Устройство для автоматического диагностирования узлов радиоэлектронной аппаратуры

Союз Советски кСоциалистическихРеспублик 11 687422) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСК ДИАГНОСТИРОВАНИЯ УЗЛОВ РАДИ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ ыть исции дехнике и может иска и локали те измерительнопользовано длфектов в радиенных на циф(ИС).Известноэлектронныхнию, содержа хема х интегральнь во для трой ем п ее пр излуче- разоватепловому емник-преоб Изобретение относится к конт электронных узлах, пос тель теплового излучения компонентов схемы в электрический сигнал, устройство обработки данных устройство вывода информации, позволяющее, в частности, обнаруживать место дефекта в работающей схеме путем сравнения температурного профиля контролируемой схемы с эталонным и температурными профиля ми, соответствующими схеме с определенными дефектами 1.Недостатками этого устройства являются невысокая глубина поиска дефектов, так как происходит лишь локализация места проявления неисправности, которое не всегда совпадает с местом ее возникновения, недостаточная достоверность диагностирования, связанная с тем, что результат правильной идентификации дефекта зависит от возможных отклонений тепловых и электрических параметров компонентов контролируемого узла, от Параметров компонентов эталонного узла и от изменения внешних условий. Кроме того, необходимо хранить большое количество информации о влиянии любых предполагаемых дефектов на температуру компонентов узла.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для автоматического диагностирования радиоэлектронной аппаратуры (РЗА), содержащее приемник-преобразователь теплового излучения контролируемой схемы, источник эталонной информации о терморельефе контрольной схемы, блок синхронизации, первый выход которого соединен с входом синхронизации приемника-преобразователя теплового излучения, блок управления, первый вы7422 4 з 68 ход которого соединен с входом блока синхронизации, блок сравнения сигналов, снимаемых с выходов приемника теплового излучения и источника эталонной информации, снабженный пороговыми схемами, и индикатор2.Однако это устройство не может обеспечить достаточной глубины поиска дефекта и достоверности диагностирования, так как в качестве диагностического признака используется величина теплового излучения компонентов узла, в большой степени зависящая от их теплофизических характеристик (например, коэффициента излучательной способности поверхности) и от стабильности и идентичности параметров приемников-преобразователей теплового излучения контролируемой и эталонной схем. 50 55 Иель изобретения - увеличение глубины поиска дефектов и повышение достоверности диагностирования,Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее приемникпреобразователь, оптически связанный сдиагностируемым блоком, блок синхронизации, первый выход которого соединен свходом приемника-преобразователя, авход - с первым выходом блока управления, источник пороговых напряженийдвапороговых элемента, индикатор неисправностей, введены блок дифференцирования,блок обработки и хранения информации,блок формирования тестовых воздействий,при этом выход приемника-преобразователя через блок дифференцирования соединен с одним из входов каждого иэ пороговых элементов, другие выходы которыхсоединены с соответствующими выходами источника пороговых напряжений, апервый и второй входы обработки и хранения информаций соединены с соответствующими выходами пороговых элементов, третий вход с.здинен со вторымвыходом блока управления, а первый выход - с входом индикатора неисправностей, а первый вход блока формированиятестовых воздействий соединен со вторым выходом блока обработки и хранения информации, второй вход соединенсо вторым выходом блока синхрониза-.ции, а выходы - с соответствующимивходами диагностируемого блока.На чертеже представлена структурнаясхема устройства.Устройство имеет приемник-преобразователь 1 диагностируемого блока 2; 1 О 20 25 30 35 40 45 блок синхронизации 3; блок управления4; пороговые элементы 5 и 6, регистрирующие знак изменения теплового излучения компонентов узла и формирующие двоичный символ этого знака, первые входы которых соединены с выхо,дом блока дифференцирования 7, вход которого соединен с выходом приемника- преобразователя; источник пороговых напряжений 8, выходы которого подключены ко вторым входам пороговых элементов 5 и 6; блок 9 обработки и хранения информации,на первый и второй входы которого поступают сигналы с пороговых элементов, а на третий - сигнал со второго выхода блока управления 4; блок 1 О фиксации неисправностей, соединенный с первым выходом блока обработки и хранения информации; блок 11 формирования тестовых воздействий, выходы которого подключены к соответствующим входам диагностируемого узла, а к первому и второму входам подсоединены соответственно вторые выходы блока обработки и хранения информации и блока синхронизации.В качестве приемника-преобразователя 1 может быть использована любая система, обеспечивающая преобразование теплового излучения компонентов диагностируемой схемы в электрические сигналы, например система сканирующего типа.Блок дифференцирования в этом случае может быть построен с использованием устройств задержки или устройств памяти и схем сравнения, обеспечивающих образование конечной разности двух сигналов от одного и того же компонента через интервал времени д 1 . ПолученМ 1 ный сигнал, пропорциональный - буФ дд дет близок к первой, производной - - соответствующей скорости изменения теплового излучения данного компонента, а полярность сигнала определит знак изменения теплового излучения компонента. Пороговые элементы 5 и 6 могут быть построены с применением операционных усилителей и формирователей логических уровнений.Блоком 9 обработки и хранения информации может служить специализированное цифровое вычислительное устройство или малая ЦВМ, обеспечивающие хранение и считывание тестовой программы, определяющей состав и порядок подачи входных воздействий и соответст 687422вуюшие им эталонные знаки изменения теплового излучения компонентов диагностируюшего узла.Блок 10 фиксации неисправностей может быть построен с использованием устройств индикации, например индикаторных ламп, и запоминаюших устройств, например, на триггерах и должен обеспе чивать фиксацию номера компонента и номера тестового воздействия, при реализации которого знак изменения теплового излучения компонента не совпал со своим эталонным значением.Блок 11 формирования тестовых воздействий может быть выполнен на любыхэлектронных элементах, обеспечивающихсогласование параметров диагностируемого узла и блока обработки и хранения информации и должен содержать коммутатор, обеспечивающий соединение выходов блока формирования тестовых воздействий с соответствующими входамидиагностируемого узла, при смене типапоследнего.Принцип работы устройства основанна том, что мощность, рассеиваемая Кемпонентами РЭА, а следовательно, температура их поверхности и соответственноинтенсивности теплового излучения зави-сят от их электрического режима, который может резко меняться при скачкообразном изменении амплитуды или частоты сигналов, подаваемых на входыкомпонентов, и приводить к увеличениюили уменьшению интенсивности теплового излучения поверхности компонентовв случае исправности соединений, по которым подаются воздействия, и самихкомпонентов. Так, мошность, рассеиваемая интегральной схемой (ИС) изменяется при переключении логического состояния вентилей, входящих в ее состав, Например, переключение одного вентиля изсостояния "лог 1 " в состояние лог. 0" илииз состояния "лог. 0" в состояние "лог.1 в распространенных ИС типа ТТЛвызывает изменение мощности, рассеиваемой корпусом этой ИС на 10-20 МВТ,что приводит соответственно к повьпцению или понижению температуры крышкикорпуса ИС на 0,5 - 1 С. Соответствующим образом происходит увеличение илиуменьшение интенсивности теплового излучения крышки ИС,При диагностировании, например, цифровых узлов, построенных на логических6ИС, устройство работает следуюшим образом.Ф 5 11 5 2 О 25 зо 35 40 45 50 55 Блок управления 4, обеспечивающийфункционирование всего устройства, выдает команду запуска в блок 9 обработки и хранения информации и в блок синхронизации 3. При этом происходит считывание комбинации тестовых сигналовв блок 11 формирования тестовых воздействий из памяти блока обработки ихранения информации и переписываниеэталонных знаков изменения тепловогоизлучения корпусов ИС в двоичном коде в схему совпадения блока обработкии хранения информации. Блок синхронизации 3, в свою очередь, выдает команду в блок формирования тестовых воздействий, после которой исходная начальная комбинация тестовых сигналов,подаваемая на входы диагностируемогоблока 2, сменяется новой комбинацией,что приводит к переключению определенных ИС, темпаратура и тепловое излучение корпусов которых начинают меняться в ту или другую сторону или остаются неизменными в зависимости от наличия или отсутствия дефектов,Тепловое излучение корпусов ИС диагостируемого узла воспринимается приемником-преобразователем 1, который,например сканирует корпуса ИС диагностируемого узла в определенной последовательности. Блок синхронизациипри этом обеспечивает синхронную подачу электрических сигналов, пропорциональных тепловому излучению корпусов ИС в данный момент времени, навход блока дифференцирования 7. Черезвремя Ь 1 , которое определяется тепловыми переходными характеристикамикорпусов ИС и которое значительно больше времени одного полного сканированияск корпусов ИС диагностируемогоузла, на выходе блока дифференцирования появляется последовательность сигналов, полярность которых определяется направлением происходящего изменения теплового излучения соответствующих корпусов ИС, а амплитуда - скоростью этого изменения. Пороговые элементы 5 и 6, первые входы которыхсоединены с выходом блока дифференцирования, определяют соответственно положительную или отрицательную полярность сигналов, что соответствует увеличению или уменьшению теплового излучения корпусов ИС, 1 ля этого на вто 6874227рые входы пороговых элементов 5 и 6 подаются соответственно положительноеви отрицательное О пороговые напряжения с выходов. источника пороговых напряжений 8, определяющие пороги срабатывания пороговых устройств, исходя из условий их помехоустойчивости и величины сигнала, соответствующей минимальной скорости изменения теплового излучения корпусов ИС диагностируе 10 мого узла. При неизменяющемся тепловом излучении пороговые устройства не срабатывают и на их выходах формирует ся напряжение уровня долог. О". При положительном знаке изменения теплового излучения корпуса ИС на выходе порогового элемента 5 появляется напряжение уровйя "лог. 1, при отрицательном напряжение уровня "лог. 1 появляется на выходе порогового элемента 6, Таким образом, на первый и второй входы блока обработки и хранения информации с выходов пороговых элементов 5 и 6 поступает информация о знаке (направлении)25 изменения теплового излучения корпусов ИС в двоичном коде, где "10 означает увеличение теплового излучения,. соответствующего корпуса ИС, "01" - уменьшение, а "ОО - что изменения не про 30 исходит. Эти сигналы поступают на схему совпадения блока обработки и хранения информации, где сравниваются с требуемыми (эталонными) знаками изменения теплового излучения соответст 35 венно для каждого корпуса. Признаком обнаружения дефекта ИС или связанных с ее входами соединений является несовпадение знака изменения теплового излучения корпуса ИС с эталонньщ для дан ного изменения комбинации входных сиг. налов диагностируемого узла. При этом в устройстве фиксации неисправностей запоминается номер входного воздейст-.вия и номера корпу эв ИС где действи 4 тельные изменения теплового излучения не совпали с эталонными. Дешифрация попученных результатов, которая. может производиться также блоком обработки и хранения информации, позволяет установить место дефекта с точностью до свя зи и вентиля ИС, а также характер неисправности. Полная проверка диагностируемого узла осуществляется при реализации всех комбинаций входных воздействий, осуществляемых аналогично описанному выше согласно специально составленой тесто 8вой программе, которая формируетсятак чтобы обеспечить переключение каждой ИС по каждому ее задействованномувходу, Составление тестовой программыпроизводится на основании электрической схемы диагностируемого узла и сведений о мощности, рассеиваемой ИС всостояниях "лог. О" и "лог, 1 ф,В предлагаемом устройстве увеличение глубины поиска дефекта обеспечивается тем, что каждое изменение комбинаций тестовых сигналов воздействуетна определенные входы компонента узла,проверяемого данной комбинацией. Достсверность диагностирования повышаетсяза счет того, что знак изменения теплового излучения компонентов, являющийсядиагностическим признаком, не зависитот разброса их тепловых и электрическихпараметров, а также от изменения внешних условий,Изобретение позволит сократить затраты времени на поиск и локализациюдефектов в узлах радиоэлектронной аппаратуры,Формула изобретенияУстройство для автоматического диагностирования узлов; радиоэлектронной, аппаратуры по тепловому излучению компонентов, содержащее приемник-преобразователь, оптически связанный с диагностируемым блоком, блок синхронизации, первый выход которого соединен с входом приемника-преобразователя, а вход - с первым выходом блока управления, источник пороговых напряжений, два пороговых элемента, индикатор неисправностей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения глубины ,поиска дефектов и повышения достоверности диагностирования, в него введены блок дифференцирования, блок обработки и хранения информации, блок формирования тестовых воздействий, при этом выход приемника-преобразователя через блок дифференцирования соединен с одним иэ входов каждого из пороговыхФэлементов, другие входы которых соединены с соответствующими выходами источника пороговых напряжений, а первый и второй входы блока обработки и хранения информации соединены с соответствующими выходами пороговых элементов, третий вход соединен со вторым выходом блока управленияа первый выход - с входом индикатора неисправЗаказ 5572/43 Тираж 1090 Подписное ЦНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская, наб., д, 4/5филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ностей, а первый вход блока формирования тестовых воздействий соединен со вторым выходом блока обработки и хранения информании, второй вход соединен со вторым выходом блока синхронизации, а выходы - с соответствующими входами диагностируемого блока. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1 Ж. Электроника 1967, % 7,с, 22-28,2. Авторское свидетельство СССР