СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ДИАГНОСТКИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
SYSTEM OF AUTOMATIC OPERABILITY CONTROL AND FAULT DIAGNOSTICS OF ELECTRONICS

Изобретение относится к области измерительной техники и технической диагностики, в частности к устройствам контроля работоспособности и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).
Из уровня техники известны технические устройства контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА, основанные на применении средств цифровой вычислительной техники, цифровых измерительных приборов, программно-управляемых источников тестовых воздействий и реализующие автоматизированные способы контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА. Ближайшим аналогом по отношению к заявленному техническому решению являются устройство по патенту RU 2222865 (опубл. 27.01.2004 г., Бюл. №3).
Известное устройство по патенту RU 2222865 содержит в своем составе объект контроля, комплект программно-управляемых источников входных тестовых сигналов, комплект измерителей параметров сигналов отклика, ЭВМ. К управляющим выходам ЭВМ подключены кодовые входы программно-управляемых источников входных тестовых сигналов, а к кодовым входам, ЭВМ подключены кодовые выходы измерителей параметров сигналов отклика.
Основной недостаток устройства-аналога - 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 оценки 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 в систему, содержащую объект контроля, комплект программно-управляемых источников входных тестовых сигналов, комплект измерителей параметров сигналов отклика, ЭВМ, введен сменный адаптер, с помощью которого выходы программно-управляемых источников входных тестовых сигналов и входы измерителей параметров сигналов отклика подключены к соответствующим входам и выходам объекта контроля, в состав сменного адаптера введен идентификатор адаптера, входы которого подключены к выходам дополнительных каналов программно-управляемых источников входных тестовых сигналов, а выходы которого подключены к входам дополнительных каналов измерителей параметров сигналов отклика. В объект контроля дополнительно введен идентификатор объекта контроля, входы которого через цепи сменного адаптера подключены к дополнительным выходам программно-управляемых источников входных тестовых сигналов, а выходы которого через соответствующие цепи сменного адаптера подключены к входам дополнительных каналов измерителей параметров сигналов отклика.
Техническая реализация заявленной системы поясняется на чертеже. На чертеже приведена структурная схема заявленной системы автоматизированного контроля работоспособности и диагностики неисправностей РЭА.
В состав заявленной системы (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 сменный адаптер устанавливается и подключается к источникам 3 входных тестовых сигналов и измерителям 4 параметров сигналов отклика. В сменный адаптер 2 устанавливается и подключается 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 подается с соответствующих выходов программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов комбинация опросных сигналов, измеряются с помощью дополнительных каналов измерителей параметров 4 сигналов отклика идентификационные сигналы и формируется на их основе идентификационный код. Сформированный идентификационный код передается 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 подается с соответствующих выходов программно-управляемых источников 3 входных тестовых сигналов комбинация опросных сигналов, измеряются с помощью дополнительных каналов измерителей параметров 4 сигналов отклика идентификационные сигналы и формируется на их основе идентификационный код объекта контроля 1. Сформированный идентификационный код передается 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 устройства-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 устройству-прототипу. При положительном результате контроля объект контроля 1 квалифицируется как исправный (аналогично устройству-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 заявленную систему 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 соответствии 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. Производятся 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. Эта процедура контроля последовательно повторяется 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 локализуются неисправные участки этих цепей с расположенными на этих участках неисправными электрорадиоэлементами или поврежденными проводниками.
Перед началом работы системы в ЭВМ 5 устанавливают программное обеспечение, реализующее алгоритм работы системы в режимах контроля работоспособности и диагностики неисправностей объекта контроля 1, включающее 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, заявленная система обеспечивает заявленный технический результат, а именно:
1) исключение влияния человеческого фактора на надежность подключения объекта контроля;
2) повышение достоверности оценки 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.