Устройство для обнаружения отказов аналоговых блоков Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для двупорогового контроля выходного импеданса аналоговых блоков, например, имеющих на выходе операционный уси литель с цепями обратной связи.

Цель изобретения - повышение достовер- ;ности обнаружения отказов за счет исключения влияния рабочих сигналов, вырабатываемых контролируемым аналоговым блоком, на результат контроля выходного импедан- :Са.

На чертеже приведена схема предлагае- мого устройства.

Устройство содержит индикатор 1 отказов, элемент 2 равнозначности, первый 3 ;И второй 4 пороговые автоколебательные блоки идентичные по составу элементов. : Каждый из блоков 3 и 4 содержит дифференциальный операционный усилитель 5, резистор 6 положительной обратной связи, второй ограничивающий резистор 7, резис- тор 8 отрицательной обратной связи, первый ограничивающий 9 и развязывающий 10 резисторы, компенсирующий конденсатор 11, электромеханический резонатор 12, вход 13.

Устройство работает следующим образом.,

Каждый из пороговых автоколебательных блоков 3 и 4 настроен на определенную частоту генерации колебаний. Нахождение порогового автоколебательного блока 3(4) в устойчивом состоянии или в состоянии возбуждения зависит от значения выходно- го импеданса контролируемого блока 14 на соответствующей частоте автоколебаний. Если значение выходного импеданса по модулю меньше номинала резистора 9, то действие отрицательной обратной связи дифференциального операционного усилителя 5, образованной резисторами 8 и 9, преобладает над действием положительной обратной связи, образованной резистором 6 и выходным импедансом контролируемого блока 14.

За счет резистора 8 обеспечивается ре- жим по постоянному току дифференциального усилителя 5, поэтому на выходе блока 3(4) - постоянное напряжение, близкое к нулю.

Аналоговые сигналы, обрабатываемые контролируемым блоком 14, передаются на его выход и являются для предлагаемого устройства сигналами помех. Эти сигналы не проходят через пороговый автоколебательный блок 3(4), так как импеданс электромеханического резонатора 12 на всех частотах, кроме собственной частоты резонанса, очень велик, а прохождение сигнала через статическую емкость Со резонатора 12, образованную его электродами и пьезоэлектри- ком, нейтрализуется с помощью конденсатора 11, номинал которого выбирается при- мерно равным Со, и резистором 10, который уравновешивает импедансы инвертирующего и неинвертирующего входов дифференциального операционного усилителя 5 по постоянному току. В результате прохождение сигналов через статическую емкость электромеханического резонатора 12 компенсирует ся появлением аналоговых сигналов на инвертирующем входе дифференциального операционного усилителя 5.

Если значение выходного импеданса контролируемого блока 14 оказывается по модулю большим, чем номинал резистора 9, то действие положительной обратной связи оказывается сильнее действия отрицательной обратной связи и на выходе дифференциального операционного усилителя 5 возникают колебания, определяемые частотой резонанса электромеханического резонатора 12.

Номиналы резисторов 6-10 и резонансные частоты резонаторов 12 в блоках 3 и 4 подбираются таким образом, что при значениях выходного импеданса блока 14, меньших первого поро1 ового значения (П1), блок 3 находится в устойчивом режиме (эквивалентном логическому нулю на его выходе), а при значениях выходного импеданса блока 14, больших второго порогового значения (П2), (П1)-(П2), блок 4 находится в режиме самовозбуждения (эквивалентном логической единице на его выходе). В результате при нахождении выходного импеданса блока 14 в допуске на выходах блоков 3 и 4 имеются уровни нуля и единицы соответственно. Если же выходной импеданс блока 14 превышает П1 или меньше П2, то на выходах блоков 3 и 4 имеются комбинации уровней 1,1 и 00 соответственно. Эти комбинации 1,1 и 00 выделяет элемент 2 разнозначности, включая индикатор 1 отказов.

Устройство реализовано в виде макетного образца переносного щупа-пробника, в котором использованы светодиод, диоды, логический элемент, операционные усилители и электромеханические резонаторы на 10 и 100 кГц

Таким образом, за счет введения электромеханического резонатора 12 и резистора 10 и новых связей в блоках 3 и 4 устройство обеспечивает подавление помех, возникающих на его входе при работе (переключении выхода) блока 14, и оказывается чувствительным только к выходному амплитудному импедансу блока 14, контролируя его нахождение в заданных пределах, что повышает достоверность обнаружения отказов.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения отказов аналоговых блоков, содержащее индикатор отказов, соединенный входом с выходом элемента равнозначности, первый и второй пороговые автоколебательные блоки, входы которых соединены и являются входом устройства, а каждый пороговый автоколебательный блок содержит компенсирующий конденсатор, соединенный первым выводом с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя, и первый и второй ограничиваёющие резисторы, соединенные первыми выводами с общей щиной устройства, резисторы отрицательной и положительной обратной связи, первые выводы которых соединены с выходами дифференциальроговый автоколебательный блок введены электромеханический резонатор и развязывающий резистор, причем выходы первого и второго пороговых автоколебательных блоков соединены с соответствующими первым и вторым входами элемента равнозначности, а в каждом из пороговых автоколебательных блоков первый вывод развязыааюи1его резистора соединен с вторыми выводами первого ограничивающего резистора и роного операционного усилителя, который яв- 10 зистора отрицательной обратной связи, втоляется выходом порогового автоколебательного блока, неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя соединен с вторым выводом второго ограничивающего резистора, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности обнаружения отказов за счет исключения влияния рабочих сигналов, вырабатываемых контролируемым аналоговым блоком, на результат контроля выходного импеданса, в каждый порой вывод - с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя, второй вывод компенсирующего конденсатора является входом порогового автоколебательного блока и соединен с вторым выво- дом резистора положительной обратной связи и с первым выводом электромеханического резонатора, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального операционного усилителя.

роговый автоколебательный блок введены электромеханический резонатор и развязывающий резистор, причем выходы первого и второго пороговых автоколебательных блоков соединены с соответствующими первым и вторым входами элемента равнозначности, а в каждом из пороговых автоколебательных блоков первый вывод развязыааюи1его резистора соединен с вторыми выводами первого ограничивающего резистора и ророй вывод - с инвертирующим входом дифференциального операционного усилителя, второй вывод компенсирующего конденсатора является входом порогового автоколебательного блока и соединен с вторым выво- дом резистора положительной обратной связи и с первым выводом электромеханического резонатора, второй вывод которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального операционного усилителя.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть исполь зовано для двупорогового контроля выходного импеданса аналоговых блоков, имеющих на выходе операционный усилитель с цепями обратной связи. Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения отказов за счет исключения влияния рабочих сигналов, вырабатываемых аналоговым блоком, на результат контроля выходного им- пенданса. Устройство содержит два пороговых автоколебательных блока, элемент равно значности, индикатор отказов. Каждый пороговый автоколебательный блок содержит пять резисторов, конденсатор, дифференциальный операционный усилитель, электромеханический резонатор. За счет введения пятого резистора и электромеханического резонатора и нового включения конденсатора обеспечивается компенсация помех, поступающих на вход устройстг а и образующихся при изменении состояния выхода контролируемого аналогового блока, что повышает достоверность контроля. 1 ил. to ос 00