Устройство для контроля источников сигналов
Иллюстрации
Реферат
(1gl (И),:
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
WIN
РЕСПУБЛИК всю H 03 K 21/34; H 03 K 5/19
ГОСХДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (31) 3433942/18-21 (32) 96.05.82 (М) 15 10 83 ° Бюл. и 38 (72 К.К. Теикин (53) á21.374,32 (088.8 ) (56) 1. Кудрицкий В.Д. и др. Автомати-. зация контроля радиоэлектронной аппаратуры . И ., "Советское радио", 1977, с. 15-16.
2. Авторское свидетель. ство CGCP по заявке И 3227377/18-21, кл. Н 03 К 5/19, 1981. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ
ИСТОЧНИКОВ СИГНАЛОВ, содержащее группу входных шин, элемент И, ком мутатор сигналов, счетчик и формирователь управляющих сигналов, выходы счетчика соединены с адресными входами коммутатора сигналов, информационные входы которого соединены с группой входных шин, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности локализации неис| правностей взаимодействующих аналого" вых устройств, в него введены шина управления, пороговый блок, блок изменения порога, дешифратор, регистр. и блок анализа неисправностей, информационные входы которого соединены с выходами регистра, информационные .входы которого соединены с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, шина управления . соединена с первым входом формирователя управляющих сигналов, второй вход которого соединен с дополнитель ным выходом счетчика, выход коммутатора сигналов соединен с первым входом порогового блока, второй вход и. выход которого соединены соответственно с выходом блока изменения порога и с первым входом элемента
И, выход которого соединен с первым управляющим входом регистра, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы формирователя управляющих сигналов соединены соответственно со счетным входом счетчика, с входом блока изменения порога, с вторым входом элемента И, с вторым управляющим входом регистра и с управляющим входом блока анализа неисправностей.
2. Устройство по и. 1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок анализа неисправностей содержит группу элементов НЕ, элементы И-НЕ, по коли-честву элементов НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ и три дополнительных элемен-! та И-НЕ, выход элемента ИЛИ соединен с первыми входами элечентов И-НЕ, вторые входы которых соединены через элементы НЕ с первой частью информационных входов блока анализа неисправностей, остальные информационные входы которого соединены с остальными входами элементов И-НЕ, выходы которых соединены с входами элемента
ИЛИ-HE и с первой группой выходных шин, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами трех дополнитель" ных элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с шинами управления и с входами элемента ИЛИ, выходы дополнительных элементов И-HE соединены с дополни тельными выходными шинами.
578
3 1048
Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для контроля источников электрических сигналов, и может быть использовано для контроля работоспособ-,5 ности и допускового контроля аналоговых. устройств.
Известна система контроля аналоговых сигналов, содержащая ЦВИ, блок преобразования аналог-код, блок to сопряжения. Информация, полученная после преобразования аналог-код, сравнивается в ЦВИ с номинальными значениями, заранее записанными в
ДЗУ. По результатам сравнения ЦВИ 35 осуществляет оценку общей работоспособности контролируемых устройств,, а при выходе за пределы допусков одного или нескольких параметров
ЦВИ по специальной подпрограмме . 20 осуществляет локализацию неисправности и устанавливает ее причину.
Известная система контроля. обладает высокими техническими характеристиками (1 } .. 25
Недостатком известной системы является ее относительная сложность, требующая больших аппаратурных затрат.
Известно устройство для контроля источников сигналов, содержащее группу входных шин, два элемента И, два элемента НЕ, элемент ИЛИ, комму" татор сигналов, счетчик, формирователь управляющих сигналов, выходы счетчи ка соединены с адресными входами коммутатора сигналов, ийформационные входы которого соединены с группой .входных шин и с выходом генератора, выход коммутатора сигналов соединен 40 с первым входом первого элемента И и соединен через первый элемент НЕ с первым входом второго элемента
И, выход Формирователя управляющих сигналов соединен со вторым входом первого элемента И и соединен через второй элемент HE со вторым входом второго элемента И, выходы элементов
И соединены со входами элемента
ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, Известное устройство работает следующим образом. При исправной работе всех источников входных импульсов на информационные входы ком- 55 мутатора сигналов поступают импульсы;, На выход коммутатора сигналов проходит импульс с информацяонногс входа, разрешенного. соответствующей комбинацией двоичного кода, поступающего . со счетчика..С выхода коммутатора сигналов иипульс через элемент И, открытый сигналом с формиро-! вателя управляющих сигналов, и элемент
ИЛИ поступает на счетный вход счетчи- . ка и наращивает информацию в нем на единицу. При это на вход коммутатора сигналов подключается очередной контролируемый канал; При отсут- ствии импульсов в контролируемом канале (уровень логического "0" или логической "1" ) счетчик не переключится и его состояние будет соответствовать номеру отказавшего ис" точника импульсов, В этом случае переключение счетчика производится сигналом, поступающим с формирователя управляющих сигналов; который. совпадает с постоянйым уровНем на первом элементе И или на втором элементе И и через элемент ИЛИ поступает на,счетчик. При отсутствии неисправностей код на выходе счетчика меняется с частотой входных импульсов, На контрольный информацион" ный вход коммутатора счетчиков поступают импульсы от генератора контрольного канала, причем частота импульсов генератора контрольного канала во много раз ниже частоты входных контролируемых импульсов и определяет периодичность опроса конт" ролируемых каналов. Известное устройство выявляет неисправный канал толь,ко цифровых. устройств (21
Недостатком известного устройства является то, что.оно не позволяет выявить неисправный канал аналоговых устройств, а тем более локализовать неисправность взаимодействующих аналоговых устройств.
Цель изобретения -. обеспечение возможности локализации неисправности взаимодействующих аналоговых устройств, Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля источников сигналов, содержащее группу входных шин, элемент И, коммутатор сигналов, счетчик и формирователь управляющих сигналов, выходы счетчика соединены с адресными входами коммутатора сигналов, информационные входы которого соединены с группой входных шин, введены шина,управления, пороговый блок, блок изменения
1048578 з порога, дешифратор, регистр и блок анализа неисправностей, информационные входы которого соединены с выходами регистра, информационные входы которого соединены с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, шина управления соединена с первым входом формирователя управляющих сигналов, второй вход которого соединен с дополнитель- 1О ным выходом счетчика, выход коммутатора сигналов соединен с первым sxo" дом порогового блока, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока изменения порога и с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым управляющим входом регистра, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы формирователя управляющих сигналов соединены соответственно со счетным входом счетчика, со входом блока изменения порога, со вторым входом элемента И, со вторым управляющим входом регистра и с управляю-, щим входом блока анализа неисправностей.
В устройстве для контроля источников сигналов блок анализа неисправностей содержит группу элементов НЕ, элементы И-НЕ по количеству элементов
НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ и три дополнительных элемента И-НЕ, выход элемента ИЛИ соединен с первыми входами элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены через элементы НЕ с первой частью информационных входов блока анализа неисправностей, остальные информационные входы которого соединены с остальны- 4О ми входами элементов И-НЕ, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ-НЕ и с первой группой выходных шин, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами трех дополнительных элементов И-НЕ, вторые. входы которых соединены соответственно с шинами управления и со входами элемента ИЛИ, выходы дополнительных элементов И-HE соединены с дополнительными выходными шинами.
На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для контроля источников сигналов, на фиг. 2 — диаграммы работы устройства для контроля источников сигналов, на фиг. 3 - схема блока анализа неисправностей устройства для контроля источников сигналов.
Устройство содержит группу 1 входных шин, коммутатор 2 сигналов, формирователь 3 управляющих сигналов, счетчик 4, пороговый блок 5, блок 6 изменения порога, элемент
7 И, дешифратор 8, регистр 9, блок 10 анализа неисправностей, выходные шины 11 - 14 и шину -15 управления.
Группа 1 входных шин соединена с информационными входами коммутатора
2 сигналов, выход которого соединен с первым входом порогового блока 5,. второй вход и выход которого соедине" ны соответственно с выходом блока 6 изменения порога и с первым входом элемента 7 И, выход которого соединен с первым управляющим входом регистра 9, выходы и информационные входы которого соединены соответственно с информационными входами блока
10 анализа неисправностей и с выходами дешифратора 8, входы которого соединены с адресными входами коммутатора 2 сигналов и соединены с выходами счетчика 4, дополнительный выход которого соединен с первым входом формирователя 3 управляющих сигналов, второй вход, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с шиной 15 управления, со счетным входом счетчика 4, со входом блока 6 изменения порога, со вторым входом элемента 7 И, со вторым управляющим входом регистра 9 и с управляющим входом блока 10 анализа неисправностей, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с выходными шинами 11, 12 и 13, дополнительные выходы блока 10 анализа неисправностей соединены с выходными шинами 14.
На фиг. 2 представлены диаграммы
16 - 20 сигналов соответственно на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах формирователя
3 управляющих сигналов.
Блок 10 анализа неисправностей (фиг. 3) содержит информационные входы 21, 22, 23-1, 23-2, элементы
24-1 и 24-2 И-НЕ, элементы .25-1 и
25-2 НЕ,. элемент 26 ИЛИ, элемент 27
ИЛИ-НЕ, элементы 28-30 И-НЕ, выходы
31-33, дополнительные выходы 34-1 и 34-2, управляющие входы 35.
На фиг. 3 управляющие входы 35 соединены соответственно с первыми входами элементов 28-30 И-НЕ и соедиS 10485
1 нены со входами элемента 26 ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами элементов 24-1 и 24-2 .И-НЕ, ° вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов 5
25- 1 и 25-2 НЕ, входы которых соединены соответственно с информационными входами 23-1, 23-2 блока 10 анализа неисправностей, информационные входы 21 и 22 которого соединены соответственно .с третьими входами элементов 24-1 и 24-2 И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с до-. дополнительными выходами 34-1 и 34-2: блока 10 анализа неисправностей и соединены со входами элемента.27
ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со вторыми входами элементов 28-30
И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с выходами 31-33 блока 10 анализа неисправностей .
Коммутатор 2 сигналов является коммутатором аналоговых сигналов, обеспечивающий коммутацию Hà сво5 выход сигналов, поступивших на вход, номер которого соответствует коду, поданному на адресные входы коммутатора 2.
Информационные входы коммутатора
2 являются входами, на которые пода- 30 ются нормированные сигналы контролируемых аналоговых устройств по груп-, пе 1 входных шин.
Формирователь 3 управляющих сигналов предназначен для обеспечения,35 взаимодействия всех составных частей устройства в необходимой временной последовательности. Период контроля состоит из трех циклов: цикл контроля работоспособности взаимо- . 40 действующих аналоговых устройств, цикл контроля по нижнему допустимому уровню входных сигналов, и цикл контроля по верхнему допустимому уровню входных сигналов. 45
В каждом цикле работа устройства состоит из двух тактов: такта выявления неисправного канала и такта анализа выявленных неисправностей. !
Формирователь 3 на каждом такте вырабатывает следующие сигналы: на первом выходе — счетные. импульсы (фиг. 2, диаграмма 16), на втором выходе - сигнал управления величиной порогового уровня (фиг. 2 диаграмма 17), на третьем выходе - сигнал
ПРОВЕРКА (фиг. 2, диаграмма 18), на четвертом выходе - сигнал СБРОС
78 .6 .(Фиг. 2, диаграмма 19), на пятом выходе - сигнал АНАЛИЗ (фиг. 2, диаграмма 20} .
Формирователь имеет два входа.
Первый вход соединен с дополнитель" ным вь. ходом счетчика 4, второй вход предназначен для подачи по шине 15 уйравления комаыд перевода формирователя 3 управляющих сигналов в режим поочередного формирования либо всех трех циклов контроля, либо периодического повторения любого одного из циклов.
Формирователь 3 может быть реали! зован на элементах дискретной и цифровой техники - мультивибраторе и логических узлах.
Счетчик 4 является обычным счетчиком импульсов. Переключение счетчика происходит по переднему фронту импульсов отрицательной полярности (фиг. 2, диаграмма 16);
Пороговый блок 5 обеспечивает сравнение нормированных уровней контролируемых сигналов, поступающих с выхода коммутатора 2, с поро" говым уровнем, поступающим с блока
6 изменения порога, Если в первом цикле входной сигнал превышает уро." вень Чо (Yц - порог, соответствую- щий началу срыва функционирования: контролируемых устройств), во втором цикле входной сигнал прееышарт ItH (V - нижний допустимый уровеньй при котором устройства еще функционируют, но величины сигналов занижены по сравнению с нормальными, уровнями, а,-, в третьем цикле - не превыивет V g (V g " верхний йопустииий уровень, при котором устройства еще функционируют, но величины сигналов завышены rm сравнению с нормальными уровнями, пороговый блок 5 выдает на свой выход уровень логической
"1нв При других соотношениях между
-нормированными уровнями входных сигналов и пороговыми уровнями на выходе порогового устройства формируется уровень логического "О".
Блок 6 изменения порога обеспечивает по командам, поступающим с формирователя 3 управляющих сигналов, изменение пороговых уровней для порогового блока 5. Блок б реализуется на основе коммутаторов аналоговых сигналов и источников напряжений, соответствующих пороговым уровням, 10485
В течение интервала времени (to, Я
4>} из этого канала на вход порогового блока 5 поступает нормирован" ный сигнал, уровень которого сравни 7
Элемент 7 И является обычным двухвходовым элементом совпадения одноименных логических уровней, например уровней "1". Дешифратор 8 является обычным логическим элементом, преобразующим входной код числа, например двоичный, в его позиционный код.
Регистр 9 представляет собой М -
-разрядное ОЗУ с организацией щх 1, 10 построенное, например, на R5 -триггерах. Число ч1 равно числу входов
1 устройства, т.е . числу контролируемых сигналов.
Блок 10 анализа неисправностей обеспечивает сопоставление поступающих на него с регистра 9 логических уровней-, отображающих исправное (логическая "1"1 или неисправное (логический "0") состояние выходов взаимосвязанных контролируамых устройств. При возникновении неисправности блок 10, путем сопоставления этих:. уровней вырабатывает сигнал неисправ" ности определенного устройства, локализуя тем самым неисправность, а также формирует обобщенный сигнал .. неисправности совокупности контроли- руемых устройств.
Работа предложенного устройства происходит следующим образом.
Первоначально на второй вход фор- мирователя 3 управляющих сигналов по шине 15 подается команда,, перево- дящая формирователь 3 в режим пооче-. ред,о формирования трех ци1ов. 35
На первом такте каждого цикла (фиг. 2) производится выявление .неисправного канала контроля. На втором такте каждого цикла производи;-. ся анализ выявленных. неисправностей .. ю и вырабатываются сигналы о неисправности определенного контролируемого устройства и обобщенный сигнал неисправности совокупности контроли-: руемых устройств.
В начале первого такта вырабатывается сигнал СБРОС (фиг. 2, диаграм-. ма 19), обнуляющий все п1 ячеек регйст" ра 9. По переднему фронту счетного импульса (фиг. 2, диаграмма 16) счетчик 4 устанавливается .в единицу подключая тем самым на выход коммутатора 2 первый, контролируемый канал.
78 8 вается с порогом, вырабатываемым блоком 6. Если результат сравнения удовлетворяет заданным критериям, на выходе порогового блока 5 формируется уровень логической "1", что ха- рактеризует для каждого. из циклов контроля исправное состояние контролируемого в данный интервал времени канала .
Критерием исправного состояния канала являются:. на первом цикле Ч „ > Чо на втором цикле Ч з„ + Чц на третьем цикле Чц„л Ч где Vo - уровень соответствующий неработоспособному состоянию контролируемых устройств", Чн - предельно-допускаемое минимальное значение уровней сигналов контролируемых
У устройств з - предельно-допускаемое макси мальное значение уровней сигналов контролируемых устройств.
Таким образом, при исправном. состоянии канала на элемент 7 И с порогового блока 5 поступает логи ческая т1", а на второй .вход элемента 7 И поступает сигнал ПРОВЕРКА с формирователя 3 управляющих сигналов (фиг. 2,.диаграмма 17, интервал 11, 1 ). Поэтому сигнал логической "l с порогового блока
5 проходит на выход элемента 7 И,.
-поступает на первый управляющий вход регистра 9 и устанавливает в состояние "1" ячейку регистра, соответствующую номеру проверяемого в данный момент канала. Затем аналогичным образом проверяется следующий канал, и если все каналы исправны, к окончанию первого такта все ячейки регистра 9 будут находиться в единичном состоянии. Если же какой-то канал неисправен, то в течение времени проверки этого канала на выходе порогового блока 5 выраба- . тывается уровень логического "0" и поэтому соответствующая данному каналу ячейка регистра окажется в нулевом состоянии.
Таким образом, при наличии каких"либо неисправностей на первом цикле контроля выявятся неработо- способнь:е каналы, на втором - каналы, с заниженными уровнями сигналов, 78 1О б первого устройства. Выходные сигналы всех элементов 24- 1, 24-2 И-НЕ подаются на элемент 27 ИЛИ,-НЕ и поэтому на его выходе появляется уровень логической "1". А так как сигнал
АНАЛИЗ 1 подан на первый вход элемента 26 ИЛИ и на первый вход элемента
28 И-НЕ, на выходе элемента.28 И-НЕ и на ваходе 31 появляется уровень логического "О", что является обобщенным сигналом неработоспособности совокупности взаимодействующих контролируемых устройств.
Во втором случае. один из сигналов на входах 21 и 22 - логический "О" и поэтому, несмотря на то, что и сигнал на входе 23-1 - логический
"О", на выходе элемента 24-1 И-НЕ появляется уровень логической "1", что соответствует исправному состоянию первого устройства. Сигнал неисправности в этом случае будет выдан для другого устройства, у которого, при наличии всех его входных сигна(V ebl x ("О) °
Аналогичным образом происходит работа блока 1О анализа неисправностей на втором и третьем циклах. При этом на втором цикле выявляются устройства с заниженным уровнем выходных сигналов, а на третьемс завышенным уровнем.
Так как при последовательной смене циклов появление логического "О" на одном из выходов 34-1 и 34-2 характеризует лишь неисправное состояние какого-либо устройства, для уточнения характера неисправности (отказ; занижение или завышение выходных уровней) оператор переводит формирователь 3 управляющих сигналов, подавая соответствующий сигнал на его второй вход, в режим последовательного повторения только первого, затем второго и затем третьего цикла, что и позволяет уточнить характер неисправности какого-тс устройства.
Ъ
Таким образом, предложенное устройство обеспечивает локализацию неисправностей взаимодействующих аналоговых устройств, выявляя при этом характер неисправности - отказ, занижение или завышение выходных уровней этих устройств.
9 10485 а на третьем цикле — каналы с завышенными уровнями сигналов, причем номеру неисправного канала соответствует номер ячейки регистра 9, оставшейся к концу первого такта в
5 нулевом состоянии.
По окончании первого такта формирователь 3 управляющих сигналов (фиг. 2, диаграмма 20) вырабатывает сигнал АНАЛИЗ 1 на первом цикле, !О сигнал АНАЛИЗ 2 - на втором и сигнал
АНАЛИЗ 3 - на третьем цикле и прекращает на время действия этих сигналов формирование сигнала ПРОВЕРКА (фиг. 2, диаграмма 17). Сигнал !
5 АНАЛИЗ 1 (2, 3). поступает на блок 10 анализа неисправностей,. разрешая его работу. Работа этого блока (фиг. 3) при поступлении сигнала
АНАЛИЗ 1 происходит следующим обра- 20 зом.
Входы 21 и 22 блока 10 подключены к выходам ячеек регистра 9 устройства контроля таким образом, что на эти входы подаются сигналы с таких яче- 2S лов, выходной сигнал отсутствует ек регистра, в которых по окончании такта 1 записана информация о работоспособности(Ч p)(> Yp) или неработоспособности(Ч в„<Ч )тех контролируемых устройств, сигналы которых являются входными для аналогового устройства, формирующего из этих входных сигналов
21 и 22 свой выходной сигнал, поступающий на входы 23-1 или 23-2.
Если аналоговое устройство, например первое, исправно, то сигнал на входе 23- 1 - логическая "1". На выходе элемента 23-1 И-НЕ в этом случае появится уровень логической "1", что характеризует исправное состояние 40 первого устройства.
Если при проверке в первом такте выявлена неработоспособность первого устройства, это может быть следствием того что первое устроиство неисправ 45 но,или того, что первое устройство исправно, но отсутствует один из его входных сигналов.
В первом случае сигналы на входах
21 и 22 - логическая "1", а на входе 23-1 - логический "О", следовательно элемент 24-1 И-НЕ сформирует на своем выходе и на выходе 34-1 уровень логического "О", что и характеризует неисправное состояние
1048578
1f
f2
1У
1048578
104.8578
У-2
Составитель Ранов
Редактор Т. Колб Техред 4,Бабинец Корректор.В. Гирняк
Заказ 7947/59 Тираж 936 Подписное
8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4