Устройство для определения показателя помехоустойчивости дискретных блоков

1 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ 1, 646343 СОюз СбветекихСоциалистическихРеспублик(51) М, Кл, 0 06 Г 15/36 ,й 06 9 7/52,Гевударвтввнный квинтет СССР вв двлам нзвбрвтвнн н вткрытнй(71) Заявитель нинградский а Ленина и итехнический институина им. М, И. Кал 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ, ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ДИСКРЕТНЫХ БЛОКОВ ч- . Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техни ки и может быть использовано при разработке и конструированйи устройств дискретного действия.Известно устройство для моделирования процесса появления отказов в двоичных элементах, содержащее распределитель тактовых импульсов, соединенный с датчиком выходных значений идеального двоичного элемента, выходы которого через логические элементы соединены с блоком формирований заданных вероятностей и регистром, соединенном через логические элементы с распределителем тактовых импуль-. сов 11,1.Недостатки устройства - сложность и большое время, требуемое для накопления статистических данных, так как сбои - события редкие.Наиболее близким техническим рееиием к данному изобретению являя устройство для определения показателя помехоустойчивости дискретных блоков, содержащее пороговые элементы, соединенные с индикаторами" .Недостаток устройства - малая точность определения показателя помехоустойчивости,так как фактически измеряется величина электромагнйтной помехи и оценка показателя помехоустойчивости (в частности Р - вероятности отсутствия сбоя за заданный интервал времени Т) получается грубой 21. 11 ель изобретения - повышение тоности и быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем,что устройство содержит блок заданиявыдержки времени, счетчик, вентиль,преобразователь поля помехи в напряжение н усилитель, вход которого соединен преобразователем поля помехи в ф напряжение, а выход - с пороговым .элементом, выход которого через вентиль, подключенный к блоку задания выдержки времени, соединен с входомсчетчика, к выходам которого присоединен индикатор.На чертеже приведена блок-схемаустройства для определения показателяпомехоустойчивости дискретных блоков.В схему включены: преобразователь1 поля помехи в напряжение, усилитель2, пороговый элемент 3, вентиль 4,блок 5 задания выдержки времени, счетчик 6, индикатор 7, 10Преобразователь поля помехи в напряжение представляет собой конструкцию, на которой расположены соединенные между собой дискретные элементы.Вход одного иэ них используется ак 1 йконтур связи, образующийся за счетпроводников, связывающих вход дискретного элемента с щ угими элементами схемыи предназн, ченного для преобразованияполя электромагнитной помехи в напряжение наводки, Усилитель 2 представляет собой широкополосный усилитель сградуированной шкалой усиления, предназначенный для усиления напряжениянаводки, образующегося в контуре связи 1. Пороговый элемент 3 представляет, собой элемент дискретного действия, аналогичный элементам, расположенным на конструкции, образующий преобразователь 1, и предназначен длявыявления сбоя дискретного элементапри воздействии на него усиленнойэлектромагнитной наводки, Вентиль 4предназначен для подключения счетчика6 на заданные интервалы времена, задаваемые блоком задания выдержкивремени 5. Блок задания выдержкивремени 5 предназначен для заданияопределенного интервала времени работы счетчика 6. Счетчик 6 вредяазна 40чен для подсчета сбоев поротового элемента 3, Индикатор 7 представляет собой индикационный прибор и предназначен для регистрации числа сбоев порогового элемента 3,Работа устройства происходят следующим образом.Если конструкцию,на которой расположены соединенные мехду собой даскретцыеэлементы, поместить в иоле действия электромагнитныхх помех,то в контуре связипреобразователя 1,образованном за счетпроводников, связывающих вход дискретного элемента с другами элементамасхемы, возникает ЭДС иаводки, величаааМкоторой определится электромагнитнымполем помехи, входными и выходнымисопротивлениями элементов, длиной про ф (3) рреляционные где Х " чу автои водников, соединяюпих элементы и расположечнем этих проводников в рро странстве относительно источника электромагнитного поля помех, Усилитель 2, подсоединенный своим входом к контуру связи цреобраэователя 1, усиливает образовавшееся наири- жение наводки и подает его на вход такого же дискретного элемента, названного пороговым элементом 3. Уста навлнвая различные значения усиления усилителя 2, можно определить среднее значение сбоев порогового элемента 3, подсчнтываемых счетчиком 4 и подключен ным к нему череэвеитиль 4, на вход котоФ рого подсоединен блок задании выдеря- кн времени, задающий определеннйе интервалы времени работы счетчика 6, Значение числа сбоев дискретного элемента инднцнруется индикатором 7, подсоединенным своим входом к выходам счетчика 6, Если произвести несколько измерений для определенного значения коэффициента усиления, то можно определить среднее число срабатываний дискретного элемента на данном интервале времени.Прн допущении того, что редкие сбои дискретного элемента подчинены закону Пуансона,вероятность отсутствия сбоя Р (а; ) Ьь данный интервал времени Т для установленного коэффициента усиления либо, что аналогично, для уменьшенного значения и рога срабатывания Оможет быть определенаР ЕЯР (-е) 1) Математическое ожидание среднего чюла срабатыванйй дискретного элемента на данном интервале времени Т, равД За 6 та где ЛО- среднее число срабатываний дискретного элемента на,интервале Т, при данном уровне порога срабатывания 4;- число измерений.Для электромагнитных паводок, рас- . сматриваемых как иормальиОЯ стацио парный процесс известно, что плотность числа превышений функции постоянвао уровня й, т. е, плотность числа срабатываний дискретного элемента равна;Ъ ф"(яи )646343 5функции ото) и ее вторая производнаяПРИ Ь в 0,1Поскольку среднее чис)ю срабатываний за время Т равно д адге р (4)то вероятность отсутствия сбоев дискретного элемента в зависимости от порогасрабатывания а и заданном жачениивременного интервала Т опредеатсяследующей функциокальной эависимос")о: р,:вр(-р,т):фхР И К Ч2 Ч)По результатам эксперимента определяется значение Р для низких значений порога срабатывания О . Чтобыэсктраполировать значение функция вобласти высокого порога О (т. е, туда,где эксперимент проводить трудно ввиду малого числа сбоев), необходимоопределить неизвестные параметры выведенной зависимости.Представляя формулу 5 в виде 25Р аарЬвхрС 11,где 1СгХ ф- - "2 В кф(о)С,, (6) ЗЕ"Со Подходящее значение дисперсий паЫ -2раметровгс, 6 и корреляционногоМоМента Кд определяется как=Мд яя;2:Мъ ябс са(10)Значения величин Мд, Мс, Мс можно получить при решении системы (9) 10 методом последовательного исключения.Дисперсия 8 , характеризующаяточность измерения величины У, равна2 2л 2 Я 2 -(С Х( рд)3где й) - максимальная степень данногоуравнения ( Р) = 2);Доверительный интервал пря заданнойнадежности с определяется как 29 и дважды логарифмируя выражение (6), можно получить(7) Если принять новые обозначения величин х.е .ер де ъ, то хе 3+схф (8)Таким образом, в опыте зарегистрированы значения ( Х ; Х 1) ( 1 а 1, 2, 3 г) ) и требуется подобрать параметры квадратичной функции 8, соответствующей наблюденной экспериментальной зависимости. Используя метод иаименъщих кввдрюзв, можно пог лучить сщаувщую систему уравнений:О, к 1 с+а, 1 х 36 фО,ГХ,73сфх 1+ра фу 1где в о 1 %а 11)ф " а" 11)= дд - - 4) и Таким образом, посредним значениям чисного элемеята, при эадйх зйачекиях порогарассчитываются: пачекотсутствия сбоев иэ ( 1значения Р позволяютизвестные параметры вснмости изменения веро9) ствия сбоя дискретноголичины, порога срабанеизвестные параметры(формулы 6,9). определеннымла сбоев дискреъаикых уменьщенсрабатываяия,я вероятностей), Полученныеопределить кеыведенной завиятности отсутэлемента от ве. тывания, т. е.функции р (а)/ Х и Х определяются из таблицы" Х 2 -распределения" на основании равенства Р(ХХ ) ф ( х) 2 Значения 2; и 1"2 могут быть найдещ пф -аблнцам, по входным величинам К= -е и АБ случае невыполнения неравенства (12) следует увеличить число опытов О.Оценка точности построеняя функции Ро = М(д) по найденным значениям -2 -я 5,6, К с)с параметровд к с можно произвести по методу линеаризации функпии случайных аргументов, Результатом расчета является Шр )ех+са + (13) + фХр(д+Сц 2) Кдс. Садомов Тираж НИИПИ Госуд по дедам и 035, . Москва, 779 арствеиного зобретений Ж, Рауш Заказ 652/ Подписноеомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект 7Значение параметров функции Ро ф 1 (О) позволяют ее эксчраполировать в область высоких значений порога срабатывания, где эксперимент ие провоюшся. ввиду малого числа сбоев за данный интервал времени, Точность проведенных испытаний можно оценить по формулам 10, 11, 12) и в случае больших погрешностей увеличить число опытов д при уровнях порога срабатывания дискрет ного элемента С 3 26 можно считать моменты появления выбросов (сбоев дискретного элемента) независимыми и рассматривать их как стационарный ординарный поток событий без последствия, что является характерным свойством закона Пуассона. Если, например, случайная величина (помеха) распределена нормально, то вероятность попадания ее в интервал ( -2 б, 26) равна 0,954, Отсюда следует, что для выполнения условия С2 б необходимо измерять сбои на:данном интервалевремени измерения Т для вероятности отсутствия сбоя Ро - 0,954 и выше.По результатам опенки степени помехозащищенности дискретного элемента можно определить помехозащищенность разрабатываемой вычислительйой машины в данных промышленных усло виях, рекомендовать наиболее защищенное от помех место в помещении и положение конструкции в пространстве, чтобы воздействие электромагнитных помех было минимально возможным. Техяико экономическую эффектив ность предлагаемого устройства по очи ношению к ранее известным: уменьшению времени исследований, повышению точности измерений, снижению стоимости самого устройства,Формула изобретенияУстройство для определения помехо 1 ц устойчивости дискретных блоков, содер- .жащее пороговый элемент и индикатор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержи 1 блок 1 ф задания выдержки времени, счетчик,вентиль, преобразователь поля помехив напряжение и усилитель, вход которого соединен спреобразователем поляпомехи в напряжение, а выход с пороговым. элементом, выход которогочерез вентиль, подключенный к блокузадания выдержки времени, соединен свходом счетчика, к выходам которого 25присоединен .индикатор,Источники информации, принятые вовнимание прц экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 383070, кл.2 б 06 б 7152,04 12;70.2. Гринкевич В,А, и др, О регистрации и количественной оценке случайных импульсных электромагнитныхпомех, фВонросы радиоэлектроники"сер, Электронная вычислительная тех- .,никаф вып, 3, 1969, с, 135, рис. 3. итель В, МаксимовАсталош Корректор Л, Веселовская