книги / Машинный анализ и моделирование электрических цепей

вход поступает набор последова­ тельностей входных сигналов и получаемая при этом последова­ тельность выходных сигналов соответствует определенному эталонному набору,

Зависимость последователь­

входных сигналов. Такой подход к решению задачи диагности­ ки определяет только исправен ТЭЗ или нет, т.е, выполняет он наперед заданные функции или нет. В зависимости от того соответствует последовательность набора выходных сигналов заранее определенным значениям или не соответствует, иссле­ дуемый объект можно разбить на две группы: 'год ен ' и 'не годен'.

Наборы входных и соответствующих им выходных сигна­ лов, которые определяют исправна или неисправна схема, от­ носятся к обнаруживающим тестам [ 17, но не определяют ха­ рактера и места неисправности. Обнаруживающие тесты целе­ сообразно применять при исследовании неремонтнолригодных объектов. Примером может служить схема на основе большой интегральной схемы (Б И С ), когда исследуемый объект пред­ ставляет единый сменный конструктив. Если же анализируе­ мый объект ремонтнопригоден, необходимо локализировать ме­ сто неисправности с? помощью диагностических тестов [ \ ] , которые должны обладать большой разрешающей способностью вплоть до дискретного элемента. Для этого недостаточно знать состояние только выходных сигналов, т.е. состояние элементов, которые имеют выход на внешний разъем. Необхо­ димо проанализировать состояние элементов, участвующих в реализации, входного набора, но не имеющих выхода во внеш­ нюю цепь.

При диагнозе комбинационных логических схем выход­ ной набор и внутреннее состояние элементов определяются только входным набором. D случае диагноза логических схем, содержащих элементы памяти, необходимо исходить из того, что функция выходных сигналов определяется не только со­ ответствующим входным набором, но и предыдущим внутрен­ ним состоянием элементов

Логические эдеме рты, из которых состоит схема, пред­ ставляют собой элементы, реализующие функции И, ИЛИ, НЕ (конъюнкции, дизъюнкции, отрицилия).. Различные сочетания элементарных логических элементов, создаваемые всевозмож­ ными соединениями, образуют дсвые устройства с различными выходными сигналами, внутренними состояниями элементов, зависящими от набора входных сигналов.

Построение тестовых программ проверок логических схем обычно требует анализа схем как в исправном состоя­ ний, так и в неисправном. При. этом определяются виды неис­ правностей - это обрывы электрических цепей и короткие за­ мыкания между ними* Такие неисправности моделируются со­ стоянием 0 цли 1 соответственно. Модели, которые рассма­ тривают неисправности (короткое замыкание и обрыв) элек­ трических цепей, соединяющих между собой различные элемен­ ты схемы, получили довольно широкое распространение [ 2 ] .

Опыт изготовления ТЭЗов показывает, что наиболее ти­ пичные неисправности - замыкание и обрыв печатных провод­ ников, Они возникают как при изготовлении плат печатного монтажа, тек и при монтаже ТЭЗов. К неисправностям логиче­ ских элементов можно также отнести' короткое замыкание или обрыв внутрх каждого элемента.

Модель схемы ТЭЗа можно представить в виде ориенти­ рованного графа Q =(А,Р). Вершины графа соответствуют логи­ ческим элементам схемы, а ребра - связям между элемента­ ми. Нумерация вершин графа совпадает с нумерацией элемен­ тов схемы ТЭЗа.

Рассмотрим ориентированный граф (рис. 2 ), которому удовлетворяет схема реализующей функции g - f (X/, »<*$■,*$)• Стрелки, соединяющие вершину / с вершиной у , показывают путь прохождения входного сигнала Xj по приходу которого элемент соответствующей вершины изменяет свое состояние, Направленные ребра, определяющие связи между вершинами, показывают зависимость одних вершин от других. Каждому на­ бору входных сигналов соответствует определенный информационшлй путь прохождения внутренних сигналов, который реали­ зуется с помощью некоторой части схемы - подсхемы (рис. 2).

Рис. 2.

В случае несоответствия выходного набора эталонному на данном, входном наборе необходимо определить место не­ исправности. Задача локализации места неисправности может быть решена, если информационны# путь в подсхеме разбить на зоны и производить проверку информационного пути по зонам.

Пусть информационный путь 5 разбит на 4 зоны* тогда

путь

При S j~0 неисправность находится на участий подпути, относящемся к зоне 1. При 5^=1 неисправен подпуть в эонеП.

подпуть и соответственно неисправный элемент этого участ­ ка чодпути. Таким образом, с помощью рассмотренного мето­ да поиска неисправности возможна глубокая локализация ме­ ста неисправности.

При решении задачи диагноза исследуемого объекта воз­

аргументов, появление которой возможно только при опреде­

либо неисправным элементом, то неисправность локализована. Алгоритм поиска неисправностей может быть следующим.

1. На вход исследуемого объекта подаются последова­

2.Набор выходных сигналов, полученный при данном на­ боре входных сигналов, сравнивается последовательно 6 мно­ жеством соответствующих неисправностей {

3.Если ни один набор выходных сигналов не соответст­

вует ни одному набору множества неисправностей f Q f f , то переходим к пункту 4, в противном случае - к пункту 5.

4. На вход объекта подается очередной набор входных сигналов и производится выполнение пункта 2.

5. Если какой-либо набор из множества ( Q f j эквивален­ тен набору выходных сигналов, то неисправность определена.

Поиск неисправности методом разбиения информационно­ го пути на зоны неисправных подпутей целесообразно приме­ тать, если необходимо определить неисправности до элемента, участка информационного пути или для получения внутренних состояний элементов схемы в узлах связи.

Словарь неисправностей следует применять для локализа­ ции места неисправности ТЭЗов, когда .oim установлены в вы­ числительную машину и доступ к элементам схемы невозмо­ жен, В этом случае в память машины загружается соответст­ вующая тест-программа и по командам процессора вызывает­ ся тест проверки соответствующего ТЭЗа, определяющий ме­ сто неисправности. Однако трудности, связанные с получени­ ем описания неисправных схем в виде словарей неисправно­ стей, затрудняют решение задачи контроля и диагностики реа­ льных устройств этим методом; он наиболее целесообразен в условиях эксплуатации ЭВМ у пользователя. Первый же ме­ тод оправдывает себя в системе* контроля и диагноза при про­ изводстве ТЗЗ. В общем виде задачу контроля и диагностики ТЭЗов можно сформулировать как задачу идентификации ре­ ального описания состояшга ТЭЗа эталонному.

Задачи поиска неисправностей в электронных схемах ме­ тодом разбиения информационного пути могут быть решены с помощью специализированной вычислительной структуры, кон­ тролирующей одновременно несколько ТЭЗов. Вычислительная структура для решения данного класса* задач представляет со­ бой совокупность терминалов, каждый из которых подключен к специализированному процессору [ 4J. Терминалы присоеди­ няются к специализированному процессору по унифтцированным магистральным шинам.

Пашины

Рис»4,

Параллельная работа нескольких терминалов организова­ на следующим образом: СПр, получив от терминалов сообще­ ние, что они готовы к работе, начинает их обслуживание.

Обмен информацией между СПр и терминалом устанавли­ вается на время, необходимое для получения терминалом от СПр входного и выходного набора сигналов.

Получив сигнал о том, что терминал принял входной на­ бор первой проверки, СПр устанавливает, связь со следующим терминалом и выдает этому терминалу входной и выходной набор сигналов.

Обслужив второй терминал, СПр переходит к следующему. Пока СПр производит обмен информации с одним из термина­ лов, другие, которые ранее получили задание на обработку информации, анализируют состояние схемы на данном входном наборе сигналов. Исправность схемы определяется путем сравнения эталонного состояния схемы с реальным. При ис­ правной схеме вырабатывается сигнал на получение следующе­ го набора, в противном случае для определения места, и вида неисправности на данном входном наборе проверяется внутрен­ нее состояние схемы.

Рассмотрим состав и работу блока контроля и диагности­ ки (рис. 4), состоящего из блока управления, регистра набора входных сигналов, регистра набора выходных сигналов, блока модулей состояния узлов и блока стыковки.

Рис, 5,

Блок управления выполняет функцию синхронизации рабо­ ты всех узлов БКД, осуществляет обмен информацией со спе­ циализированным процессором | управляет процессом приема исходной информации, необходимой для локализации места не­ исправности,

Регистр входного набора хранит информационный код. поступающий через блок, стыковки на входы контролируемой схемы.

Регистр выходного набора хранит информацию о состоя­ нии как выходных, так и внутренних узлов схемы.

Блок моделей состояния узлов (рис, 5), представляет собой схему С 5J, реализующую функцию несоответствия

g = X j X 2 V Xj X 2 ,

Где Xj - определяет истинное состояние контролируемого узла при данном наборе входных сигналов; х2 - определяет эталонное состояние контролируемого узла при тех же усло­ виях.

Блок стыковки обеспечивает подключение контролируе­ мой схемы к регистру входного набора к блоку моделей со­ стояния узлов.

Алгоритм работы блока контроля и . диагностики при об­ наружении неисправности представлен на рис. в. В основу данного алгоритма положен метод разбиения информационного п у н на зоны, как это показано на рис, 2 , на котором изобра­ жен граф анализируемой схемы.

Начало

Рис.6,

Если блок контроля и диагностики определяет, что в про­ веряемом ТЭЗе существует неисправность, то для ее локали­ зации проверяется состояние внутренних уалов схемы (зоны 1 и П) путем сравнения с эталонным описанием.

При соответствии внутреннего состояния схемы эталон­ ному описанию, переходим к поиску неисправности в Ш зоне, так как первая часть схемы (зоны 1 и П) исправна.

Если внутреннее состояние узлов схемы также соответ­ ствует эталонному описанию, значит неисправность находят­ ся в зоне 1 У.

.Аналогичным образом можно определить неисправность, находящуюся в любой зоне информационного пути. Количество зон, на которые разбивается информационный путь, определя­ ется сложностью схемы и глубиной локализации неисправноств,

Вид неисправности (обрыв или короткое замыкание) оп­ ределяется путем .сравнения внутреннего состояния неисправ­ ного участка подпути с эталонным описанием.

Литература

1. Ужен Г., Мэнидг Е,, Метц Г Диагностика отказов цифро­ вых вычислительных систем. - М. : Мир, 1972, с. 24 -26.

2. Казначеев В.И. Диагностика неисправностей цифровых ав­ томатов. г* М.: Сов,радио, 1975, с. 48 - 47.

3. Мозгалевскнй А.В., Гаекаров Д.В. Техническая диагности­ ка. - М.: Высшая школа, 1975, с. 74 - 75.

4. Хаджинов В.В., Мельников А.Н. Об одном методе построе­ ния вычислительных структур для решения задач диагности­ ки. - В кн.5 Однородные вычислительные системы и среды. Ч; 3.1 Киев: Наук.думка, 1975, с. 30 1 31.

5.Додонов А.Г., Мельников А.Н. Вычислителышю структуры для решения, задачи идентификации одного класса графов. - Электроника и моделирование,' 1975, вып. 10, с. 44,

УДК 620.179.14

В.И.Чаплыгин, В.Ф.Безотосный, Г.А.Полянский

ПРИМЕНЕНИЕ ТОКОВИХРЕВОГО ЧАСТОТНО-БАЛАНСНОГО МЕТОДА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОКРЫТИЙ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ ПОХОДНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

Проходные преобразователи широко применяются в народ­ ном хозяйстве для контроля электромагнитных свойств цилинд­ рических изделий [ l , 2 J , Принцип работы подобных преобразо­ вателей (рис. V) основан на токовихревом эффекте. При про­ хождении по обмотке возбуждения 1 намагничивающего тока, величина, изменения магнитного потока, пронизывающего из­ мерительную обмотку 2, определяется величиной потерь на вихревые токи. По изменению электродвижущей силы, наводи­ мой в измерительной обмотке, определяют электромагнитные