Устройство для контроля работоспособности аналоговых блоков радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1989 года по МПК G01R31/316 

Изобретение относится к Т1эмерениям электрических величин, в частности к испытаниям электронных схем, и может быть использовано для контроля усилительных блоков и модулей радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет анализа коэффициентов разложенного в ряд ортогональных экспонент выходного сигнала аналогового блока.

На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - выполнение согласующего каскада.

Устройство содержит источник 1 испытательного сигнала, блок 2 контактирования, согласующий каскад 3, согласующие RC-цепи 4.1-4.П, согласующие каскады 5.1-5.П дополнительных каналов, интегрирующие цепи 6.1-б.п, пиковые детекторы 7.1-7.П+1 сигналов положительной полярности, сумматоры 8.1-8.П+1, элементы 9.1-9.П+) сравпервый 13, второй 14 и третий 15 транзисторы, источник 6 тока, первый 17, второй 18, третий 19, чет- вертый 20 и пятый 21 резисторы, первый 22 и второй 23 конденсаторы и клемму 24 для подключения источника питания.

Вход согласующего каскада через

0 первый конденсатор 22 соединен с первым выводом первого резистора 17 и базой третьего транзистора 15, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора 14 и выходом

5 источника 16 тока. Коллектор третьего транзистора 15 соединен с первым виводом второго резистора 18 и первым дифференциальным выходом каскада 3. Коллектор второго транзисто0 ра 14 соединен с первым выводом третьего резистора 19, базой первого .транзистора 13 и вторым дифференциальным выходом каскада 3. Эмиттер первого транзистора 13 соединен с

Изобретение относится к измерениям электрических величин , в частности, к испытаниям электронных схем, и может быть использовано для контроля усилительных блоков и модулей радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение достоверности контроля - достигается путем анализа коэффициентов разложенного в ряд ортогональных экспонент выходного сигнала аналогового блока. Устройство для контроля работоспособности аналоговых блоков радиоэлектронной аппаратуры содержит источник 1 испытательного сигнала, блок 2 контактирования, согласующий каскад 3, N согласующих RC - цепей 4.1 - 4.N, N согласующих каскадов 5.1 - 5. N дополнительных каналов, N интегрирующих цепей 6.1 - 6. N, N + 1 пиковых детекторов 7.1 - 7. N + 1 сигналов положительной полярности, сумматоры 8.1 - 8.N + 1, элементы 9.1 - 9.N + 1 сравнения, источники 10.1 - 10.N + 1 опорных напряжений, блок 11 индикации, N + 1 пиковых детекторов 12.1 - 12.N + 1 сигналов отрицательной полярности. В устройстве формируются импульсы, пропорциональные коэффициенты ряда Фурье, сравнимые с напряжением, устанавливаемым соответствующим источником опорного напряжения. 2 ил.

нения, источники lO.I-lO.n+l опорных 25 первым выводом пятого резистора 21

напряжений, блок 11 индикации и пиковые детекторы 12.1-12.П+1 сигналов отрицательной полярности.

Источник 1 испытательного сигнала соединен с входом блока 2 контактирования, выход которого подключен к входу согласующего каскада 3, выходом соединенного с входом интегрирующей цепи 6.1. Дифференциальные выходы согласующего каскада 3 соединены с последовательно соединенными согласующими RC-цепями 4.1-4.п и с соответствующими им согласующими каскадами 5.1-5.П дополнительных каналов, соединенных последовательно. Информационные выходы каждого согласующего каскада 5.1 дополнительного канала соединены с входами соответствующих интегрирующих цепей 6.2-6.П+1 выходы которых каждый через пиковый детектор 7.1, сигналов положительной полярности и пиковый детектор 12.1 сигналов отрицательной полярности соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующего сумматора 8.1. Выходы сумматоров 8.1- 8.П+1 соединены с первыми входами соответствующих элементов 9.1 сравнения, входы которых соединены с выходами соответствующих источников 10.1 опорных напряжений, а выходы - с нходами блока I1 индикации. Согласующие каскады 5.1-5.П дополнительных каналов каж;цьз1 содержит

0

0

г

5

0

5

и информационным выходом каскада 3. База второго транзистора 14 соединена с первым выводом четвертого резистора 20 и через BTopoji конденсатор 23 с общей шиной. Общая шина соединена с вторыми выводами первого 17, четвертого 20 и пятого 21 резисторов и входом источника 16 тока. Вторые выводы второго 18 и третьего 19 резисторов и коллектор первого транзистора 13 соединены с клеммой 24 для подключения источника питания.

Устройство работает следующим образом .

Импульсы наносекундной длительности с источника 1 испытательного сигнала поступают на вход контролируемого усилительного блока радиоэлектронной аппаратуры. Выходные импульсы с контролируемого блока поступают на вход согласующего каскада 3 основного канала контроля и через мостовые Р.С-цепи на входы дополнительных каналов контроля.

Устройство разлагает отклик исследуемого блока Б ряд Оурье в соответствии с выражением

r

(1)

Kii

где h(t) - отклик блока РЭЛ;

Lf (t) - К-я ортогональная экспоненциальная функция. Выражения, например, первых пяти функций имеют вид

b(t) - C,.(t)dt,

f,(t) V2

f, (t)

V4g ( );

) V&i (3 + lOe- );

-«t -Ч e - 12e +

f4(t) /8i ( 30e + - ЗЗе Н);

fy(t) vToi (Se- f - 60e 4 210e- - 200e- 4 126e S.

Коэффициенты ряда (I) определяются из выражения

00

с, S h(t) t/,(t)dt.

С другой стороны зависимость между входной переменной h(t) и выходной переменной y(t) анализатора описывается интегралом Дюамеля

00

y(t) h(t -сГ)2(сГ)ал (3)

где ) - импульсная характеристика

анализатора.

Производя замену переменньк, получают

у, (t) - 5 h(cr)g,(t -a«)dc/. (4)

в момент t Т длительности отклика

У,(Т) hCcDg d -с/)ал (5)

35

40

С, V2i W(g);

Сг (g) -,3U(2g); Сз V6ir3.W(g) - 12VJ(2g) +

+ 10W(3g);

€4 (g) - 30U(2g) + . + 60W(3g) - 35W(4g);

€5 (g) - 60W(2g) + + ) - 280W(4g) + 126W(5g).(8)

Таким образом, коэффициенты ряда (1) связаны с передаточной функцией

Сравнение выражений (5) и (2) показывает, что, если h(0 соответствует h(t), -) - f Jt), то у(Т) соответствует С (1).

Таким образом, коэфЛициенты С являются реакцией системы за время отклика Т.

Импульсная характеристика системы g (.Т - сС ) определяется запаздыванием. Следовательно, структура анализатора представляет собой фильтр, состоящий из звеньев задержки. Для нахождения передаточной функции зве- дс контролируемого блока. Для их вычис- ньев берут преобразования Лапласа от ления необходимо только выражение передаточной функции, что делает данный базис удобным для контроля и диагностики динамических систем. 5Q Основной и дополнительный каналы контроля устройства образуют фильтр, обеспечивающий разложение выходного сигнала контролируюгдего тракта в ряд Фурье по ортогональным экспоненциаль- ,с ным функциям с помощью мостовых RC- цепей 4, согласующих каскадов 5 и интегрирующих цепей 6. При этом на выходах последних формируются импуль(1 ). Получают W, (р) V2b

Wj(p) У (

+ О V

. P+g

2 3 P+g 3

w,(p) V (-;Ь---; ;1г 5

P+2g 12

Р+8

P+2g

W(p) V8 (P+g

30 p+2i

СЫ напряжения с амплитудой, пропорI506A03

- 6035

p+3g p+4g

W(p) TlOg (

560

p+g p+2g

2Ю280 126.

p+3g (6)

Приведя каждую функцию к общему знаменателю, получают

П .

WK(P)

p+ng

15

V.)S Р + (К - I)g

(7)

Таким образом, анализатор ортогональных экспоненциальных функцш состоит из последовательно включенных 20 звеньев с передаточными функциями

,

вида

и отводов от них

0

5

0

Р + (К - l)g с передаточными функциями вида

/2п2 р + ng

Звенья первого вида реализуются мостовыми RC-цепями, звенья второго вида - интегрирующими RC-цепями.

Подставляя в (2) выражения ортогональных экспонент можно записать

С, V2i W(g);

Сг (g) -,3U(2g); Сз V6ir3.W(g) - 12VJ(2g) +

+ 10W(3g);

€4 (g) - 30U(2g) + . + 60W(3g) - 35W(4g);

€5 (g) - 60W(2g) + + ) - 280W(4g) + 126W(5g).(8)

Таким образом, коэффициенты ряда (1) связаны с передаточной функцией

с контролируемого блока. Для их вычис- ления необходимо только выражение передаточной функции, что делает данный базис удобным для контроля и диагностики динамических систем. Q Основной и дополнительный каналы контроля устройства образуют фильтр, обеспечивающий разложение выходного сигнала контролируюгдего тракта в ряд Фурье по ортогональным экспоненциаль- с ным функциям с помощью мостовых RC- цепей 4, согласующих каскадов 5 и интегрирующих цепей 6. При этом на выходах последних формируются импульСЫ напряжения с амплитудой, пропорциональ}1ой соответствуюг;ему коэфЛи- циенту Фурье.

Амплитуды указанных импульсов измеряются пиковыми детекторами 7 и 12, выходные напряжения которьк через сумматоры 8 подаются на первые входы элементов 9 сравнения, на другие входы которых подается опорное напряжение от источника 10,

На выходах элементов 9 сравнения формируются напряжения, пропортую- нальные разностям величин измеренных коэффициентов Фурье и их эталонных значений. Эти напряжения регистрируются блоком 11, осуществляющим индикацию при отклонениях коэффициентов Фурье за пределы заданных допусков. При ортогональном разложении наибольшее значение имеет первый коэффициент, который содержит максимальную информации. тедовательно , количество дополнительных каналов контроля, формирующих последующие коэффициенты разложения, может быть невелико при хорошей достоверности контроля. На практике оказывается достаточным использование 5-7 каналов контроля,

Формула из.обретения

Устройство для контроля работоспособности аналоговых блоков радиоэлектронной аппаратуры, содержащее блок индикации, источник испытательного сигнала, соединенный с входом блока контактирования, выход которого соединен с входом согласующего

каскада, информационный выход которо- Q первым выводом третьего резистора,

базой первого транзистора и вторым дифференциальным выходом согласующе го каскада дополнительного канала, эмиттер первого транзистора соедине с первым выводом пятого резистора и информационным выходом сог. шсующег о каскада дополнительного канала, база второго транзистора соединена с первым выводом четвертого транзисто ра и через второй конденсатор с общей шиной, соединенной с вторыми Bfc водами первого, четвертого и пятого резисторов и входом источника тока а вторые выводы второго и третьего резисторов и коллектор первого тран зистора соединены с клеммой для под ключения источника питания.

го соединен с входом интегрирующей цепи, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет анализа коэффициентов разложенного в ряд ортогональных экспонент выходного сигнала аналоге- вого блока, в него введены п согласующих RC-цепей, п согласующих каскадов дополнительных каналов, п+1 пиковых детекторов сигналов положительной полярности, п-ь 1 пиковых детекторов сигналов отрицательной полярности, п+1 сумматоров, п+1 источников опорных напряжений, п+1 элементов сравнения, причем дифференциальные выходы согласующего каскада соединены с последовательно соединенными

10

15

5064038

согласующими КС-цепями и с соответст- в тощими им согласующими каскадами до- полнительньк- каналов, соединенных по- С1:едовательно, а информационные выхо4rt

ды каждого Согласующего каскада дополнительного канала соединены с входами соответствующих интегрирующих цепей, выходы которых каждый через пиковый детектор сигналов положительной полярности и пиковый детектор сигналов отрицательной полярности соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующего сумматора, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих элементов сравнения, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих источников опорных напряжений, а выходы - с входами блока индикации, согласующий каскад дополнительного канала содержит первый, второй и третий транзисторы, источник тока, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, первый и второй конденсаторы, клемму для подключения источника питания, причем вход согласующего каскада дополнительного канала через конденсатор соединен с первым выводом первого резистора и базой третьего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора и выходом источника тока, коллектор третьего Транзистора соединен с первым выводом второго резистора и первым дифференциальным выходом согласующего каскада дополнительного канала, коллектор второго транзистора соединен

20

25

30

35

5

0

5

базой первого транзистора и вторым дифференциальным выходом согласующего каскада дополнительного канала, эмиттер первого транзистора соединен с первым выводом пятого резистора и информационным выходом сог. шсующег о каскада дополнительного канала, база второго транзистора соединена с первым выводом четвертого транзистора и через второй конденсатор с общей шиной, соединенной с вторыми Bfci- водами первого, четвертого и пятого резисторов и входом источника тока, а вторые выводы второго и третьего резисторов и коллектор первого транзистора соединены с клеммой для подключения источника питания.

22 IS

«el « Й

№

Фиг. 2