Устройство для моделирования электронных схем

(23) Приоритет Государственный комитет Совета Ииииотров СССР по делам кеобретеиий к открытий( 008.8 45) Дата опубликования описания 05.07.76. А. Велигурс и А. И. Гуринови Институт проблем надежности и долговечности машин АР Белорусской ССР 71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАН 1 ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМДля этого устроиство дополнительно содержит элемент обратчой связи, вход которого подключен к выходу элемента И, ет счетчиков памяти, первые входы которых соединены с выходом коммутатора, вторые входы - с первым выходом блока управления, а третьи входы - с выходом элемента И, п блоков сравнения, первые входы которых подключены к выходам счетчиков памяти соответственно 11 счетчиков воспроизведения, выходы когорых подключены к вторым входам блоков сравнения соответственно, а входы - к выход генератора тактовых импульсов, те реверсивных счетчиков, первые входы которых соединены с выходом коммутатора, вторые входы - с первым выходом блока уееравления, а третьи входы - с выходом элемента И, и наборных полей, входы КотОРЫХ ПОДКЛЮтЕЕНЫ К ВЫХОДаМ РЕВОРГЕЕЕЪфщ ных счетчиков соответс-венно, тт блоков начальных значений параметра г е 1 блоков текущих значенпй параметра, 11 еро;ле к Изобретение относится к выгислителной технике и может быть испсльзованопри исследовании и оценке надежностисхем автоматики на стадии их проектирования, опытной отработки и крупносерий-.ного изготовления.Известно устройство для моделирования электронных схем, содержаецее датчикравномерно распределенных случайных чисел, дешифратор, вход которого соединенс выходом датчика равномерно распределенных случайных чисел, элемент ИЛИ,элемент И, первый вход которого. соединен с выходом элемента ИЛИ, а второйвход - с выходом генератора импульсов,коммутатор, блок правления, первый выход которого подключен ко входу датчикаравномерно распределенных случайных чисел, а второй выход - ко входу коммутатора, геееератр тактовых импульсов, входкоторого соедпгееп с третьиее выходом блоа управлентея,Однако и,".вестное усге 10 Г.тво ие обеспечеевает дос 7 тоецой тоеЕггти моделиро,ванеея,Цель .изобретения - повышение точнои моделирования.51877 входы которых подключены к выходу элемента обратной связи, вторые входы - квыходу коммутатора, третьи входы - кпервому выходу блока управления, четвертые входы - к выходу дешифратора, а вы-ходы - ко входам элемента ИЛИ,Блок-схема дискретного устройстваизображена на чертеже.Устройство состоит из датчика равномерно распределенных случайных чисел 1,едешифратора 2, й блоков начальных зна фчений цараметра 3 и и блоков текущихзначений параметра 4, элемента 5 ИЛИ,элемента обратной связи 6, коммутатораT блока управления 8, генератора имУ в5пульсов 9, элемента 10 И, в счетчиков памяти 11, й блоков сравнения 12,Лсчетчиков воспроизведения 13, генератора такто ых импульсов 14, и реверсивных счетчиков 15, о наборных поЯОлей 16.Датчик 1 предназначен для выработкиравномерно распределенных случайныхчисел и соединен с входами дешифратора2, который обес".ечивает возможностьполучения на его выходах сигналов с раз-,2личными заранее известными вероятностями. Выходы дешнфратора 2 подсоединены ко входам и блоков О начальныхзначений гараметров элементов схемы ико входа,м а блоков 4 текущих значенийпараметров элементов схемы, в которыхнабирается необходимый закон распределения случайной величины. Выходы какдЬго блока подключены ко входам элемента 5 ИЛИ, что позволяет вырабатызать 2 и случайных последовательностейимпульсов, используя при этом толькоодин элемент обратной связи 6 1 ЭОС).ЭОС 6 предназначен для.преобразованиявероятности в такое количество импульсов 4 Окоторое равно числу,.сооответствующемуэтой вероятности в сформированном законе распределения, Выход ЭОС 6 соединен со входами блоков О и 4. Генера 1 тор импульсов 9 и выход элемента 5ИЛИ подключены ко вхсдам элемента 10И и обеспечивают генерированиепоследо вательностей импульсов в реверсивныесчетчики 15 и счетчики памяти 11, Одновременно выход элемента 10 И подклю.чен ко входу ЗОС 6.Каждый из выходов. коммутатора 7подключен ко входам соответствующихблоков О и 4, ко входам соответствующих счетчиков памяти 11 и входам соответствующих реверсивных счетчиков15 и совместно с блоком управления 8,сигнальные цепи которого также подключены ко входам указанных блоков, обес- ,,пе гвают при последовательном перекло- фф 5чении коммутатора 7 прохождение сигнала блоков 3 и 4 в реверсивные счетчики 15 и в счетчики памяти 11, входы которых соединены с выходами блоков 3 и 4 через элементы 5 ИЛИ и элемент 10 И. Реверсивные счетчики 15 моделируютточность и процессы износа элементов реальной исследуемой схемы, которые набраны в определенной последовательности на наборных полях 1 6 установки, Выходы счетчиков памяти 11 соединены со входами соответствующих блоков сравнения 12, к другим входам которых подсоединены счетчики воспроизведения 13, ко входам последних подключен генератор тактовых импульсов 14, Выходы набранных полей соединены между собой так, что это соединение образует макет исследуемой схемы, В каждый рассматриваемый момент времени к макету подключен только один из элементов каждого наборного поля,Работа дискретной установки заключается в следующем. Перед началом работы с блока управления 8 подается команда, приводящая все блоки в исходное состояние, Затем с блока управления 8 поступает следующая команда, по которой в датчике 1 формируется случайное число, а коммутатор 7 перемещается в первое, положение, Случайное многоразрядное число датчика 1 преобразуется дешифратором 2 в соответствующий случайный сигнал, который в первом положении коммутатора 7 поступает на вход только первого блока О. С помощью коммутационного поля пришедший случайный сигнал приводится в соответствие с определенным числом, которое необходимо выработать, Для выработки этого числа случайный сигнал после блока 3 через эле.лент 5 ИЛИ поступает на один из входов элемента 10 и дает разрешение на прохождение регу лярных импульсов с генератора импульсв 9 на ЭОС 6 и одновременно в рсверсив-,ный счетчик 15 РС 1) для отработки на ального значения 1-го элемента. Импульсы с генератора 9 будут проходить через элемент 10 И до тех пор, пока в блоке 3 не произойдет совпадение сигналов, что приведет к снятщо разрешения на прохождение импульс в, Таким образом, за время разрешения на реверсивный счетчик РС пройдет такое число импульсов, которе, соответствует сформированной блоком 3 вероятности. Эти импульсы, поступая на вход РС, переключат элементы первого набранного поля НП и подключат к схеме тот элемент, который соответствует опре деленной вероятности, выработанной при анном такте моделирования точности, Даее с блока управления 8 поступит коман5ра, по которой в датчике 1 сформируется новое значение случайного числа, а коммутатор 7 перейдет во второе положение. Весь цикл работы установки повторяется, и на наборном поле НПй отрабатываются йачальнйе значения 2 го элемента схемы. Жот нроцесс,.отработки будет продолжать ся до тех пор пока не будут отработаны начальные значения элементов на всех г, на-, борных полях, На этом заканчивается первый так моделирования точности исследуемой схемы. После этого подается напряжение на исследуемую схему, элементы которой набраны на наборных полях, и замеряется выходной параметр схемы. Проведя множество таких тактов моделирования и измерений, можно полу-чить закон распределения выходного параметра исследуемой схемы и определить различные ее точностные характеристики,В случае моделирования процесса износа комплектующих элементов работа установки будетпроходить в два этапа, Во время 1-го этапа установка срабатывает один такт моделирования точности схемы, после чего начинается второй этап, состоящий из подготовительного и рабочего такта. Подготовительный такт начинает ся с того, что блок управления снимает разрешение на прохождение сигналов на блоки 3, а также на прохождение сигналов непосредственно от элемента 5 ИЛИ и элемента 10 И в реверсивные счетчики 15. При этом подается разрешение на прохождение сигналов на блоки 4 от дешифраторв 2 и на прохождение импульсов элемента 5 ИЛИ, элемента 10 И в счетчики памяти 11, После этого с бло ка управления 8 поступает следующая команда, которая формирует в датчике 1 новое случайное число и переводит коммутатор 7 в первое положение, При моделировании процессов износа случайное число датчика 1, преобразованное дешифратором 2 в лучайный сигнал, в первом положении коммутатора 7 будет уже поступать на вход только первого блока 4, При этом генерирование числа импульсов, соответствующее определенной веро-ятности, сформированной в соответствии " за-данным законом распределегия в блоке 4, будет проводиться точнотаким же способом, как и генерирование импульсов при моделировании точности. - Однако при моделировании износа импульсы от генератора 9 в первом положении коммутатора 7 поступят через элемент 10 И только в первый счетчик памяти 1 1 ( СП ) .При поступлении с блока управления 8 очередной команды коммутатор 7 перехо дит во второе положение и подключает518775 блок 4 через элемент ИЛИ и элемент 10 И ко второму счетчику памяти 11 (СП), в который также заносится число импуль,сов, соответствующее вероятности, сфорб мированной уже во втором. блоке 4. Таким образом, после 0 переключений коммутатора 7 в счетчики памяти будут за ,несены случайные последовательности им;пульсов, число которых будет соответствоВать определенной вероятности, выработанной в соответствующих блоках законов распределения скорости, изменения опреде;ляющих параметров, комплектующих схь му элементов. На ьгом заканчивается под ,г товительный такт 2-го этапа и начина Ь; ется рабочий такт, заключающийся в одновременном моделировании процесса изно са элементов, набрщщых на наборных по; ,лях в соответствии с реализациями случайныхФунсций, коэффициенты которых рво З пределейы по любому закону, набранному вт с, в блоках 4, Моделирование процесса износа в каждом набранном поле начинаеь ся от того элемента, который был отработан на 1-ом этапе работы установки, т.е. фа при моделировании точности,Рабочий такт моделирования процесса износа начинается с поступления коман ды от блока управления 8 на запуск, ге- н нератора 14, который выдает импульсыфиксированной частоты на входы всех , счетчиков воспроизведения 13. При достижении в каждом"м "четчике воспроизведения ( с = 1, 2 ,. И ) равенства Збс числом, зайесенным в соответствующий счетчик памяти, с выхода 1 -й схемы сравнения выдается импульс на сброс счетчика воспроизведения и одновременно на вход-го реверсивного счетчика для 46 переключения одного .элемента от того, ,который был отработан при моделировании начальных значений параметров элементов схемы ( 1-й этап работы), После переключении одного элемента на-м Юйаборном поле импульсы с генератора 14 ,снова поступают в с -й счетчик воспро зведения 13и при достижении равен тва и числа импульсов, занесенных в счеъик памяти, троисходит очередной сброс 1- го-счетчика воспроизведения и выдача очередного импульса в-й реверсивный счетчик на переключение элемента в с-м наборном поле и так далее до какого-то фиксиро ванного момента времени Й, Так как в каждый счетчик памяти 11 было занесено свое случайное число, то и переключение элементов в каждом-м набранном поле будет происходить со своей частотой, отличной от частоты переключения всех остальных ффячеек, Одновременное переключение элементов каждого-го наборного поля со своей частотой до какого-то фиксированного момента .времени составляет один такт моделирования процесса износа исследуемой схемы.При исследовании надежности схемы процесс моделирования заключается в послецоватечьном моделировании до Ф -х моментов времени ( 3 = 1, 2К ). При достижении каждого-го сечения установка .останавливается,. на схему подается питание, входной сигнал, и изме.- ряется выходной параметр схемы. Последовательным измерением выходного параметра схемы в 1 -е моменты времени получаем, соединив точки измерения прямой линиеей, одну реализацию изменения выходного параметра схемы во времени. После достижения 1 -К сечения блок3управления 8 осуществляет сброс всех счетчиков дискретных ячеек в начальное состояние, после чего начинается второй такт моделирования процессов износа исследуемой схемы, В результате получаем вторую реализацию изменения выходного параметра схемы во времени. При калцдм такте моделирования в-й счетчик памяти 11 будет заноситься новое случайное число в результате частота переключений элементов при каждом такте будет случайной и соответствовать той вероятности, которая была выработана при данном такте моделирования исходя из закона распределения, выбранного в 1-м блоке 4.После множества таких тактов получаем множество реализаций случайного процесса изменения выходного параметра схемы во воемени, Процесс моделирования изменения выходного параметра схе мы можно производить или до какого то фиксированного момента времени или до момента, когда выходкой параметр схемы выйдет за пределы допуска, что соответ ствует ее отказу, Полученные данные позволяют определить различные показатели надежности исследуемой схемь, а также характеристики реализаций случайной функци изменения выходного параметра схемы во времени,Формула изобретенияУстройство для моделирования эле;6тронных схем, содержащее дат ли равномерно распределенных случайных чисел,дешифратор, вход которого соединен свыходом датчика равномерно распределен 1 Оных случайных чисел, элемент ИЛИ, элемент И, первый вход которого соединен свыходом элемента ИЛИ, а второй вход. с выходом генератора импульсов, коммутатор, блок управления, первый выход которого подключен ко входу датчика равномерно распределенных случайных чисел, авторой выход - ко входу коммутатора, генератор тактовых импульсов, ьход которогосоединен с третьим выходом блока управления, отличающееся тем,фф что, с целью повышенияточности модели- рования, устройство дополнительно содержит элемент обратной связи, вход которого подключен к выходу элемента И, йсчетчиков памяти, первые входы которыхсоединены с выходом коммутатора, вторые входы - с первым выходом блока управления, а третьи входы - с выходсмэлемента И, й блоков сравнения, первыевходы которых подключены к выхоцам счетно чиков памяти соответственно, й счетчиковвоспроизведения, выходы которых подключены к вторым входам блоков сравнениясоответственно, а входы - к выходу гечератора тактовых импульсов, и реверсиьВ ных счетчиков, первые входы которых соединены с выходом коммутатора, вторыевходы - с первым выходом блока упраеления а третьи входы - с выходом элемента И,наборных полей, входы котофо рых подключены к выходам реверсивныхсчетчиков соответственно, П блоков начальных значений параметра и и блоковтекущих значений параметра, первые входы которых подключены к выходу элемен 4 та обратной связи, вторые входы - к выходу коммутатора, третьи входы - к первому выход блока управления, четвертыевходы - к выходу дешифратора, а выходы-.ко входам элемента ИЛИ,66518775 Составитель А. Карасова Техред И. КовачКорректор, И, Гоксич дактор илиял ППП "Патент, . Ужгород, ул. Проектная,каз 1787/259 Тираж 864 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров .СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5