Многофункциональное автоматизированное рабочее место тестирования радиоэлектронной аппаратуры
MULTIFUNCTIONAL AUTOMATED WORKSTATION FOR TESTING RADIOELECTRONIC EQUIPMENT

Изобретение относится к средствам автоматизации проведения тестирования радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для использования на предприятиях, производящих и эксплуатирующих радиоэлектронную аппаратуру, при проведении исследовательских, предварительных, квалификационных и приемо-сдаточных испытаний радиоэлектронной аппаратуры.
Известен автоматизированный комплекс контроля и диагностики радиоэлектронной аппаратуры сложных объектов, описанный в (RU 2257604 С2, МПК G05B 23/02, Н04В 17/00, опубл. 27.07.2005), содержащий коммутатор, управляющий компьютер, объект контроля, блок сопряжения, блок формирования тестов, логический анализатор, сигнатурный анализатор, блок цифровых осциллографов, блок программируемых источников электропитания, блок программируемых генераторов сигналов специальной формы, блок синхронизации, блок формирования высокочастотных сигналов, блок измерения параметров высокочастотных сигналов и локальную магистраль обмена данными.
К недостаткам известного комплекса, ограничивающих его область применения, следует отнести следующие:
• известное устройство не позволяет в одном тестовом наборе одновременно проводит как спектрального анализа сигналов, так и частотный анализ цепей радиоэлектронной аппаратуры;
• отсутствие возможности регистрации радиоэлектронной аппаратуры, что не позволяет отслеживать перемещение радиоэлектронной аппаратуры по этапам тестирования;
• отсутствие возможности формирования электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры, что не обеспечивает оперативное документирование и обновление характеристик и параметров радиоэлектронной аппаратуры непосредственно в процессе тестирования с привязкой результатов тестирования к конкретному экземпляру радиоэлектронной аппаратуры.
Известен автоматизированный ремонтный стенд, описанный в (RU 2421787 С2, МПК G06F 11/22, G05B 23/02, опубл. 20.06.2011), содержащий управляющую ЭВМ, аппаратную часть, в состав которой входят интеллектуальный контроллер, шина USB, 32-разрядный процессор на кристалле, оперативное запоминающее устройство, арбитр шины, адресный порт и порт ввода-вывода, внутреннюю локальную шину, цифровые устройства ввода-вывода, аналоговый генератор, выполненный в виде синтезаторов гармонических и импульсных сигналов, логический анализатор, блок правления реле, встроенные независимый блока питания с цифровым управлением, цифровой осциллограф и блок внешних разъемов для подключения испытуемого устройства.
Данный стенд обладает рядом недостатков, ограничивающих его область применения, а именно:
• известное устройство не позволяет в одном тестовом наборе проводит спектральный и частотный анализы радиоэлектронной аппаратуры, что ограничивает возможности известного устройства по проведению тестирования конкретного экземпляра радиоэлектронной аппаратуры;
• отсутствие возможности регистрации радиоэлектронной аппаратуры.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является автоматизированное рабочее место тестирования радиоэлектронной аппаратуры, описанное в (RU 171134 U1, МПК G05B 23/02, опубл. 26.12.2018), содержащее управляющий компьютер, соединенный с модулем сопряжения с шиной данных и синхронизации, соединенным с единой шиной данных и синхронизации, коммутатор, блок цифрового ввода-вывода, блок сбора данных, блок генераторов произвольных сигналов, блок цифровых осциллографов, блок мультиметров и блок программируемых источников питания, соединенных между собой единой шиной данных и синхронизации, при этом соответствующие сигнальные входы и выходы блока цифрового ввода-вывода, блока сбора данных, блока генераторов произвольных сигналов, блока цифровых осциллографов, блока мультиметров и блока программируемых источников соответственно подключены к соответствующим строкам коммутатора, столбцы которого соединены с соответствующими входами и выходами радиоэлектронной аппаратуры, при этом в памяти управляющего компьютера установлен набор программ управления упомянутым автоматизированным рабочим местом.
Данное автоматизированное рабочее место обладает рядом недостатков, ограничивающих его область применения, а именно:
• известное устройство не позволяет в одном тестовом наборе проводит спектральный и частотный анализы радиоэлектронной аппаратуры;
• отсутствие возможности регистрации радиоэлектронной аппаратуры.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании многофункционального автоматизированного рабочего места тестирования радиоэлектронной аппаратуры.
Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей автоматизированного рабочего места тестирования радиоэлектронной аппаратуры, а именно обеспечение возможности формирования электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры, являющейся объектом тестирования, регистрации поступления радиоэлектронной аппаратуры на автоматизированное рабочее место и оперативного обновления сформированного электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры посредством централизованного сбора данных, полученных при проведении испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры.
Указанная задача решается тем, что в многофункциональном автоматизированном рабочем месте тестирования радиоэлектронной аппаратуры, содержащим управляющий компьютер 2, соединенный с модулем 4 сопряжения с шиной данных и синхронизации, соединенным с единой шиной 15 данных и синхронизации, коммутатор 13, блок 5 цифрового ввода-вывода, блок 6 сбора данных, блок 7 генераторов произвольных сигналов, блок 8 цифровых осциллографов, блок 9 мультиметров и блок 10 программируемых источников питания, соединенных между собой единой шиной 15 данных и синхронизации, при этом соответствующие сигнальные входы и выходы блока 5 цифрового ввода-вывода, блока 6 сбора данных, блока 7 генераторов произвольных сигналов, блока 8 цифровых осциллографов, блока 9 мультиметров и блока 10 программируемых источников соответственно подключены к соответствующим строкам коммутатора 13, столбцы которого соединены с соответствующими входами и выходами радиоэлектронной аппаратуры, при этом в памяти управляющего компьютера 2 установлен набор программ управления упомянутым автоматизированным рабочим местом, согласно изобретению радиоэлектронная аппаратура, являющаяся объектом 14 тестирования, снабжена идентификационным номером, дополнительно содержит блок 11 анализатора спектра сигналов радиоэлектронной аппаратуры, блок 12 векторного анализатора цепей радиоэлектронной аппаратуры и считыватель 3 идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры, подключенный к управляющему компьютеру 2, снабженному экраном и накопителем 1, сконфигурированным для хранения оперативно обновляемого электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры, считанного и паспортных идентификационных номеров радиоэлектронной аппаратуры, паспортных значений характеристик и параметров радиоэлектронной аппаратуры, и значений характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры, при этом соответствующие сигнальные входы и выходы блока 11 анализатора спектра сигналов радиоэлектронной аппаратуры и блока 12 векторного анализатора цепей радиоэлектронной аппаратуры, соединенных с единой шиной 15 данных и синхронизации, соответственно подключены к соответствующим строкам коммутатора 13, причем в памяти управляющего компьютера 2 установлен набор программ управления упомянутым автоматизированным рабочим местом, обеспечивающих формирование оперативно обновляемого электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры, запись на упомянутый накопитель 1 считанного идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры при регистрации ее поступления на упомянутое автоматизированное рабочее место, проверку соответствия считанного идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры с ее паспортными идентификационными номерами, в зависимости от результатов данной проверки формирование перечня испытательных процедур на текущем этапе испытаний объекта 14 тестирования, проведение испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры в соответствии со сформированным перечнем испытательных процедур, запись на упомянутый накопитель 1 значений характеристик и параметров объекта 14 испытаний, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры, и просмотр содержимого упомянутого накопителя 1 на экране управляющего компьютера 2.
В частном варианте реализации заявленного технического решения упомянутый накопитель 1 выполнен в виде массива жестких магнитных дисков.
В частном варианте реализации заявленного технического решения считыватель 3 идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры выполнен оптическим.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема многофункционального автоматизированного рабочего места тестирования радиоэлектронной аппаратуры
Многофункциональное автоматизированное рабочее место тестирования радиоэлектронной аппаратуры содержит управляющий компьютер 2, снабженный экраном и накопителем 1, считыватель 3 идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры, модуль 4 сопряжения с шиной данных и синхронизации, блок 5 цифрового ввода-вывода, блок 6 сбора данных, блок 7 генераторов произвольных сигналов, блок 8 цифровых осциллографов, блок 9 мультиметров, блок 10 программируемых источников питания, блок 11 анализатора спектра сигналов радиоэлектронной аппаратуры, блок 12 векторного анализатора цепей радиоэлектронной аппаратуры и коммутатор 13.
Радиоэлектронная аппаратура, являющаяся объектом 14 тестирования, снабжена идентификационным номером.
Считыватель 3 идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры подключен к управляющему компьютеру 2, снабженному экраном и накопителем 1.
В частном варианте реализации заявленного технического решения считыватель 3 идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры выполнен оптическим, например, на базе Voyager ХР 1470g (Honeywell, США).
Накопитель 1 сконфигурирован для хранения оперативно обновляемого электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры, считанного и паспортных идентификационных номеров радиоэлектронной аппаратуры, паспортных значений характеристик и параметров радиоэлектронной аппаратуры, и значений характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры.
В частном варианте реализации заявленного технического решения упомянутый накопитель 1 выполнен в виде массива жестких магнитных дисков.
Управляющий компьютер 2 соединен с модулем 4 сопряжения с шиной данных и синхронизации.
Модуль 4 сопряжения с шиной данных и синхронизации, блок 5 цифрового ввода-вывода, блок 6 сбора данных, блок 7 генераторов произвольных сигналов, блок 8 цифровых осциллографов, блок 9 мультиметров, блок 10 программируемых источников питания, блок 11 анализатора спектра сигналов радиоэлектронной аппаратуры, блок 12 векторного анализатора цепей радиоэлектронной аппаратуры и коммутатор 13 соединены между собой единой шиной 15 данных и синхронизации.
При этом соответствующие сигнальные входы и выходы блока 5 цифрового ввода-вывода, блока 6 сбора данных, блока 7 генераторов произвольных сигналов, блока 8 цифровых осциллографов, блока 9 мультиметров, блока 10 программируемых источников, блока 11 анализатора спектра сигналов радиоэлектронной аппаратуры и блока 12 векторного анализатора цепей радиоэлектронной аппаратуры соответственно подключены к соответствующим строкам коммутатора 13, столбцы которого соединены с соответствующими входами и выходами радиоэлектронной аппаратуры, которые являются его контрольными точками.
Модуль 4 сопряжения с шиной данных и синхронизации, выполненный на базе модуля дистанционного управления NI PXI-8360, предназначен для взаимодействия между управляющим компьютером 2, коммутатором 13 и упомянутыми блоками 5-12 посредством единой шины 15 данных и синхронизации в соответствие с нормативными документами PXI - 1 HardwareSpecification. Revision 2.3 и PXI - 2 Software Specification.Revision 2.5 (PXI Systems Alliance, США).
Блок 5 цифрового ввода-вывода выполнен на базе высокоскоростного модуля цифрового ввода-вывода NI PXI-6535.
Блок 6 сбора данных, выполненный на базе многофункционального устройства сбора данных с одновременной оцифровкой NI PXI-6120, предназначен для централизованного сбора значений характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры.
Блок 7 генераторов произвольных сигналов, выполненный на базе генератора сигналов NI PXI-5421, предназначен для генерирования заданных сигналов произвольной формы и стандартных сигналов, включая синусоидальные, пилообразные, прямоугольные и треугольные сигналы.
Блок 8 цифровых осциллографов выполнен на базе осциллографа NI PXI-5122.
Блок 9 мультиметров выполнен на базе цифрового мультиметра NI PXI-4065.
Блок 10 программируемых источников питания выполнен на базе программируемого источника питания NI PXI-4110.
Блок 11 анализатора спектра сигналов радиоэлектронной аппаратуры, выполненный на базе векторного анализатора сигнала NI PXI-5660, предназначен для высокопроизводительного сбора и измерения ВЧ сигналов контрольных точек объекта 14 тестирования.
Блок 12 векторного анализатора цепей радиоэлектронной аппаратуры, выполненный на базе векторного анализатора цепей NI PXI-5630, предназначен для измерения значений комплексных коэффициентов отражения и передачи в контрольных точках объекта 14 тестирования.
Коммутатор 13 выполнен на базе матричного коммутатора NI PXI-2532.
Управляющий компьютер 2 выполнен на базе платформы LabVIEW (National Instruments, США).
При этом в памяти управляющего компьютера 2 установлен набор программ управления упомянутым автоматизированным рабочим местом, обеспечивающих:
1. формирование оперативно обновляемого электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры;
2. обеспечение доступа к содержимому упомянутого накопителя 1;
3. запись на упомянутый накопитель 1 считанного идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры при регистрации ее поступления на упомянутое автоматизированное рабочее место;
4. проверку соответствия считанного идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры с ее паспортными идентификационными номерами;
5. поиск паспортных значений характеристик и параметров радиоэлектронной аппаратуры по ее идентификационному номеру;
6. в зависимости от результатов данной проверки формирование перечня испытательных процедур на текущем этапе испытаний объекта 14 тестирования, в частности:
• создание и редактирование файлов конфигурации многофункционального автоматизированного рабочего места, определяющих состав упомянутых блоков 5-12;
7. проведение испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры в соответствии со сформированным перечнем испытательных процедур, в частности:
• создание и редактирование файлов маршрутов переключения коммутатора 13;
• создание, редактирование и выполнение тестовых последовательностей при испытании зарегистрированной цифровой, цифроаналоговой и аналого-цифровой радиоэлектронной аппаратуры;
• обработка измерительных или иных данных;
8. запись на упомянутый накопитель 1 значений характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры;
9. чтение с упомянутого накопителя 1 значений характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры;
10. просмотр содержимого оперативно обновляемого электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры, сохраненном на упомянутом накопителе 1, на экране управляющего компьютера 2 в соответствие с заданными настройками.
Оперативно обновляемый электронный формуляр радиоэлектронной аппаратуры представляет собой электронный конструкторский документ, сформированный по заданному шаблону в соответствии с требованиями ГОСТ 2.051-2013 и ГОСТ 2.610-2006.
Оперативно обновляемый электронный формуляр радиоэлектронной аппаратуры включает в себя:
• наименование объекта 14 тестирования;
• обозначение объекта 14 тестирования в формате «код организации разработчика - код классификационной характеристики - порядковый регистрационный номер»;
• юридический адрес предприятия-изготовителя объекта испытаний;
• паспортный идентификационный номер радиоэлектронной аппаратуры, присвоенный предприятием-изготовителем;
• считанный идентификационный номер радиоэлектронной аппаратуры, являющейся объектом 14 тестирования;
• дата изготовления объекта 14 тестирования;
• текущие дата и время поступления объекта 14 тестирования на многофункциональное автоматизированное рабочее место;
• текущий номер этапа испытаний объекта 14 тестирования;
• паспортные значения характеристик и параметров радиоэлектронной аппаратуры;
• значения характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры.
Заявленное техническое решение работает следующим образом.
Перед проведением испытаний объекта 14 тестирования посредством упомянутого считывателя 3 осуществляют считывание идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры.
Идентификационный номер радиоэлектронной аппаратуры в виде штрихового кода нанесен либо на поверхность объекта 14 тестирования, либо на индивидуальный антистатический пакет, в котором объект 14 тестирования поступает на заявленное многофункциональное автоматизированное рабочее место.
В частном варианте реализации по соответствующей команде управляющего компьютера 2 полученное изображение штрихового кода преобразуют в тестовую последовательность в соответствии с ГОСТ ISO/IEC 15420-2010.
По соответствующей команде управляющий компьютер 2 осуществляет запись на упомянутый накопитель 1 считанного идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры при регистрации ее поступления на упомянутое автоматизированное рабочее место.
Затем по соответствующей команде управляющий компьютер 2 осуществляет проверку соответствия считанного идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры с ее паспортными идентификационными номерами, записанными на упомянутый накопитель 1.
В случае, если считанный идентификационной номер радиоэлектронной аппаратуры не соответствует ни одному из паспортных идентификационных номеров, записанных на упомянутый накопитель 1, то объект 14 тестирования считается поступившим на испытания впервые, а текущим номером этапа испытания объекта 14 тестирования является единица; при этом на экран управляющего компьютера 2 выводится соответствующее сообщение оператору.
В случае, если считанный идентификационной номер радиоэлектронной аппаратуры соответствует одному из паспортных идентификационных номеров, записанных на упомянутый накопитель 1, то объект 14 тестирования считается поступившим на испытания повторно, а текущий номер этапа испытания объекта 14 тестирования начинается с двух; при этом на экран управляющего компьютера 2 выводится соответствующее сообщение оператору.
По соответствующей команде управляющий компьютер 2 записывает в упомянутый накопитель 1 текущий номер этапа испытаний объекта 14 тестирования, а также текущие дату и время его поступления на многофункциональное автоматизированное рабочее место в формате год-месяц-дата-часы-минуты (пример записи: 1985-04-12-Т10-15, формат записи соответствует требованиям ГОСТ Р 7.0.64-2018). Тем самым осуществляют регистрацию поступления радиоэлектронной аппаратуры на многофункциональное рабочее место.
В случае, если текущим номером этапа испытания объекта 14 тестирования является единица, то по соответствующей команде управляющий компьютер 2 формирует оперативно обновляемый электронный формуляр радиоэлектронной аппаратуры и записывает его в упомянутый накопитель 1. При этом в оперативно обновляемый электронный формуляр радиоэлектронной аппаратуры на упомянутом накопителе 1 заносят следующее:
• наименование объекта 14 тестирования;
• обозначение объекта 14 тестирования в формате «код организации разработчика - код классификационной характеристики - порядковый регистрационный номер»;
• юридический адрес предприятия-изготовителя объекта испытаний;
• паспортный идентификационный номер радиоэлектронной аппаратуры, присвоенный предприятием-изготовителем;
• считанный идентификационный номер радиоэлектронной аппаратуры, являющейся объектом 14 тестирования;
• дата изготовления объекта 14 тестирования;
• текущий номер этапа испытаний объекта 14 тестирования;
• текущие дата и время поступления объекта 14 тестирования на многофункциональное автоматизированное рабочее место;
• паспортные значения характеристик и параметров радиоэлектронной аппаратуры.
Затем в зависимости от результатов проверки соответствия считанного идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры с ее паспортными идентификационными номерами по соответствующей команде управляющий компьютер 2 формирует перечень испытательных процедур, которые необходимо провести на текущем этапе испытаний объекта 14 тестирования.
После регистрации поступления радиоэлектронной аппаратуры на многофункциональное рабочее место в соответствии со сформированным перечнем испытательных процедур проводят испытания зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры.
По соответствующей команде управляющий компьютер 2 в память ОЗУ управляющего компьютера 2 (на чертеже не показана) переписывает массив данных тестовых воздействий. По команде «старт» управляющий компьютер 2 проводит инсталляцию файлов конфигурации многофункционального автоматизированного рабочего места и файлов маршрутов переключения коммутатора 13, проверку и запись режима работы упомянутых блоков 5-12 и коммутатора 13, входящих в состав многофункционального автоматизированного рабочего места. После выполнения инсталляции выше упомянутых файлов управляющий компьютер 2 проводит выборку данных тестовых последовательностей из памяти ОЗУ управляющего компьютера 2 (на чертеже не показана), их дешифрацию и вывод данных тестовых последовательностей на упомянутые блоки 7-12 в соответствие с инсталлированным файлом маршрутов переключения коммутатора 13 и считывание отклика от упомянутых блоков 7-12.
После отработки всего массива данных тестовых последовательностей управляющий компьютер 2 по единой шине 15 данных и синхронизации подает соответствующую команду, по которой блок 6 сбора данных осуществляет централизованный сбор значений характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры. Затем по соответствующей команде управляющий компьютер 2 проводит запись на упомянутый накопитель 1 сформированного модулем 4 сопряжения пакета данных, содержащего полученные характеристики и параметры объекта 14 тестирования.
При любом вмешательстве оператора посредством блока 5 цифрового ввода-вывода управляющий компьютер 2 формирует необходимую команду. После выполнения такой команды управляющий компьютер 2 продолжает выполнять набор программ, установленных в его памяти.
В случае, если текущим номером этапа испытания объекта 14 тестирования является единица, то посредством соответствующих команд управляющий компьютер 2 заносит в оперативно обновляемый электронный формуляр радиоэлектронной аппаратуры, сохраненном на упомянутом накопителе 1, все значения характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученные в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры.
В случае, если текущий номер этапа испытания объекта 14 тестирования начинается с двух, то посредством соответствующих команд управляющий компьютер 2 заносит в оперативно обновляемый электронный формуляр радиоэлектронной аппаратуры, сохраненном на упомянутом накопителе 1, только значения характеристик и параметров объекта 14 тестирования, полученные на текущем этапе испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратур, а также текущий номер этапа испытаний объекта 14 тестирования, текущие дата и время поступления объекта 14 тестирования на многофункциональное автоматизированное рабочее место.
Таким образом, заявленное многофункциональное автоматизированное рабочее место тестирования радиоэлектронной аппаратуры обеспечивает оперативное обновление сформированного электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры и проведение испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры, являющейся объектом 14 тестирования, что позволяет отслеживать перемещение объекта 14 тестирования по этапам испытаний, централизованно накапливать информацию о полученных характеристиках и параметрах объекта 14 тестирования.