Устройство для контроля области работоспособности электронных блоков

 

Изобретение позволяет уменьшить . вероятность выхода из строя контролируемого блока при испытании и сократить время испытаний. Устройство содержит генератор 1 псевдослучайньк кодов, коммутатор 2, регистр 3 напряжения , регистр приращения адреса, сумматор 5, счетчики 6 и 7, блок 8 управления, блок 9 памяти, блок 10 регистрации, блок 11 задания крутизны фронта, генератор 12 линейно изменяющегося напряжения и блок 14 анализа . Введение генератора 15 импульсов , ключей 16 и 17, триггеров 19 и , 18 сокращает переборы комбинации испытательных сигналов, при которых произошло допустимое число сбоев или отказов, и исключает их из последовательности испытательньлх напряжений. 3 ил. О) со 00 о ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3997193/24-21 (22) 04.11.85 (46) 15.08.87. Бюл.Р 30 (71) Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева (72) С.П.Орлов (53) 62 1.317.799 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 555353, кл.G 01 R 31/28, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1228056, кл.G 01 R 31/28, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОБЛАСТИ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ (57) Изобретение позволяет уменьшить, вероятность выхода из строя контролируемого блока при испытании и сократить время испытаний. Устройство содержит генератор 1 псевдослучайных кодов, коммутатор 2, регистр 3 напряжения, регистр приращения адреса, сумматор 5, счетчики 6и 7, блок 8 управления, блок 9 памяти, блок 10 регистрации, блок 11 задания крутизны фронта, генератор 12 линейно из-. меняющегося напряжения и блок 14 анализа. Введение генератора 15 импульсов, ключей 16 и 17, триггеров 19 и

18 сокращает переборы комбинации испытательных сигналов, при которых произошло допустимое число сбоев или отказов, и исключает их из последовательности испытательных напряжений.

3 ил.

1330590 2

Изобретение относится к контрол»= с но-измерительной технике и может быть использовано для контроля области работоспособности электронных блоков при изменении напряжения питания.

Целью изобретения является уменьшение вероятности выхода иэ строя контролируемого блока при испытании и сокращение времени испытаний, что достигается сокращенным перебором комбинаций испытательных сигналов, при которых произошло допустимое число сбоев или отказов, и дальнейшим исключением их из последовательности испытательных напряжений.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма его работы в режиме начальной установки и режиме генерапии испытательных сигналов; на фиг.3 — то же, в режиме считывания результатов испытаний.

Устройство содержит генератор 1 псевдослучайных кодов, коммутатор 2, регистр 3 напряжения, регистр 4 приращения адреса, сумматор 5, первый б и второй 7 счетчики, блок 8 управления, блок. 9 памяти, блок 10 регистрации, блок 11 задания крутизны фронта, генератор 12 линейно изменяющегося напряжения, контролируемый блок 13 для подключения объекта контроля, блок 14 анализа, генератор

15 импульсов, первый 16 и второй 17 ключи и первый 18 и второй 19 триггеры.

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, третьим выходом — к управляющему входу счетчика 6.

Четвертый выход блока 8 соединен с управляющими входами второго счетчика 7 и блока 10 регистрации, пятый выход — с счетным входом счетчика 7, шестой и седьмой выходы — с первым и вторым управляющими входами блока

9 памяти.

30 реноса сумматора 5, Первый выход ключа 17 соединен со счетным входом первого триггера 18, а второй выход— со счетным вхоцом счетчика 6 и выходом триггера 18, с которым образует

35 ° функцию "монтажное ИЛИ", Выход счетчика 6 соединен с вторым адресным входом блока 9 памяти, а выход переноса — со счетным входом

4> второго триггера 19, выход которого подключен к четвертому входу блока 8.

Установочные входы триггеров 18 и 19 подключены к девятому выходу блока 8 управления, десятый выход

45 KoToporo подключен к управляющему входу сумматора 5, а одиннадцатый выход — к шестому входу генератора

12.

Второй выход блока 9 памяти подключен к .пятому входу блока 8 управ10

?()

Генератор 12 линейно изменяющегося напряжения вторым нходом подключен к выходу коммутатора 2 н входу сумматора 5, третьим нходом — к выходу сумматора 5, входу счетчика 6 и первому адресному входу блока 9, четвертым входом — к выходу блока

11 задания крутизны фронта.

Первый выход генератора 12 соединен с входом блока 13, выход которого через блок 14 анализа соединен с первым входом блока 8 управления.

Второй выход генератора 12 подключен к второму входу блока 8. Первый выход блока 9 памяти соединен с входом второго счетчика 7 и входом блока 10 регистрации. Выход счетчика

7 подключен к входу записи блока 9.

Выход генератора 15 импульсов подключен к входу генератора 1 и первому входу ключа 16, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора 1, а выход — с третьим входом блока 8 управления и пятым входом генератора 12 линейно изменяющегося напряжения. Управляющий вход ключа

16 соединен с восьмым выходом блока

8 и управляющим входом ключа 1.7, вход которого подключен к выходу пеления, Устройство работает следующим образом.

Контроль осуществляют в трех режимах: режиме начальной установки, режиме генерации испытательных сигналов и режиме считывания результатов испытаний.

На третий вход генератора 12 теперь поступает суммарный код и в нем происходит. сравнение Б с текущим

BbIr напряжением

3 13305

В режиме начальной установки блок

8 управления вырабатывает сигнал

"Начальная установка" по своему первому выходу в момент .t< (фиг.2а). с

Он сбрасывает в нуль сумматор 5 и первйй счетчик 6, устанавливает в исходное состояние генератор 12 линейно изменяющегося напряжения.

В момент t< на восьмом выходе бло- 10 ка 8 управляющий сигнал переходит в единичное состояние и подключает выход ключа 16 к второму выходу генератора .1 псевдослучайных кодов, на котором формируется сигнал Х1 (фиг.2б). 15

В блоке 8 управления этот сигнал инвертируется, и инверсный сигнал Х2 (фиг.2в) снимается с десятого выхода блока 8.

Управляющий код на втором выходе блока 8 подключает выход коммутатора

2 к выходу регистра 3 напряжения, и его параллельный цифровой код N,=

=n,п ...n„, где к — разрядность кода, поступает на вход сумматора 5. Стар- 2б ший разряд кода является знаковым и подключен к второму входу генератора

12.

В момент t по сигналу Х2 происФ ходит запись кода в сумматор 5 (фиг2 в и r). На четвертый вход генератора

12 поступает параллельный цифровой код И„ с выхода блока 11 задания крутизйы фронта испытательного сигнала. В момент С 3 (фиг.2д) сигнал Z2 на одиннадцатом выходе блока 8 своим

35 задним фронтом запускает генератор 12, который на своем первом выходе воспроизводит напряжение, изменяющееся по линейному закону с заданной крутизной:

4 сигнала. При этом на третьем выходе блока 8 появляется управляющий сигнал, поступающий на управляющий вход счетчика 6 и разрешающий перепись в него цифрового кода из сумматора 5.

В режиме генерации испытательных сигналов на выходе устройства формируется сигнал со случайными значениями уровней постоянного напряжения и заданной крутизной фронта. Закон распределения случайных значений сигнала эадаетея 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 д И, которые определяют приращение к начальному значению кода в сумматоре 5. Старший разряд цифрового кода N, является знаковым: "0" — приращение положительное. "1" — приращение отрицательное.

По сигналу Х2 приращение дИ, сум- мируется с кодом К в сумматоре 5.

Генератор 12 линейно изменяющегося напряжения начинает вырабатывать напряжение (фиг.2д) Бв я1ап (n„) К М t+K N

U, (t)=sign (n„I К,M„ где К, — коэффициент преобразования.

Код N» хранящийся в это время в сумматоре 5, поступает на третий вход генератора 12, в котором происходит преобразование его в напряжение U,=K, N, и сравнение с выходным напряжением Б,„ . В момент равенства

UB =U (фиг.2д) генератор 12 прекращает генерацию линейного сигнала и фиксирует уровень выходного напряжения 11 . Одновременно на втором выходе генератора 12 появляется сигнал, поступающий на второй вход блока 8 управления, который переводит блок

8 в режим генерации испытательного

В момент их равенства Б фиксив <х руется на уровне U . Затем генератор

4В 1 вырабатывает следующее значение кода дИ и происходит формирование следующего уровня испытательного напряжения и т.д.

Так как содержимое сумматора 5 в

0 каждом следующем такте переписывается в счетчик 6, то в устройстве происходит запоминание кодов N; и N; соответствующих уровням выходного напряжения U; и U;, в данном и предыдущих тактах работы (фиг.2к). Это обстоятельство используется для saпоминания условий работоспособности контролируемого блока. Код N; в сумматоре 5 используется как адрес стро13. 105

35

55 ки матрицы запоминающих ячеек блока

9 памяти и поступает на первый адресный вход этого блока. Код N;, в первом счетчике 6 используется как адрес столбца матрицы и поступает на второй адресный вход блока 9 памяти.

Таким образом кодовая комбинация (N;, N1, ) позволяет поставить в соответствие каждому возможному пе, репаду испытательного напряжения f0 (U, U ) одну и только одну запоминающую ячейку блока 9 памяти. Это обстоятельство используется для обработки результатов испытания контролируемого электронного блока на помехоустойчивость.

Перед началом испытаний во все ячейки блока 9 памяти заносится в обратном коде целое число q определяющее допустимое число сигналов от- 20 каза или сбоев электронного блока в процессе испытаний.

Величина q имеет вероятностный смысл и определяется по заданной достоверности контроля. 25

Контроль выходных параметров контролируемого электронного блока произ. водит блок 14 анализа, который определяет находится ли данный параметр в заданных границах и в случае выхо- 30 да параметра за пределы границы работоспособности блок 14 анализа вырабатывает на своем выходе сигнал .

Если при воздействии перепада напряжения питания (U;, U;, ) происходит отказ или сбой в контролируемом электронном блоке, то блок 14 анализа вырабатывает сигнал (фиг.2м), поступающий на первый вход блока 8 управления. Последний на своем шестом выходе формирует управляющий сигнал

"Чтение" для блока 9 памяти (фиг.2н), который разрешает считывание числа из ячейки с адресом (N, N1, ). Затем через время, необходимое для завершения переходного процесса чтения, блок 8 вырабатывает сигнал "Вы-. вод" на своем четвертом выходе (фиг.

2п), который поступает на управляющий вход счетчика 7 и разрешает запись числа из блока 9 памяти в счетчик 7.

После этого на пятом выходе блока 8 управления появляется сигнал "+1", поступающий на счетный вход счетчика

7, и число в нем увеличивается на единицу. На седьмом выходе блока 8 формируется сигнал "Эапись", постуПающий на второй управляющий вход

90 6 блока 9 памяти и разрешающий запись нового числа из счетчика 7 в блок 9 памяти по адресу. Так как исходные числа в блоке 9 памяти хранились в обратном коде,, то после q сбоев (или больше сбоев) при одном и том же перепаде напряжений в течение процесса испытаний число в данной ячейке будет равно нулю или станет положительным.

Следовательно, после достаточно длительного периода испытаний электронного блока он будет неоднократно подвергнут воздействию всех возможных комбинаций перепадов уровней напряжения питания с заданной крутизной фронта перепада. Массив значений, хранящихся в блоке 9 памяти, будет описывать область работоспособности электронного блока при воздействиях помех по цепи питания. Эта область определяется множеством ячеек памяти блока 9, содержащих числа q < О. При этом адреса таких ячеек (N;, N;, ) определяют собственно значения допустимых перепадов напряжения питания (U,, U,, ). Ячейки блока 9 памяти, в которых q О, характеризуют ситуации, приводящие к сбоям или отказам в контролируемом электронном блоке.

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

Возможны ситуации, когда одновременно с допустимой комбинацией уровней напряжения питания (U„, U; ) по другим цепям контролируемого электронного блока приходит помеховый сигнал, приводящий к его ложному срабатыванию или отказу. В этом случае блок

14 анализа зафиксирует это событие и изменит содержимое соответствующей ячейки памяти блоков 9. Для исключения влияния других сигналов на работу контролируемого блока в устройстве используется предварительное занесение во все ячейки блока 9 памяти числа q, выполняющего функцию порога срабатывания. При этом используется тот факт, что вероятность двойного совпадения допустимой случайной комбинации (U, U„, ) и помехового сигнала по другим цепям контролируемого блока достаточно мала.

30590

55

7 13

Для сокращения времени испытаний в устройстве при выработке каждого нового кода анализируется произошло ли допустимое число отказов для комбинации (N, N,-, ). Если получили утвердительный ответ, то организуется приращение кода в сумматоре 5 на величину 6N приращения адреса и для новой комбинации (N; +ЬМ, N,, ) анализ повторяется. Так продолжается до тех пор, пока не будет найдена разрешенная комбинация (И; +тьИ

N ), для которой q<0. Это означает, 1-< что область допустимых параметров испытательного напряжения просматривает ся.

Временная диаграмма анализа кодов показана на фиг.2. Положим q=1 т.е. допускается только однократный сбой для каждой комбинации испытательного напряжения. По переднему фронту сигнала Z2 считывается содержимое ячейи (N<(Nî) МОМеНТ 4 HB фиг.2 °

Контрольный разряд г„ ячейки блока

9 памяти поступает на пятый вход блока 8 управления. Если r 1, то отказа или сбоя контролируемого блока при данной комбинации кодов не было.

Если r„ =0, то q O и вторичная подача напряжения U после действия U запрещена. На фиг.2м в момент t< при анализе кода N, значение r =1 и блок 8 разрешает переход сигнала Z2 на нулевой уровень. Этот переход запускает генератор 12 на формирование уровня U< испытательного напряжения.

Предположим, что при действии U произошел сбой (фиг.2м). Содержимое соответствующей ячейки блока 9 увеличивается на 1, т.е. q равно нулю.

Следовательно, последовательная подача на контролируемый электронный блок напряжений U и U, теперь запрещена.

Если в какой-либо момент времени после подачи кода N генератор 1 снова вырабатывает код N, (момент t ), то при считывании ячейки (N<, N ) разряд r 0, и блок 8 управления выдает нулевой уровень сигнала Z1 (фиг.2и).

Сигнал с девятого выхода блока 8 устанавливает триггеры 18 и 19 в еди.ничное состояние. Одновременно фиксируется высокий уровень сигнала Z2.

По нулевому уровню сигнала Z1 ключ

16 подключает к своему выходу вход генератора 15 импульсов. Сигналы генератора 15 следуют с большей

?0

?5

40 частотой, чем импульсы генератор=.. 1. Кроме того, ключ 17 подключает выход переноса сумматора 5 к счетному входу триггера 18. Теперь блок 8 обеспечивает приращение кода в сумматоре и запрещает изменение кода в счетчике 6. Для этого коммутатор 2 подключает к входу сумматора 5 выход регистра 4 приращения адреса. Начинается просмотр ячеек блока 9 памяти.

На фиг.2 показан случай, когда для . кода И + И комбинация (И<+аИ, N ) разрешена. Тогда при .считывании r. =1

"P (фиг.2л) и сигнал 22 блока 8 задним фронтом запускает генератор 12. Одновременно ключ 16 опять подключает генератор 1 к входу сумматора 5.

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

Режим начинается (фиг.За) 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 последо( вательность кодов, позволяющая последовательно считывать одну ячейку блока 9 за другой. Для этого сигнал на втором выходе блока 8 управления подключает выход коммутатора 2 к регистру 4 приращения адреса.

По,сигналу Х2 (фиг.Зв) происходит последовательное увеличение адресного. кода в сумматоре 5. При этом сигнал на третьем выходе блока 8 управления блокирует перепись кода из сумматора.5 в счетчик 6. В третьем режиме состояние счетчика 6 изменяется . по сигналам переноса на выходе переноса сумматора 5 в моменты когда в нем происходит переполнение.

По сигналам Х1 (фиг.Зб) блок 8 управления вырабатывает управляющий сигнал "Чтение" (фиг. Зж) для блока

9 памяти, в результате чего на его выходе появляется код числа q в соответствующей ячейке памяти. Этот код поступает на вход 10 блока регистрации.

9 1330590 10

Сигнал Вывод" на четвертом выходе блока 8 управления (фиг.Зз) показывает, что считываемый иэ блока 9 памяти код установился.

Таким образом последовательно счи тывается весь объем памяти блока 9, хранящий результаты испытания электронного блока. Последовательность поступления кодов в блок 10 регистра ции синхронизирована с порядком изменения адресов при считывании иэ блока 9 памяти, что позволяет построить. в блоке регистрации двумерную область работоспособности электронНого блока в координатах -U;, U>

1,К, где К вЂ” читало дискрет ных" уровней напряжения питания блока.

Формула изобретения

Устройство для контроля области работоспособности электронных блоко содержащее генератор линейно изменяющегося напряжения, блок анализа, вход которого соединен с выходом блока для подключения объекта контроля, блок памяти, генератор псевдослучайных кодов, регистр напряжения, регистр приращения 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, третий вход — с первым выходом генератора псевдослучайных кодов, а уп равляющий вход — с вторым выходом блока управления, .информационный вход сумматора соединен с выходом коммутатора и вторым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, пергый выход которого соединен с входОм блока подключения объекта контроля, информационный вход перого счетчика соединен с выходом сумматора, третьим 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, 5

?0

55 первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и установочным входом сумматора, а первый выход— с вторым адресным входом блока памяти, информационный вход второго счетчика соединен с первым выходом блока памяти и информационным входом блока регистрации, управляющий вход — с четвертым выходом блока управления . и управляющим входом блока регистрации, счетный вход — с пятым выходом 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 четвертым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, второй выход которого соединен с вторым входом блока управления, о т л и ч а ю.щ ее с я тем, что,с целью повышения быстродействия и обеспечения неразрушающего контроля, в него введены генератор импульсов, первый и второй ключи, первый и второй триггеры, причем выход генератора импульсов подключен к входу генератора псевдослучайных кодов и первому входупервого ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора псевдослучайных кодов, управляющий вход — с восьмым выходом блока управления и управляющим входом второго ключа, а выходс третьим входом блока управления и пятым входом генератора линейно изменяющегося напряжения, вход второго ключа соединен с выходом переноса сумматора, первый выход — со счетным входом первого триггера, а второй выход — со счетным входом первого счетчика и выходом первого триггера, выход переноса первого счетчика соединен со счетным входом второго триггера, выход которого подключен к четвертому входу блока управления, а установочные Входы первого и второго триггеров соединены с девятым выхоl дом блока управления, десятый выход которого подключен к управляющему входу сумматора, а одиннадцатый выход — к шестому входу генератора линейно изменяющегося напряжения, второй выход блока памяти соединен с пятым входом блока управления.

Ьых д

Z2

Триггер

Z1

Cvemau

Vmew дылд

+j

Лу/7ись

%mr

ФиР

Составитель В.Савинов

Корректор М,Шароши

Редактор А.Лежнина Техред B.Êàäàð

Заказ 3579/48 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4