход второго счетчика соединен с выходом блока памяти и входом блока регистрации, управляющий вход - с четвертьш выходом блока управления и управляющим входом блока регистрации, счетный вход - с пятым вытий вход - с первым выходом генератора 15 ходом блока управления, а выход - с вхопсевдослучайных кодов, а управляющий вход - с вторым выходом блока управления, вход сумматора соединен с выходом коммутатора и вторым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, управляющий вход - с вторым выходом генерато- ра псевдослучайных кодов и третьим входом генератора линейно изменяющегося напряжения, первый выход которого соединен с клеммами для подключения входов питания контролируемого блока, вход первого счетчидом записи блока памяти, первый и второй управляющие входы которого соединены с шестым и седьмым выходами блока управления соответственно, выход блока задания крутизны фронта соединен с пятым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, шестой вход которого соединен с вторым входом блока управления и третьим выходом генератора псевдослучайных кодов, а второй выход соединен с третьим входом блока управления.

ка соединен с выходом сумматора, четвертым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и первым адресным входом блока памяти, управляющий вход - с третьим выходом блока управления, установочный вход - с первым выходом блока управления, первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и установочным входом сумматора, счетный вход - С выходом переноса сумматора, а выход - с вторым адресным входом блока памяти, вход второго счетчика соединен с выходом блока памяти и входом блока регистрации, управляющий вход - с четвертьш выходом блока управления и управляющим входом блока регистрации, счетный вход - с пятым выходом блока управления, а выход - с вхо ходом блока управления, а выход - с входом записи блока памяти, первый и второй управляющие входы которого соединены с шестым и седьмым выходами блока управления соответственно, выход блока задания крутизны фронта соединен с пятым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, шестой вход которого соединен с вторым входом блока управления и третьим выходом генератора псевдослучайных кодов, а второй выход соединен с третьим входом блока управления.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Может использоваться для контроля работоспособности электронных блоков при изменении напряжения питания. Цель изоретения - повышение достоверности контроля области работоспособности и повышение быстродействия - достигается за счет формирования сигнала, близкого к реальным условиям эксплуатации. Для этого в устройство введены генератор 1 .псевдослучайных кодов, коммутатор 2, регистр 3 напряжения, регистр 4 приращения адреса, сумматор 5, счетчики 6 и 7, блок 8 управления, блок 9 памяти, блок 10 регистрации и блок задания крутизны фронта. Кроме того, устройство содержит контролируемый электронный блок 13, блок 14 анализа, генератор 12 линейно изменяющегося напряжения, содержащий цифроаналоговые преобразователи 15 и 16, интегратор 17, компаратор 18, триггер 19, логические элементы И 20, ИЛИ 21, и ключ 22. Блок управления 8 выполнен на двух триггерах и пяти одновибраторах. Схема его приводится в описании изобретения. 5 ил. i сл с N9 ю 00 о сл о

от ВлокаЗ

Вых. 1 дл-упр.

от diiOKuJL

3 aifS& разряд

ж

Вход 2

вых.з

Bliix.2

Заласб

Фиг. 5

Вш.7

Составитель В. Гусев

Редактор Л. ПчелинскаяТехред И. ВересКорректор Л. Патай

Заказ 2005/47Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4