СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ДИАГНОСТИКИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
METHOD FOR AUTOMATIC PERFORMANCE MONITORING AND DIAGNOSING FAULTS IN COMMUNICATION ELECTRONIC EQUIPMENT

Заявленное техническое решение относится к области технической диагностики, в частности к способам контроля работоспособности и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).
Известны способы контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА, включающие подачу на входы контролируемой РЭА последовательности комбинаций тестовых электрических сигналов с заданными параметрами (эквивалентными реальным параметрам входных сигналов при штатной работе данной РЭА в составе изделия), измерение параметров электрических сигналов отклика с выходов РЭА, сравнение измеренных параметров сигналов отклика с эталонными значениями параметров сигналов отклика для исправного состояния РЭА, выявление несовпадений измеренных параметров сигналов отклика с эталонными значениями сигналов отклика на отдельных выходах РЭА, квалификацию факта неисправности РЭА по результатам указанных несовпадений значений измеренных и эталонных значений параметров сигналов отклика, подключение контрольных щупов к промежуточным точкам электрических цепей схемы РЭА (связанных с выходами цепей, по которым выявлены неисправности), повторение цикла подачи на входы РЭА комбинаций входных тестовых электрических сигналов, измерение параметров сигналов отклика в промежуточных точках схемы РЭА (на неисправных электрических цепях схемы РЭА), сравнение измеренных значений параметров сигналов отклика в промежуточных точках схемы РЭА (в местах подключения щупов) с эталонными значениями параметров этих же сигналов и локализацию мест неисправности РЭА по мере перемещения щупа по контрольным точкам неисправных цепей при продвижении от выхода к входу каждой диагностируемой электрической цепи схемы РЭА.
Примером известной реализации данного способа, принимаемого за ближайший аналог, является способ по патенту RU 2265236 (G05B 23/02, опубл. 27.11.2005, Бюл. №33).
Основным недостатком известного технического решения по патенту RU 2265236 является недостаточная достоверность контроля из-за ненадежного контакта объекта контроля, а также из-за ошибок использования переходных устройств при подключении объекта контроля.
Целью заявленного технического решения является:
1) исключение влияния человеческого фактора на надежность подключения объекта контроля;
2) повышение достоверности контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА за счет введения контроля качества подключения объектов контроля к каналам источников входных тестовых сигналов и к каналам измерителей параметров сигналов отклика;
3) повышение производительности контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА;
4) снижение требований к квалификации персонала.
Указанный технический эффект достигается тем, что объект контроля подключают к выходам программно-управляемых источников входных тестовых сигналов и входам измерителей параметров сигналов отклика, с помощью сменного адаптера. На сменном адаптере установлен идентификатор типа адаптера. Перед началом контроля на входы идентификатора подают с соответствующих выходов программно-управляемых источников входных тестовых сигналов комбинацию опросных сигналов, измеряют с помощью дополнительных каналов измерителей параметров сигналов отклика идентификационные сигналы и формируют на их основе идентификационный код, который передают с выходов соответствующих каналов измерителей параметров сигналов отклика в ЭВМ, сравнивают в ЭВМ полученный идентификационный код с кодом типа сменного адаптера, подлежащего использованию при контроле данного типа объекта контроля, вырабатывают в ЭВМ сообщение о достоверности типа и надежности подключения используемого сменного адаптера и о готовности системы для подключения объекта контроля и для проведения процесса контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА. В объект контроля дополнительно введен идентификатор объекта контроля. Для обеспечения контроля типа объекта контроля и надежности его подключения к сменному адаптеру перед началом контроля подают на входы идентификатора объекта контроля, с соответствующих выходов программно-управляемых источников входных тестовых сигналов комбинацию опросных сигналов, измеряют с помощью дополнительных каналов измерителей параметров сигналов отклика идентификационные сигналы и формируют на их основе идентификационный код объекта контроля, который передают с выходов соответствующих каналов измерителей параметров сигналов отклика в ЭВМ, идентифицируют с помощью ЭВМ подключенный объект контроля. По результатам идентификации в ЭВМ вырабатывается сообщение о типе подключенного объекта контроля и о надежности подключения объекта контроля к сменному адаптеру.
Структурная схема системы автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА, реализующей заявленный способ представлена на чертеже.
В состав системы автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА (см. чертеж) входит объект контроля 1 (например, в виде функционального узла РЭА на печатной плате), который через сменный адаптер 2 подключен к программно-управляемым источникам 3 входных тестовых сигналов (включая программно-управляемые источники электропитания) и к входам измерителей 4 параметров сигналов отклика. Входы программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов и выходы измерителей 4 параметров сигналов отклика подключены к соответствующим управляющим выходам и входам ЭВМ 5. На сменном адаптере 2 установлен идентификатор адаптера 6, входы которого подключены к выходам дополнительных каналов программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов, а выходы, которого подключены к входам дополнительных каналов измерителей 4 параметров сигналов отклика. В объект контроля 1 дополнительно введен идентификатор объекта контроля 7, входы которого через цепи сменного адаптера 2 подключены к дополнительным выходам программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов, а выходы, которого через соответствующие цепи сменного адаптера 2 подключены к входам дополнительных каналов измерителей 4 параметров сигналов отклика.
В память ЭВМ 5 предварительно заносятся значения идентификационных кодов сменных адаптеров 2 (по всей номенклатуре используемых адаптеров), а также идентификационные данные всех типов объектов контроля 1. При этом в программных модулях идентификации устанавливается связь между идентификационными кодами типов сменных адаптеров 2 и идентификационными кодами объектов контроля 1, для подключения которых предназначены соответствующие сменные адаптеры 2.
Перед началом процедуры контроля работоспособности и диагностики неисправностей тип объекта контроля 1 вводят в ЭВМ 5. По заданному типу объекта контроля 1 из базы данных ЭВМ 5 извлекается логически связанные между собой идентификационный код сменного адаптера 2 и идентификационный код заданного типа объекта контроля 1. Сменный адаптер устанавливают и подключают к источникам 3 входных тестовых сигналов и измерителям 4 параметров сигналов отклика. В сменный адаптер 2 устанавливают и подключают объект контроля 1. Для проверки надежности подключения сменного адаптера 2 к источникам 3 входных тестовых сигналов и измерителям 4 параметров сигналов отклика на входы идентификатора адаптера 6 подают с соответствующих выходов программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов комбинацию опросных сигналов, измеряют с помощью дополнительных каналов измерителей параметров 4 сигналов отклика идентификационные сигналы, и формируют на их основе идентификационный код. Сформированный идентификационный код передают с выходов соответствующих каналов измерителей параметров 4 сигналов отклика в ЭВМ 5, полученный идентификационный код сравнивается в ЭВМ 5 с кодом типа сменного адаптера 2, подлежащего использованию при контроле данного типа объекта контроля 1. По результатам сравнения в ЭВМ 5 вырабатывается сообщение о достоверности типа и надежности подключения используемого сменного адаптера 2 и о готовности системы для подключения объекта контроля 1 и для проведения процесса контроля работоспособности и диагностики неисправностей.
Для обеспечения контроля типа объекта контроля 1 и надежности его подключения к сменному адаптеру 2 (при наличии в объекте контроля 1 идентификатора объекта контроля 7), на входы идентификатора объекта контроля 7 подают с соответствующих выходов программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов комбинацию опросных сигналов, измеряют с помощью дополнительных каналов измерителей параметров 4 сигналов отклика идентификационные сигналы, и формируют на их основе идентификационный код объекта контроля 1. Сформированный идентификационный код передают с выходов соответствующих каналов измерителей параметров 4 сигналов отклика в ЭВМ 5. Полученный идентификационный код сравнивается в ЭВМ 5 с кодом объекта контроля, подлежащего контролю. По результатам сравнения в ЭВМ 5 вырабатывается сообщение о типе подключенного объекта контроля 1 и о надежности подключения объекта контроля 1 к сменному адаптеру 2.
При положительных результатах идентификации сменного адаптера 2 и объекта контроля 1 система готова к процедуре контроля и гарантирует достоверность контроля объекта. Автоматизированная процедура идентификации типа и качества подключения сменного адаптера 2, а также идентификации типа и качества подключения объекта контроля 1 исключает потери времени на повторение процедуры контроля и диагностики объекта контроля 1 из-за неправильного использования сменных адаптеров 2 и из-за некачественного подключения. При этом также исключается возможность ложной забраковки исправных объектов контроля (что может иметь место в случае использования способа - аналога). Операции контроля работоспособности объекта контроля 1 (изделия РЭА) на основе подачи на входы объекта контроля 1 комбинаций входных тестовых сигналов и сравнения измеренных значений параметров электрических сигналов отклика с соответствующими эталонными значениями этих же параметров сигналов отклика, находящимися в памяти ЭВМ 5 выполняются в порядке, аналогичном способу - прототипу. При положительном результате контроля объект контроля 1 квалифицируется как исправный (аналогично способу - аналогу).
Несовпадение измеренных значений параметров сигналов отклика с выходов объекта контроля 1 и эталонных значений параметров этих же сигналов отклика из памяти ЭВМ 5 (для одних и тех же комбинаций входных тестовых сигналов и с учетом установленных допусков) является признаком неисправности объекта контроля 1. В памяти ЭВМ 5 фиксируют комбинации входных тестовых сигналов, по которым обнаружены факты отказов. После завершения проверки работоспособности объекта контроля 1 по всем комбинациям входных тестовых сигналов и фиксации всех обнаруженных неисправностей систему автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей переводят в режим диагностики неисправностей РЭА.
Диагностика неисправностей проводится путем подключения контрольных щупов системы к заданным по указанию от ЭВМ 5 промежуточным точкам электрических цепей объекта контроля 1. Процедура диагностики производится в соответствие с предварительно сформированными и занесенными в память ЭВМ 5 системы диагностическими тестами. После подключения щупа системы к заданным промежуточным точкам ЭВМ 5 запускает программу контроля неисправности данного участка электрической цепи. По командам от ЭВМ на входы объекта контроля повторно задается комбинация входных тестовых сигналов, по которой была выявлена неисправность данной электрической цепи при выполнении рассмотренной процедуры контроля РЭА. Производят измерения значений параметров сигналов отклика от контролируемого участка цепи и сравнение их с эталонными значениями этих параметров, находящихся в памяти ЭВМ 5 в составе диагностических тестов для данного типа изделия РЭА. Эту процедуру контроля последовательно повторяют для других промежуточных точек данной электрической цепи и для других неисправных электрических цепей. В результате последовательного обхода промежуточных точек каждой выявленной в процессе контроля неисправной электрической цепи данного объекта контроля 1 локализуют неисправные участки этих цепей с расположенными на этих участках неисправными электрорадиоэлементами или поврежденными проводниками.
В ЭВМ 5 установлено программное обеспечение, реализующее алгоритм работы системы в режимах контроля работоспособности и диагностики неисправностей объекта контроля 1, включающие программные модули идентификации сменных адаптеров 2 и объектов контроля 1. Контрольно-диагностические тесты формируются одним из известных способов (например, по патенту RU 2261471)
В качестве программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов могут быть использованы программно-управляемые источники электропитания, генераторы параллельных кодовых комбинаций сигналов, программно-управляемые генераторы импульсов, генераторы сигналов специальной формы, программируемые генераторы высокочастотных сигналов и другие программно-управляемые приборы, известные из уровня техники (аналогичные используемым в устройстве - аналоге) и обеспечивающие имитацию параметров реальных входных сигналов в соответствии с требованиями технических условий на данный тип объекта контроля 1.
В качестве измерителей параметров 4 сигналов отклика с выходов объекта контроля 1 (в зависимости от типа контролируемого изделия РЭА) могут использоваться известные из уровня техники логические анализаторы, цифровые осциллографы, анализаторы спектра и другие измерительные приборы (аналогичные используемым для этих целей при реализации устройства - аналога и удовлетворяющие по метрологическим и эксплуатационным характеристикам требованиям технических условий на данный тип контролируемого изделия).
В качестве ЭВМ 5 в составе системы могут использоваться типовые серийные персональные компьютеры, оснащенные необходимыми интерфейсами для подключения программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов, измерителей параметров 4 сигналов отклика, обладающие необходимым быстродействием и объемом памяти.
В качестве сменного адаптера 2 могут применяться однослойные, двухслойные или многослойные печатные платы, гибкие печатные платы и кабели, содержащие в себе соответствующие элементы подключения (разъемы, соединители, клеммы, монтажные отверстия и т.д.) для подключения к программно-управляемым источникам 3 входных тестовых сигналов, измерителям параметров 4 сигналов отклика и объекту контроля 1.
Идентификатор адаптера 6 и идентификатор объекта контроля 7 могут быть реализованы на основе любых цифровых микросхем, удовлетворяющих по техническим и эксплуатационным характеристикам требованиям совместимости с параметрами опросных сигналов от дополнительных выходов программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов и параметрам контроля сигналов отклика на дополнительных входах измерителей параметров 4 сигналов отклика
Таким образом, заявленный способ обеспечивает заявленный технический результат, а именно:
1) исключение влияния человеческого фактора на надежность подключения объекта контроля;
2) повышение достоверности контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА за счет введения контроля качества подключения объектов контроля к каналам источников входных тестовых сигналов и к каналам измерителей параметров сигналов отклика;
3) повышение производительности контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА;
4) снижение требований к квалификации персонала.