Устройство для контроля параметров
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.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (1 К ABTOPСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4618966/24 (22) 04.11.88 (46) 23.07.91. Бюл. М 27 {72) В.В.Федоренко и О.В.Глазко (53) 621.396 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N- 550664, кл. G 06 F 15/46, 1977. Алексеенко А.Г. Основы микросхемотехники. — М.: Сов. радио, 1977. Сикарев А.А„Лебедев О.Н. Микроэлектронные устройства формирования и обра-, ботки сложных сигналов. — M.: Радио и связь, 1983. Авторское свидетельство СССР N. 1275472, кл. G 06 F 15/46, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ (57) 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 иэделий за Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при создании систем автоматического контроля параметров сложных радиоэлектронных объектов. Цель изобретения — уменьшение временй контроля 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 „„SU „, 1665390 А1 счет измерения комплексного показателя, являющегося функцией от ряда параметров контролируемого изделия. В качестве тако- . го комплексного показателя предлагается испольэовать коэффициент взаимного различия (KBP) 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 квадраторов, двух интеграторов, сумматора, стробирующего и нормирующего блоков и элемента задержки. Измеренное значение KBP сравнивается с некоторым пороговым значением, при превышении которого делается вывода 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. сигнала, параметры которого имеют номи- 0 нальные значения, и контролируемого сигнала (с выхода объекта контроля). На фиг.1 изображена структурная схема (1 предлагаемого устройства; на фиг.2 — один Ф иэ вариантов выполнения устройства; на фиг.3 — функциональная схема блока вычисления отклонения и оценки параметров; на фиг,4 — алгоритм работы микропроцессора. Устройство для контроля параметров объекта 1 содержит задающий коммутатор 2, опрашивающий коммутатор.3, аналогоцифровой преобразователь 4, блок 5 вычис1665390 10 ления отклонения и оценки параметров, блок 6 вывода результата контроля, блок 7 стимулирующих сигналов, блок 8 управления, переключатель 9 сигналов, ключ 10, формирователь 11 эталонного сигнала, измеритель 12 коэффициента взаимного раз личия сигналов и элемент И 13. В состав задающего коммутатора 2 входят усилители 14.1-14лп и реле 15;1-15.m. 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 (на, пример, дешифратор кодов), цифровой ре гистр 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, зле; менты 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 S сигналов входят усилитель 48 и реле 49. Блок 6 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 микропрграммного 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 oneрандами, 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 этом 35 параметры эталонного сигнала имеют номи-. нальные 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 задержки. Выходы регистра 43 являются выходами адреса источника информации блока 8, выходы регистра 44 — выходами адреса приемника информации блока 8, выход регистра 45 — информационным выходом блока 8, выход регистра 46 — выходом номинального значения параметра блока, выход регистра 47 — выходом допуска блока 8. Один иэ вхо- довэлемента ИЛИ 29 является входом пуска блока 8, один из входов элемента ИЛИ 31— входом сброса блока 8, один из входов зле; . мента ИЛИ 30 — входом "Стоп" блока 8, выход усилителя 36 является выходом сброса блока программ. Устройство работает следующим образом. Сначала контролируют l — 1 параметров (из совокупности параметров, характеризующих техническое состояние радиоэлектронного объекта 1), не влияющих на значение коэффициента взаимного различия контролируемого и эталонного сигналов. При этом преобразуют в код контролируемый сигнал, сравнивают его с кодом номинального значения, вычисляя величину отклонения параметра, затем сравнивают полученный результат преобразования с кодом допустимого значения отклонения параметра, определяя оценку параметра ("в норме" или "не в норме"). После этого вместо оставшихся и-1 параметров, характеризующих качество выходного сигнала радиоэлектронного объекта 1, измеряют коэффициент взаимного различия контролируемого и эталонного, сигналов 9, являющийся комплексным параметром(показателем качества контролируемого сигнала). Результат измерения преобразуется в цифровую форму и сравнивается с кодом nopora (допустимого значения). При полном совпадении контролируемого сигнала с эталонным, что соответствует случаю равенства всех n-l параметров объекта контроля номинальным значениям, коэффициент g будет иметь максимальное значение. Если измеренное значение коэффициента g превышает установленное пороговое значение Qnopi то выносится решение, что все n l параметров находятся в пределах 1665390 ваемого параметра. При этом содержимое ди счетчика 40 меняется на единицу всякий раз эл допусков и контроль объекта 1 на этом заканчивается..В противном случае, если g 31 и усилитель 36 на сбросовые входы всех регистров и триггеров устройства, а также на сбросавый 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. 20 В исходном состоянии выход блока 7 стимулирующих сигналов отключен при помощи реле 15.1-15.m задающего коммутатора 2 от входов объекта 1 контроля, выходы которого также отключены при помощи ре- 25 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 30 преобразователя 4 подключен к выходу опрашивающего коммутатора 3 через нормально замкнутые контакты реле 49. Автоматический цикл контроля начинается подачей от кнопки 27 сигнала "Пуск", 35 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 40 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. 45 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- 50 ра 33 поступает импульс через элемент 35 задержки на вход постоянного запоминающего устройства 41 в качестве сигнала "Счи.тывание", а на вход усилителя 37- в качестве синхроимпульса. По сигналу "Считывание" 55 постоянное запоминающее устройство 41 выполняет с частотой генератора 33 считывание слов программы контроля рассматрипри поступлении на ега 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 тачку 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 АЛУ 55 микропроцессора 19 в качестве первого операнда. После получения сигнала "Конец преобразования" с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 микропроцессором 19 выдается в блок 20 кад, обеспечивающий формирование блоком 20 сигнала, по которому код, хранящийся в регистре 18, ввотся в качестве операнда через группу ементав И 22 и группу элементов ИЛИ 26 1665390 в АЛУ 55 микропроцессора 19, где вычисляется величина и знак отклонения параметра контролируемого сигнала от его номинального значения. Полученный код и знак отклонения мик- 5 ропроцессор t9 выдает на свой информацион, ный выход. Одновременно микропроцессор 19 выдает через управляющий выход в блок 19 код адреса регистра 21, куда заносятся пол ученные код и знак отклонения. 10 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 15 , 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 мик ропроцессор .19 выдает в блок 20 код, по 20, которому содержимое регистра 21 через элементы И 25 и ИЛИ 26 вводят в качестве второго операнда в АЛУ 55 микропроцессо ра 19, где происходит сравнение величины отклонения параметра контролируемого 25 сигнала от номинального значения с допуском на отклонение параметра. Результат сравнения выводят через информационный выход микропроцессора 19 в регистр 50 блока 6 вывода результата кон- 30 троля. 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 35 результата контроля (описан режим контро-. ля 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- 40 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 45 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 второмукодублок20обеспечивает 50 выдачу сигнала "Пуск", который поступает на вход элемента ИЛИ 29 и далее на установочный вход триггера 32, процедура контроля второго и последующих параметров протекает аналогично, После контроля 1-1 55 параметров появится сигнал на I-м выходе из второй группы управляющих выходов блока 8 программ. Этот управляющий сиг. нал, поступая через усилитель 48 на реле 49, обеспечивает в переключателе 9 сигналов Ю коммутацию первого сигнального входа с вторым сигнальным выходом. Кроме того, сигнал с 1-ro 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 различия сигналов с выхода опрашивающего коммутатора 3 через переключатель 9 поступает контролируемый сигнал z(t), а на второй сигнальный вход измерителя 12 с выхода формирователя 11 подается эталонный 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 перемножителя 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 поступают 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 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 вход которого в момент времени t-T с одного из выходов элемента 67 задержки поступает стробирующий импульс. Затем с второго выхода элемента 67 задержки поступает импульс на управляющие входы интеграторов 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 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 присутствовать напряжение, представляющее собой результат измерения коэффициента взаимного различия сигнала контролируемого обьекта и эталонного сигнала, описываемого следующим выражением: т т .—,, ((-, Jã„<+ð,(цн) (Я т„(цт,(tide) (1) где zK(t), zs(t) — функции времени, определяющие структуры соответственно контролируемого и эталонного сигналов; 1665390 55 (4) T3() — функция времени, сопряженная по Гильберту с гэ(е): P — мощность эталонного сигнала; Т вЂ” длительность элемента эталонного сигнала, Результат измерения коэффициента g c выхода измерителя 12 KBP сигналов через переключатель 9 поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразо. вателя. 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 9макс (номинальным значением„соответствующим случаю полного совпадения в частотновременной области контролируемого и эталонного сигналов), поступающим с регистра 46 блока 8. Затем разность hg=g В случае превышения результатом измерения KBP порогового значения (т.е. Л9 < upon ) 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 I-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 дальнейшего контроля обьекта 1. Принимается решение, что не подвергавшиеся контролю параметры с (1+1)-го по п-й, определяющие значение коэффициента взаимного различия (т.е. функцией от которых является выбранный 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. Лц> Л ддоп) на информационном выходе блока 5 вычисления отклонения и оценки параметров импульс положительной полярности будет отсутствовать и оставшиеся параметры обьекта 1 (с 1+1-ro по п-й) будут контролироваться последовательно в обычном порядке. Следует отметить. что математическая связь между коэффициентом взаимного 25 различия g и параметрами 8) 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 1 е. Z,H)=Q Ар„са5(Е и,t ig ); t E (О, Т), e=e, (2) где 1 — целые числа; Аф — амплитуда Ф-й гармонической составляющей контролируемого сигнала; 5 — начальная фаза (-й составляющей t контролируемого сигнала аь =2ж/Т Т вЂ” длительность сложного сигнала; и = tu — f 1+1 — число гармонических 1 1 составляющих сложного сигнала. По аналогии с (2) эталонный сигнал представляем в форме.
