Устройство для контроля параметров Советский патент 1991 года по МПК G06F11/30 

ления отклонения и оценки параметров, блок б вывода результата контроля, блок 7 стимулирующих сигналов, блок 8 управления, переключатель 9 сигналов, ключ 10, формирователь 11 эталонного сигнала, измеритель 12 коэффициента взаимного различия сигналов и элемент И 13.

В состав задающего коммутатора 2 входят усилители 14.1-14.m и реле 15.1-1i5.rn. Опрашивающий коммутатор 3 содержит усилители 16.1-16.п и реле 17.1-17.п. В аналого-цифровом преобразователе 4 показан выходной регистр 18.

Блок 5 вычисления отклонения и оценки параметров содержит микропроцессор 19, блок 20 автоматического управления (например, дешифратор кодов), цифровой регистр 21 отклонения параметра, группу элементов И 22-25 и группу элементов ИЛИ 26 (например, интерфейсные шины).

Блок 8 управления содержит кнопки 27 и 28 Пуск и Сброс соответственно, элементы ИЛИ 29-31, триггер 32, генератор 33 импульсов, элемент И 34, элемент 35 задержки, усилители 36-39, счетчик 40, блок 41 постоянной памяти, дешифратор 42 команд со стробирующим входом, регистры 43 и 44 команд управления коммутаторами 2 и 3 и регистры кодов стимула 45, номинала 46 и допуска 47.

В переключатель 9 сигналов входят усилитель 48 и реле 49. Блок б вывода результата контроля содержит входной регистр 50.

Кроме того, в состав микропроцессора 19 входят узел 51 ввода информации, узел 52 вывода информации, узел 53 постоянной памяти, узел 54 микропрограммного управления, арифметико-логический узел (АЛУ) 55 и узел 56 оперативной памяти.

Узел 54 микропрограммного управления содержит собственно блок 57 микро- прграммногр управления (МПУ), служащий для формирования адресов микрокоманд в зависимости от условий, поступающих из АЛУ 55, и блок 58 микропрограммной памяти, обеспечивающий хранение микропрограмм принятой в микропроцессоре 19 системы команд. Генератор 59 обеспечивает синхронизацию работы устройства микропроцессора 19.

Микропроцессор 19 служит для выполнения арифметических операций над операндами, вводимыми в него, и для - обеспечения требуемого при этом алгоритма взаимодействия блоков устройства.

Формирователь 11 эталонного сигнала предназначен для формирования сигнала, аналогичного выходному сигналу радиоэлектронного объекта 1 контроля, но при эгом

параметры эталонного сигнала имеют номинальные значения.

В измеритель 12 КВР сигналов входят фазовращатель 60, осуществляющий преобразование эталонного сигнала по Гильберту, два перемножителя 61.1 и 61.2, два интегратора 62.1 и 62.2, два квадратора 63.1 и 63.2, сумматор 64, стробирующий блок 65, нормирующий блок 66 и элемент 67 задер0 жки.

Выходы регистра 43 являются выходами адреса источника информации блока 8, выходы регистра 44 - выходами адреса приемника информации блока 8, выход регист5 ра 45 - информационным выходом блока 8, выход регистра 46 - выходом номинального значения Параметра блока, выход регистра 47 - выходом допуска блока 8. Один из входов элемента ИЛИ 29 является входом пуска

0 блока 8, один из входов элемента ИЛИ 31 - входом сброса блока 8, один из входов эле,- мента ИЛИ 30 - входом Стоп блока 8, выход усилителя 36 является выходом сброса блока программ.

5 Устройство работает следующим образом.

Сначала контролируют 1-1 параметров (из совокупности параметров, характеризующих техническое состояние радиоэлект0 ронного обьекта 1), не влияющих на значение коэффициента взаимного различия контролируемого и эталонного сигналов. При этом преобразуют в код контролируемый сигнал, сравнивают его с

5 кодом номинального значения, вычисляя величину отклонения параметра, затем сравнивают полученный результат преобразования с кодом допустимого значения отклонения параметра, определяя

0 оценку параметра (в норме или не в норме).

После этого вместо оставшихся n-l параметров, характеризующих качество выходного сигнала радиоэлектронного

5 обьекта 1, измеряют коэффициент взаимного различия контролируемого и эталонного ,сигналовg, являющийся комплексным параметром (показателем качества контролируемого сигнала). Результат измерения преобразуется в цифровую форму и сравнива- 5 ется с кодом порога (допустимого значения). При полном совпадении контролируемого сигнала с эталонным, что соответствует случаю равенства всех n-l параметров объекта-контроля номинальным значениям, коэффициент g

0 будет иметь максимальное значение.

Если измеренное значение коэффициента g превышает установленное пороговое значение дПор. то выносится решение, что все n-l параметров находятся в пределах

допусков и контроль объекта 1 на этом заканчивается. В противном случае, если , контроль каждого из n-l параметров осуществляется в обычном порядке. Предварительный выбор порогового значения коэффициента взаимного различия дпор, являющегося функцией многих параметров, осуществляется с учетом допусков на параметры.

Перед началом работы устройство при- водят в исходное состояние подачей сигнала Сброс от кнопки 28 через элемент ИЛИ 31 и усилитель 36 на сбросовые входы всех регистров и триггеров устройства, а также на сбросовый вход микропроцессора 19.

В исходном состоянии содержимое регистров 18,21,43-47 и 50 узла 56 микропроцессора 19 равно нулю, триггер 32 и счетчик 40 сброшены, а элемент И 34 закрыт для прохождения импульсов от генератора 33.

В исходном состоянии выход блока 7 стимулирующих сигналов отключай при помощи реле 15.1-15.rn задающего коммутатора 2 от входов объекта 1 контроля, выходы которого также отключены при помощи ре- ле 17.1-17.П опрашивающего коммутатора 3 от первого сигнального входа переключа- теля 9 сигналов.

В то же время в исходном состоянии информационный вход аналого-цифрового преобразователя 4 подключен к выходу опрашивающего коммутатора 3 через нормально замкнутые контакты реле 49.

Автоматический цикл контроля начинается подачей от кнопки 27 сигнала Пуск, который, пройдя через элемент ИЛИ 29 на установочный вход триггера 32, обеспечивает наличие на выходе последнего сигнала, равного логической единице, чем открывает элемент И 34 для прохождения импульсов от генератора 33 на вход элемента 35 задержки и счетный вход счетчика 40.

Поступив на счетный вход счетчика 40, первый импульс от генератора 33 меняет содержимое этого счетчика на единицу, т.е. в данном случае формирует на выходе счетчика 40 код адреса первого слова программы контролируемого параметра. Спустя время, необходимое для завершения переходных процессов в счетчике 40, с генерато- ра 33 поступает импульс через элемент 35 задержки на вход постоянного запоминающего устройства 41 в качестве сигнала Считывание, а на вход усилителя 37 - в качестве синхроимпульса. По сигналу Считывание постоянное запоминающее устройство 41 выполняет с частотой генератора 33 считывание слов программы контроля рассматриваемого параметра. При этом содержимое счетчика 40 меняется на единицу всякий раз

при поступлении на его счетный вход импульсов от генератора 33. Программная информация считывается постоянным запоминающим устройством 41 одновременно с адресом одного из регистров 43-47 или дешифратора 42, куда эта информация должна поступить. В регистр 45 вводят код, определяющий вид стимулимрующего сигнала, формируемого блоком 7.

В регистр 43 вводят команды, определяющие точку в объекте 1 контроля, куда этот стимулирующий сигнал будет подан.

В регистр 44 вводят команды, определяющие точку в объекте 1 контроля, с которой должен быть снят контролируемый сигнал.

В регистр 46 вводят код, определяющий номинальное значение контролируемого параметра.

В регистр 47 вводят код, определяющий допустимое значение отклонения параметра от номинального значения (допуск на параметр).

После ввода программной информации в регистры 43-47 на вход дешифратора 42 подают код, в соответствии с которым последний формирует импульсную команду Запуск аналого-цифрового преобразователя 4 и микропроцессора 19.

Последним на дешифратор 42 подается код, обеспечивающий формирование на его выходе импульсной команды Стоп. По этой команде считывание программной информации постоянным запоминающим устройством 41 прекращается, так как команда Стоп, поступая на вход элемента ИЛИ 30 и далее на сбросовый вход триггера 32, снимает разрешающий потенциал с входа элемента И 34, запрещая прохождение через него импульсов с генератора 33.

Когда команда Запуск поступает на вход микропроцессора 19, запускается записанный в узел 53 алгоритм управления вычислениями и взаимодействием блоков 4, 6 и 8 между собой в автоматическом режиме. В блок 20 автоматического управления с управляющего выхода микропроцессора 19 вводится код, в соответствии с которым формируется управляющий сигнал, обеспечивающий ввод кода номинального значения с выхода регистра 46 через группу элементов И 23 и группу элементов ИЛИ 26 в АЛ У 55 микропроцессора 19 в качестве первого операнда. После получения сигнала Конец преобразования с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 микропроцессором 19 выдается в блок 20 код, обеспечивающий формирование блоком 20 сигнала, по которому код, хранящийся в регистре 18, вводится в качестве операнда через группу элементов И 22 и группу элементов ИЛИ 26

в АЛУ 55 микропроцессора 19, где вычисляется величина и знак отклонения параметра контролируемого сигнала от его номинального значения.

Полученный код и знак отклонения микропроцессор 19 выдает на свой информационный выход. Одновременно микропроцессор 19 выдает через управляющий выход в блок 19 код адреса регистра 21, куда заносятся полученные код и знак отклонения.

Следующим тактом с управляющего выхода микропроцессора 19 на вход блока 20 вводится код, в соответствии с которым фор- мируется управляющий сигнал, обеспечива- ющий ввод кода допустимого значения отклонения параметра с выхода регистра 47 через группу элементов И 24 и группу эле- ментов ИЛИ 26 в АЛУ 55 микропроцессора 19 в качестве первого операнда. Далее микропроцессор 19 выдает в блок 20 код, по которому содержимое регистра 21 через элементы И 25 и ИЛИ 26 вводят в качестве второго операнда в АЛУ 55 микропроцессора 19, где происходит сравнение величины -отклонения параметра контролируемого сигнала от номинального значения с допуском на отклонение параметра.

Результат сравнения выводят через информационный выход микропроцессора 19 в регистр 50 блока 6 вывода результата контроля. При этом микропроцессор 19 выдает на вход блока 20 код адреса регистра 50. В качестве разрядов, несущих информацию об оценке контролируемого параметра используют знаковые разряды полученного результата контроля (описан режим контроля по принципу не менее). Выход знакового разряда Минус в этом случае связан с входом Оценка:негоден блока 6, а выход знакового разряда Плюс -с входом Оцен- ка:годен соответственно.

Выдав результат контроля в блок 6 для регистрации индикации , микропроцессор 19 подает на вход блока 20 последовательно двав управляющих кода. По первому из них блок 20 формирует и выдает в блок 8 сигнал Сброс, поступающий на вход элемента ИЛИ 31 и далее на усилитель 36, в результате устройство приводится в исходное состояние. По второму коду блок 20 обеспечивает выдачу сигнала Пуск, который поступает на вход элемента ИЛИ 29 и далее на установочный вход триггера 32, процедура контроля второго и последующих параметров притекает аналогично.После контроля 1-1 параметров, появится сигнал на l-м выходе из второй группы управляющих выходов блока 8 программ. Этот управляющий сигнал, поступая через усилитель 48 на реле 49, обеспечивает в переключателе 9 сигналов

коммутацию первого сигнального входа с вторым сигнальным выходом. Кроме того, сигнал с 1-го управляющего выхода блока 8 программ открывает электронный ключ 10,

обеспечивая при этом прохождение стимулирующего сигнала с выхода блока 7 на вход формирователя 11 эталонного сигнала. Таким образом, на первый сигнальный вход измерителя 12 коэффициента взаимного

0 различия сигналов с выхода опрашивающего коммутатора 3 через переключатель 9 поступает контролируемый сигнал 2к(г), а на второй сигнальный вход измерителя 12 с выхода формирователя 11 подается эталон5 ный сигнал z3(t). При этом на первые входы перемножителей 61.1 и 61.2 поступает контролируемый сигнал, эталонный сигнал подается на второй вход перемножителя 61.1 непосредственно, а на второй вход пере0 множителя 61.2 - через фазовращатель 60, обеспечивающий получение сигнала, сопряженного по Гильберту с поступающим на его вход сигналом. Результаты перемножения с выходов блоков 61.1 и 61.2 поступа5 ют на сигнальные входы интеграторов 62.1 и 62.2, где и происходит процесс интегрирования на интервале времени, равном длительности элемента эталонного сигнала. С выходов интеграторов сигналы поступают

0 на входы квадраторов 63.1 и 63.2, а затем с их выходов - на соответствующие входы сумматора 64. С выхода сумматора 64 сигнал поступает на информационный вход стробирующего блока 65, на управляющий

5 вход которого в момент времени с одного из выходов элемента 67 задержки поступает стробирующий импульс. Затем с второго выхода элемента 67 задержки поступает импульс на управляющие входы ин0 теграторов 62.1 и 62,2 для их сброса в нулевое состояние. Вход элемента 67 является управляющим входом измерителя 12 коэффициента взаимного различия сигналов и подключен к выходу электронного ключа 10. С выхода

5 стробирующего блока 65 сигнал поступает на вход нормирующего блока 66, состоящего из измерителя мощности эталонного сигнала и делителя напряжения (не показаны). На выходе нормирующего блока 66 будет присутство0 вать напряжение, представляющее собой результат измерения коэффициента взаимного различия сигнала контролируемого объекта и эталонного сигнала, описываемого следующим выражением:

(,0)

где zK(t), Zs(t) - функции времени, определяющие структуры соответственно контролируемого и эталонного сигналов:

Za(t) - функция времени, сопряженная по Гильберту с 2э(т);

Рэ - мощность эталонного сигнала;

Т - длительность элемента эталонного сигнала.

Результат измерения коэффициента g с выхода измерителя 12 КВР сигналов через переключатель 9 поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя. Порядок вычисления оценки коэффициента взаимного различия сигналов аналогичен, описанному алгоритму контроля предыдущих параметров: результат измерения коэффициента взаимного различия g в блоке 5 сравнивается с максимально возможным значением коэффициента дмакс (номинальным значением, соответствующим случаю полного совпадения в частотно- временной области контролируемого и эталонного сигналов), поступающим с реги стра 46 блока 8. Затем разность Дд дМакс д в блоке 5 вычисления отклонения и оценки параметров сравнивается с установленным допуском Аддоп на коэффициент взаимного различия, соответствующим пороговому значению КВР, поступающему в блок 5 с регистра 7 блока 8 программ.

В случае превышения результатом измерения КВР порогового значения (т.е. Лд Ј ДдДОп) с информационного выхода блока 5 поступит импульс положительной полярности на информационный вход блока 6 вывода результата контроля (для индикации информации Оценка:годен) и на второй вход элемента И 13. Так как на первом входе элемента И 13 присутствует напряжение с 1-го выхода второй группы управляющих выходов блока 8, то с выхода элемента И 13 на вход элемента ИЛИ 30 блока 8 поступит команда Стоп для прекращения дальней- шего контроля объекта 1. Принимается решение, что не подвергавшиеся контролю параметры с (1+1)-го по n-й, определяющие значение коэффициента взаимного различия (т.е. функцией от которых является вы- бранный показатель g), находятся в норме (их значения не выходят за пределы установленных допусков).

В противном случае, если результат измерения КВР окажется меньше порогового значения (т.е. Ад Д ддоп) на информационном выходе блока 5 вычисления отклонения и оценки параметров импульс положительной полярности будет отсутствовать и оставшиеся параметры объекта 1 (с l+1-ro по n-й) будут контролироваться последовательно в обычном порядке.

Следует отметить, что математическая связь между коэффициентом взаимного

различия g и параметрами 0| будет различной для различных видов контролируемых изделий. Так, например, если в качестве контролируемого изделия использовать радиостанцию, работающую сложными параллельными сигналами, то контролируемый сигнал можно представить в следующем аналитическом виде

EN

zJihS cosf obvO; ,T,

где & - целые числа;

Afc - амплитуда Ј-й гармонической составляющей контролируемого сигнала;

4fe - начальная фаза Ј1 -исоставляющей контролируемого сигнала

0)о - 2 л/Т

Т - длительность сложного сигнала;

n PN - f 1+1 - число гармонических составляющих сложного сигнала.

По аналогии с (2) эталонный сигнал представляем в форме 2N

Z l-ZApcosfgeaat+c iefoT. )

Тогда, используя формулу (1), подставляя в нее выражения (2) и (3), после несложных преобразований получим выражение для коэффициента взаимного различия контролируемого и эталонного сигналов сложной параллельной структуры

1ам -П)т14

ill.. . : sin-21

(n«.-Q)T собад +

SH e« лор S 5Z A

4P k , еч;

rVK

« e Nsm

2 ZZ Аи, A.i

M.-e --e; l e«

(ягЈ -я)т

( R)T 5

ч,п

Vu1

(4)

где Рэ - мощность эталонного сигнала;

Рк - мощность контролируемого сигнала;

d(,-l)fib:

Q(L+ii- ZiziN)fflb

- частотная расстройка между средними частотами спектров эталонного и контролируемого сигналов:

чу

.ШЙ-оИ+ -ч,.

Из (4) можно вывести зависимости коэффициента g от следующих параметров:

01 Q/оь - относительная- нестабильность несущей частоты сигнала.

©2 - степень искажения начальных фаз составляющих сложного сигнала;

®з А|/к/А э- неравномерностьуров- нейсоставляющих сложного сигнала;

@4 - Pk мощность контролируемого сигнала.

Определяем выражение, характеризующее зависимость коэффициента g от каждого из параметров Э| при условии, что остальные параметры имеют номинальные значения 6 6}н , j I . Затем, подставляя в это выражение допустимое значение, находим пороговый уровень коэффициента ginop (с индексом) для каждого 1-го параметра, который будет представлять собой некоторое положительное число.

После этого из совокупности пороговых

уровней {ginop }МN выбираем пороговое значение КВР дПор (без индекса) по кри- терию максимума порогового уровня ,gnop max { ginop},(5)

т.е. дпор - это максимальное из { ginop}.

Поэтому при контроле радиоизделия, если измеренное значение коэффициента взаимного различия g окажется выше порогового , то делается вывод о нахождении всех параметров0| , для которых просчитывалось ginop, в пределах допустимых значений и нет необходимости в их I дальнейшем измерении.

Формула изобретения Устройство для контроля параметров, содержащее задающий коммутатор, сигнальные выходы которого являются выходами устройства для подключения к входам объекта контроля, опрашивающий коммутатор, сигнальные входы которого являются входами устройства для подключения к выходам объекта контроля, переключатель сигналов, аналого-цифровой преобразователь, блок вычисления отклонения и оценки параметра, блок вывода результата контроля, блок стимулирующих сигналов и бчок управления, информационный выход которого подключен к входу блока стимулирующих сигналов, выход которого подключен к информационному входу задающего коммутатора, адресные входы которого соединены с выходами адреса первой группы блока управления, выходы адреса второй группы которого соединены с адресными входами опрашивающего коммутатора, выход кото- - рого подключен к первому информационно- му входу переключателя сигналов, первый информационный выход которого соединен с информационным входом аналого-цифро;, вого преобразователя,, выход готовности и

информационный выход которого соединены соответственно с первым входом прерывания и первым информационным входом блока вычисления отклонения и оценки параметра, вход запуска аналого-цифрового преобразователя и второй вход прерывания блока вычисления отклонения и оценки параметра подключены к выходу запуска блока управления, управляющий и информационный входы блока вывода результата контроля соединены соответственно с первым управляющим и информационным выходами блока вычисления отклонения и оценки параметра, входы пуска и сброса блока управления соединены соответственно с выходами пуска и сброса блока вычисления отклонения и оценки параметра, четвертый управляющий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого подключен к первому информационному входу блока вычисления отклонения и оценки параметра, второй и третий информационные входы которого соединены соответственно с выходом

номинального значения параметра и выходом запуска блока управления, выход сброса которого соединен с входами сброса аналого-цифрового преобразователя, блока вывода результата контроля и блока вычисления отклонения и оценки параметра, о т- личающееся тем, что, с целью уменьшения времени контроля радиоэлектронных изделий за счет измерения комплексного показателя, являющегося функцией

от ряда параметров контролируемого изделия, в него введены измеритель коэффициента взаимного различия сигналов, формирователь эталонного сигнала, ключ и элемент И, выход которого соединен с входом Стоп блока управления, один из выходов группы выходов адреса приемника информации которого соединен с управляющими входами переключателя сигналов и ключа и первым входом элемента И, второй

вход которого подключен к информационному выходу блока вычисления отклонения и оценки параметра, информационный вход электронного ключа соединен с выходом блока стимулирующих сигналов, а выход с входом формирователя эталонных сита- лов и входом запуска измерителя коэффициента взаимного различия сигналов, первый, второй информационные входы и выход которого соединены соответственно с вторым

5 информационным выходом переключателя сигналов, выходом формирователя эталонных сигналов, вторым информационным

входом переключателя сигналов.

Фиг,1

Изобретение относится к измерительно-вычислительной технике и может быть использовано при создании систем автоматического контроля параметров сложных радиоэлектронных объектов. Цель изобретения - уменьшение времени контроля параметров радиоэлектронных изделий за счет измерения комплексного показателя, являющегося функцией от ряда параметров контролируемого изделия. В качестве такого комплексного показателя предлагается использовать коэффициент взаимного различия (КВР) эталонного сигнала и сигнала контролируемого изделия. Для решения поставленной задачи в устройство введены формирователь эталонного сигнала, электронный ключ, элемент И и измеритель коэффициента взаимного различия сигналов, состоящий из фазовращателя, двух перемножителей, двух квадратов, двух интеграторов, сумматора, стробирующего и нормирующего блоков и элемента задержки. Измеренное значение КВР сравнивается с некоторым пороговым значением, при превышении которого делается вывод о том, что параметры, от которых зависит данный коэффициент, находятся в пределах допустимых значений и нет необходимости в их измерении, в противном случае, если КВР окажется ниже порогового значения, все параметры измеряются в полном объеме. 4 ил.

т

л

Сброс

Фиг 2

От

8(36Г&/№1 .

бА.8(Э6)а/№

i V

„Злмек1

4/h/c KffA.8 j/ад Фиг.З

Cffpoc (из блока в) у

Е

Ждать В УВВ 51 сигн. Запуск из бл. 8

Нет

Да

Выдать из ПЗУ JJ ВУВВ52-КДШ 2О) Код Г

ВВестиоАЛУ 55 через УВВ 51 (U 23) 1-й операнд

W

Ж дать & УВВ 51 сигн.,, кп от А ЦП 4

Нет

Да

Выдать из ПЗУ 53 В УВВ 52 - 7 (ДШ20) код 2

Ж

ВВестио АЛУ 55 через УВВ 5/ (И 22) 2- и операнд

±

Сравнить 8 АЛУ 55 олера/г йь/ v2, Вычислить отклонение параметра

±

Выдать из ПЗУ 53 о УВВ 52-1 (Дш 20) Код

Ввести в АЛУ 55 через УВВ51{И24) 1-е/ операнд

Выдать из лзу 53 6 УВВ5г-1(Ди/20) п

ЗВести В АЛУ 55 через УВВ 5Т(И25) содержимое рег. 21 ( 2-й олвранд)

+.

Сравнить о АЛУ 55 операнды 1 и 2

Преобразовать в АЛУ 55 Результат срабненцд в десятично - единмяьш (унитарный) код

Выдать из /УЗУ 53 о УВВ 52-1 (ДШ 20) Код 5

Вывести результат кон- троля параметра через УВВ 52-2 дол. 6 (pee. 5О)

L

Выдать из ПЗУ 53 8 Щ-52-1 Шшго) Код 6(Јброс дбл.8)