УСТРОЙСТВО ПОЭЛЕМЕНТНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к средствам автоматизированного контроля и диагностики радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) сложных объектов, в состав которых входят сменные функциональные модули и узлы.
Известны устройства автоматизированного контроля радиоэлектронной аппаратуры, используемые для контроля качества радиоэлектронной аппаратуры по принципу "годен-негоден".
Известны устройства автоматизированного контроля радиоэлектронных изделий (авторское свидетельство СССР №1383306, патент на изобретение №2106677, патент RU №2150730, патент №2157559), содержащие источники стимулирующих воздействий (тестовых сигналов), устройства контроля сигналов отклика (измерители выходных параметров) и компьютер. Недостатком известных устройств контроля является их сложная реализация при ограниченных функциональных возможностях осуществления поиска неисправности до уровня дефектных элементов.
Наиболее близким аналогом является патент на изобретение №2257604 "Автоматизированный комплекс контроля и диагностики», включающий управляющий компьютер, соединенный по первому последовательному интерфейсу с блоком сопряжения, который по второму последовательному интерфейсу соединен с объектом диагностирования, при этом управляющий выход блока сопряжения подключен к управляющему входу объекта диагностирования.
Недостатками этого устройства являются избыточность структуры и сложность реализации контроля сменных функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры, отсутствие возможности осуществления точного диагностирования неисправности сменных функциональных узлов, недостаточная достоверность контроля аналоговых и импульсных схем.
Технический результат - повышение достоверности контроля аналоговых и импульсных схем.
Задача заключается в обеспечении более высокой точности диагностики неисправности за счет выявления дефектов до конкретного отказавшего активного элемента.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство содержит управляющий компьютер, соединенный двухсторонней связью с объектом диагностирования, а через второй последовательный интерфейс - с блоком сопряжения, при этом блок сопряжения своим выходом соединен с объектом диагностирования. Устройство дополнительно содержит щуп, включающий делитель напряжения, связанный своим входом с объектом диагностирования, а своим выходом - с блоком согласования, соединенным с аналого-цифровым преобразователем, связанным своим выходом с микроконтроллером логического сигнатурного анализа и формирования цифровых осциллограмм, выходами соединенным с индикаторами состояния контрольной точки и делителем напряжения, а входом - с кнопкой фиксации состояния контрольной точки, причем через первый последовательный интерфейс микроконтроллер соединен с управляющим компьютером.
На фиг. 1 изображена структура устройства поэлементного диагностирования (СПД), где:
1 - корпус устройства поэлементного диагностирования;
2 - компьютер управляющий;
3 - второй последовательный интерфейс;
4 - блок сопряжения;
5 - объект диагностирования;
6 - щуп;
7 - делитель напряжения;
8 - блок согласования;
9 - аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);
10 - микроконтроллер логического сигнатурного анализа и формирования цифровых осциллограмм;
11 - кнопка фиксации состояния «контрольной точки»;
12 - светодиодный индикатор состояния «контрольной точки»;
13 - первый последовательный интерфейс.
Устройство поэлементного диагностирования содержит размещенные в корпусе 1 управляющий компьютер 2, первый последовательный интерфейс 13, второй последовательный интерфейс 3, блок сопряжения 4, щуп 6, делитель напряжения 7, блок согласования 8, аналого-цифровой преобразователь 9, микроконтроллер 10, кнопку фиксации 11, индикаторы 12.
Компьютер управляющий 2 предназначен для управления динамическим режимом стимулирующих тестов, реализует сравнение сигнатур в «контрольных точках» с эталонными сигнатурами и обеспечивает продвижение поиска неисправностей.
Компьютер управляющий 2 соединен двухсторонней связью с объектом диагностирования 5, а через второй последовательный интерфейс 3 с блоком сопряжения 4, при этом блок сопряжения 4 своим выходом соединен с объектом диагностирования 5, а объект диагностирования 5 выходом соединен с делителем напряжения 7, причем через первый последовательный интерфейс 13 управляющий компьютер 2 соединен с микроконтроллером 10.
Щуп 6 предназначен для съема электрических сигналов в «контрольной точке» и выполнен в виде платы (не показана) с электронными элементами, заключенной в металлический корпус (не показан). На корпус устройства 1 выведены кнопка 11 и светодиодный индикатор 12.
Щуп 6 содержит делитель напряжения 7, связанный своим выходом с блоком согласования 8, соединенным с аналого-цифровым преобразователем 9, связанным своим выходом с микроконтроллером логического сигнатурного анализа и формирования цифровых осциллограмм 10, выходами соединенным со светодиодным индикатором состояния контрольной точки 12 и делителем напряжения 7, а входом - с кнопкой фиксации состояния контрольной точки 11.
Блок сопряжения 4 предназначен для раскодирования команд, подаваемых из компьютера управляющего 2 по второму последовательному интерфейсу 3, передачи их в объект диагностирования 5 и выполнен в виде платы с электронными элементами.
Делитель напряжения 7 предназначен для ограничения уровня напряжения объекта диагностирования 5 и приведения его к электрическому диапазону цифровых логических уровней, выполнен в виде двух последовательно-соединенных резисторов (не показаны).
Блок согласования 8 служит для согласования волнового сопротивления, гальванической развязки и усиления электрических сигналов с объекта диагностирования 5, содержит согласующие резисторы, линейный оптрон световой гальванической развязки и микросхемы операционного усилителя.
Аналогово-цифровой преобразователь 9 предназначен для преобразования аналогового электрического сигнала в цифровой код и выполнен в виде микросхемы, обеспечивающей выходную последовательность 12-разрядных цифровых кодов для дальнейшей обработки считанного с «контрольной точки» сигнала.
Микроконтроллер 10 обеспечивает логический сигнатурный анализ последовательности 12-ти разрядных кодов, формирует цифровые осциллограммы и выполнен в виде компактной микросхемы, управляемой программным обеспечением.
Кнопка 11 служит для фиксации состояния «контрольной точки».
Светодиодный индикатор 12 служит для отображения состояния «контрольной точки». Устройство работает следующим образом:
После включения устройства поэлементного диагностирования производится автоматический запуск программного обеспечения на компьютере управляющем 1. Управляющий компьютер 1 проводит проверку работоспособности и начальную инициализацию всех составных частей, и устанавливает соединение со щупом 6 по первому последовательному интерфейсу 13, ожидая поступления команды на диагностирование.
При получении команды на начало диагностирования щуп 6 соединяется с объектом диагностирования 5. Активизируется устройство поэлементного диагностирования. Щуп 6 устройства устанавливают в «контрольную точку» с обеспечением надежного контактирования (в щуп встроена швейная иголка, способная проткнуть лаковый слой в плате объекта диагностирования). Устройство поэлементного диагностирования предлагает первую «контрольную точку» диагностирования. Компьютер управляющий 2 запускает стимулирующий тест, и начинается поиск неисправностей по контрольным точкам. Считанные и обработанные щупом 6 сигналы через второй последовательный интерфейс 3 поступают на сравнение с эталонами в компьютер управляющий 2, который предлагает следующую «контрольную точку» диагностирования.
Светодиодный индикатор загорается «зеленым цветом», если считанный сигнал совпадает с эталонным, или загорается «красным цветом», если считанный сигнал не совпадает с эталонным.
После устойчивого индицирования любого из цветов светодиодного индикатора, нажимают кнопку фиксации состоянии «контрольной точки». Если зафиксирован «зеленый цвет» (сигнал «контрольной точки» совпал с «эталонным»), то устройство поэлементного диагностирования выберет первую ветвь графа из файла поиска неисправностей и процесс диагностирования продолжается по первой ветви, так как сравнение «истинно».
Если зафиксирован «красный цвет» (сигнал «контрольной точки» не совпал с «эталонным»), то устройство поэлементного диагностирования выберет вторую ветвь графа из файла поиска неисправностей и процесс диагностирования продолжается по второй ветви, так как сравнение «ложно».
При выборе устройством новой «контрольной точки» процесс диагностирования повторяется до конечной вершины графа, в которой согласно файлу поиска неисправностей указан искомый дефект комплектующих и их связей или рекомендации по локализации этого дефекта.
Для каждого объекта диагностирования необходимы файлы программного обеспечения поэлементного диагностирования поиска неисправностей.
Эталонные сигналы каждой «контрольной точки» предварительно считываются устройством поэлементного диагностирования с отлаженного объекта диагностирования.
Файл поиска неисправностей разрабатывается автономно и представляет собой запрограммированный «граф», вершины которого определяют процесс считывания сигнала в «контрольной точке» а две ветви графа, выходящие из вершины, определяют путь диагностирования в результате сравнения считанного значения сигнала в «контрольной точке» с «эталонным». Процесс диагностирования продолжается по первой ветви, если сравнение «истинно», или по второй ветви, если сравнение «ложно». Таким образом, определяется следующая «контрольная точка» диагностируемого объекта до поиска неисправности. Устройство поэлементного диагностирования функционирует в следующих режимах:
Режим разработки файла тестов из алгоритма диагностирования -«дерева поиска неисправностей» с локализованными «контрольными точками».
Режим съема эталонных сигнатур с помощью щупа в «контрольных точках» «дерева поиска неисправностей».
Режим диагностирования модуля радиоэлектронной аппаратуры посредством сравнения сигнала в «контрольной точке» с эталонной сигнатурой и с обеспечением возможности поиска неисправностей до уровня дефектов комплектующих и их связей.
Режим диагностирования модуля радиоэлектронной аппаратуры посредством инженерного анализа сигнала в контрольной точке с различных формах представления (логический уровень, усредненная величина напряжения, осциллограмма, временные характеристики сигнала - частота и период, расчетные значения нестабильности).
Таким образом, введение щупа в устройство поэлементного диагностирования позволило обеспечить создание на основе заявленной СПД компактных автоматизированных рабочих мест по контролю и ремонту сменных функциональных модулей и узлов радиоэлектронной аппаратуры с глубиной выявленных дефектов до конкретного отказавшегося активного элемента.
Устройство поэлементного диагностирования используется для диагностирования и ремонта сложных объектов в процессе изготовления и эксплуатации.