Анализатор помехоустойчивости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1636812 09 5 п 5 6 01 В 31/28 ИЗОБРЕТЕНИ ПИ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ вюЬО иг.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем управления(56) Авторское свидетельство СССР Мг 436304, кл, 6 01 Р 31/28, 1974.Авгорское свидетельство СССР М. 1370633, кл. 0 01 Б 31/28, 1986(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может былгь использовано для испытания на устойчивость к внешним дестабилизирующим воздействиям электронных систем, например систем контроля реактивности ядерных реакторов. Цель изобретения - повышение достоверности анализа за счет его обеспечения в любых цепях объекта контроля и за счет повышения чувствительности, достигается путем исключения влияния собственного шума объекта контроля, Анализатор содержит блок 1 дестабилизирующих воздействий, генератор 2 случайных состояний, сдвиговый регистр 3, генератор 4 синхроимпульсов, блоки 5.8,1 - 8,п. инвертирования, блок 9 селекции максимальноо сигнала, блок 10 установки порога, амплитудный компаратор 11, делитель 12 частоты, триггер 13, блок 14 индикации, элемент И 15, элемент ИЧИ 16, элемент 17 задержки, входную шину 18, информационные входы 19 119.п блоков 7 1 - 7.п интегрирования, информационный вход 20, прямой 21 и инверсный 22 выходы триггера 13, выход 23 генератора дестабилизирующих воздействий, информационный вход 24 и вход 26 синхронизации сдвигового регистра 3, входы 25 1 - 25 и блоков 6.1 - 6.п коммутации, счетный вход 27 делителя 12 частоты, вход 28 синхронизации тригера 13, инкремент- С ный вход 29 блока 1 дестабилизирующих1(эоз пей)( )вий Н)1 30:,;еж(4(, а установо 1- ныи Вод 31 т 5 эиггЩэа 13, усгэОВОчный ВХОД2 д 8 ли)ет)я 2 час)сты, устзкОвочный в(ОД .) д ОЛ 0 К аД(С 1. 1 Э 01)1 З.)У) )ЦИХ БОбДНИ(,1вии, 5(Г)а;:.)эв(э)нь)э э):эд) 3"ч 1 - 34.1 блоков 7,- 7 Р И(-)Г 8;-)(Э)ЭГа 4 ИТ 514пв ИЕ ПЕ 1 ратооэ 2 с (ч)эи)1 г Оос иЯн( (,Л)в)К)вогд 08" инте)эи(рования блоков 5 8 1 - Я и инвертирования, блока 9 селекции максимального сигнала, триггера 13, элемента И 15, элемента ИЛ, 16, элемента 17 задержки позволяет селектировать из совокупности сигналов лкэбь: цепей Обьектэ кон троля сиГналы, Возникаощие от действия дестабилизируО)Д 1 Х В(ээдеЙТВИИ, Ч 1 О ПОЗЬ ШВЕТ ДОСТОВВР - и,.,ЭЛ"Л(,(.Г И)Т 81 р;ЭОВЭ)4 Л, вторы" )ЗКй 8.Га, эмпли)уп,)л коъ,(1:;.В(00 1эли81)ь12 час.Огы, .1):). 8(э ", 1, ;ок 1-", и.,и;эц)ли,элементы )4 5 и )(1) х8, зле)е г 17 запержки, ВКОДН)у)0 10)у 11,3, икфо)э)"эц,."014 кьеВхОДь 19. 1 -,л бт)01 пэ,.),;1 интегри -рОВЭНя, ИнфС 1 рмац)0).11-)Ы Эх(.,Э, 2.: ТрГ ГЕра11., п(эямой 21 л) икверсы" (эьХО 1 ы и 1- Ма1)0.,ЬЬ; ВХО)1 l-, :З 1)1,"; ,:",: ; 1 Э ,вхо(;,:;.1 25),25 г) бтохпэ ;.- 4,.с,ута- Ц и и . в х э(1, 2 б с 1414 х )э 0 )- 1) э э ,.и ии О, 1-и 0 ( 0 и еГист)а 3 счетнь:,1 Вход ., и:; 44 еляУэстот,) В( и (8., ос, ,"1,; г(эп 1, И)1 Ч(РЕМЕ)-1 1")ЫЙ 1 х(ЭЛ1 О-" 1 прст 4г)изиру 0)цих Воздействий, н у 30 рея(114 э, с)анов)-ч ы( Вход 3 тиггэоэ 1 3 с Г,.оВочный В(ов 32 пел)ител 5. "э т(У ы, Останозочны 1 вход 3. (э ПокаДе(:т Ялк)бч)зи/1(э .1 х ВОздействий, уста)овп 1 ные хоп ц 1, 1 34.Г) бло"Ов (,и 1)тего",)эовэ)11,Блок 1 дест вбил изи ру)ощих воздействийфи, ) сОДержит счетчик )5 Оироа 4 элоговый эес)б)эазователь 36, клгоч 37, усигитель 38 мощнос)пи, блок 39 возбужде кия помехи например, в виде электромагкигного излучателя, ).риггер 40, элемент 41 индкэцик амп(И гуды помехи и элемент 42 индикации режима, ка схеме обозначены также установочный вход 43 счетчика 35, 1 О выход 44 переголнения счетчика 35. счетный вход 45 счетчика 35 разрядные вь)ходы 45) с В(чика 35 и вхсд 47 п)рэвен)я кл)оча(фигСодерж)х)т ге,ерэгор 48 случ йкых импульсов и три)(гер 49Блок ичтегрировэкия (фиг,2) содержитОперационный усилигель 50, конденсатор 51, клгоч 52, резисторы 53 и 54 и шину 55 20 нулевого потенциала, на схеме обозначеныгэк;,. о и)1)еотиг)у)опий 58 и; еинвеэтирукэ.огий 57 вколы усилителя 50 и вход 58 упоае- )Э(.1).Я;(О Ь2,КГ(5 эя 1"408 соеДи 18 кэ с Г)ервыми 25 входами блоков и,". 6,( )оммугэции, э через блок 5 и)вертиовэния - с втООыми вх 0- ,пами этИх лоОв, выход каждо 0 из котоэых соединен с информационным входом 19. соответству)ощего блока 7. интегрирова "пя, подкл)очекчого выходом к одному извходов блока 9 селекции максимального сигнала непосредственно и к другому входу этого блока чеэез оо. Ве гс гвугощий блок 8, икэертировэ)1;, )3 ь,хоп, блока 10 установки 35 пооога Соеке) с первым Входом амплитуДнОГО компэ)ээ (Орэ 1 1, втоэОЙ вхОД и зы- ХО В КО (,.)ОГО СОВ ПИ)-ЕНЬ СООТВЕТСТВЕННО С выходом блока 9 селекции максимального с)Г):.Влэ и с )1 нфООмэционкым ВхОдОм 20 40 триггера 13 подл)очекноо прямым 21 иикверсным 22 выходами соответственно к ВхоДу бло(э 14 икди)эци и к первому ВхоДу элемента И 15, Выход гскераторэ 2 случайных состояний соединен с входом 23 синх ронизэции блскэДестэбилизиру)ощихвоздейспвий и с ин)оОмац(Онным входом24 сдвигового регистра 3, каждый из разрядных выходов которого соединен с входом 25. управления соответствующего. блока 6. коммутации, Выход генератора 4 синхроимпуг ьсов соединен с входом 26 синхОонизации сдвиГОВОГО реГист;а 3 и сО счетным ВхОДОм 27 Делит 8 лЯ 12 частоты, Выход которого соединен с входом 28 синхронизации триггера :3 и через элем:.Нт 17 задержки с Вторым входом элемен.а И 15, подключенного выходом к первому входу элемента ИЛА 16 и к инкрементному входу 29 блока 1 дестабилизирующих воздействий, Шина 30 режима соединена с установочными входами 31 триггера 13, 32 делителя 12 частоты и 33 блока 1 дестабилизирующих Воздействий и с вторым Входом элемента ИЛИ ;6, Выход которого соединен с установочньми Входами 34,1 - 34,п блоков 7, - 7.гинтегрирова:,1 ия,Входная шина 18 анализатора предназначена для подкуючения к исследуемой цепи Объекта 59 контроля, которым может Являться лсобая электронная с:эма, наГри- М 8 Р СИСТема РЕГИСТВЦИИ Рва КТИ В НОС ГИ ядерноо реактора, и.Вдс.звлясшая собой последовательно .,Ое,",инень датчик 60 нойтроннОГО потока, н.малиэующий у лител61, функциональный преоорзэаэгтель 62 и ре:.истрирО .,88 ус ройс,во 63,Анализа;ор по;:ехоустой ивдсти работает следующим Образом,В исхОднОм сОстоянии (фи, 1): а шине 30 режима присугствует логическая (фиг.За), поступающая на установэнь:й вход 31 триггера 13 и устанавливаюиая на его выходе 21 логическлй "0 (фиг.Зб)ерез установочный вход 33 блока 1 Дес ГабилизируОщих Воздействий Гоступа;ощая на В;:Од триггера 40 и устанавливаюцая на его Выходе логический "0", а также поступающая на установочный вход,43 счетчика 35. устанавливая его разрядные выходы 46 в нулевое состояние (фиг,ЗВ), Кроме того, сигнал с шины ЗО режима поступает на установочный вход 32 делителя 12 частоты, блокируя в нем процесс счета, а также через элемен.ИЛИ 16 на установочные входы 34.1 - 34,п блоков 7,1 - 7,п интегрирования и далее (фиг,2) на вход 58 управления ключа 52, что приводи-, к его замыканию и установлению нулевого напряжения на выходах блоков 7.1 - 7,п интегрирования (фиГ,Зг, д) и, соответственно, на выходах блоков 8.1 - 8, и и нвертирования (фиг.Зе, ж). При этом на выходе блока 9 селекции максимального сигнала также устанавливается нулевое напряжение (фиг.Зэ), поступающее на вход амплитудного компаратора 11 и формирующее логический "0" на его выходе (фиг.Зи), которыйпоступает на информационный вход 20триггера 13,Процесс измерения помехоустойчивости объекта 59 контроля начинается при установке на шине 30 режима уровня логического "0" (фиг,За) и происходит следующим образом.Импульсы генератора 48, возникающие В произвольный момент времени (фиг,Зк), поступают на вход триггера 49, изменяя всякий раэ его логическое состояние. При этом на выходе генератора 2 случайных состояний возникает бинарная последовательность случайных состояний (фиг,Зл) со средней скважностью ц = 0,5, поступающая на информационный вход 24 сдвигового регистра 3 и через вход 23 синхронизации на вход 47 управления ключа 37, переключая его в соответствующие моменты времени и передавая напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 36 на вход усили 25 30 15 40 45 5055 теля 38 мощности и далее на вход блока 39 Возбуждения помехи.Импульсы синхронизации генератора 4 (фиг,Зм) поступают на счетный вход 27 делителя 12 частоты и на вход 26 синхронизации сдвигового регистра 3, периодически сдвигая вправо информацию с его входа 24. При этом на каждом из разрядных выходов сдви- ГОВОГО рЕГИСтра 3 ВОЗНИКаЕт КОМбИНацИя ЛО- гических "1" и "0", поступающая на вход 25. управления соответствующего блока 6. коммутации и поочередно соединяющая его выход с первым или вторым входами,Сигнал с входной шины 18 (фиг,Зн), отражающий состояние диагностируемой цепи Объекта 59 контроля, поступает на первые входы блоков 6,1 - 6.п коммутации непосредственно и на их вторые входы через блок 5 инвертирования. При этом на выходе каждого из блоков 6.1 - б.п коммутации образуется последовательность сигналов с входной шины 18 в прямой и инверсной формах, которая поступает на информационный вход 19, соответствующего блока 7, интегрирования и далее через резистор 53 на инвертирующий вход 56 операционного усилителя 50, на неинвертирующий вход 57 которого через резистор 54 поступает нулевое напряжение с шины 55. Коммутация напряжения на информационном входе 19каждого из блоков 7.1 - 7 и интегрирования вызывает чередование процессов заряда и разряда конденсатора 51, причем в связи с тем, что, благодаря Выполнению условия ц = 0,5 средние длительности заряда и разряда одинаковы, а сигналы на входной шине 18 и на выходе генератора 2 полностью независимы, напряжения на выходах блоков 7,1 - 7,п интег 163681250 55 рирования (фиг.Зг, д), а также на выходах блоков 8,1 - 8.п инвертирования (фиг.Зе, ж) и на входе блока 9 селекции максимального сигнала (фиг,Зз) находятся вблизи нулевого уровня и существенно меньше напряжения на выходе блока 10, вследствие чего на выходе амплитудного компаратора 11 поддерживается логический "0" (фиг, Зи).По прошествии времени, достаточного для усреднения напряжения на выходах блоков 7,1 - 7.п интегрирования на выходе делителя 12 частоты возникает импульс (фиг. Зо), поступающий на вход элемента 17 задержки и на вход 28 синхронизации триггера 13, подтверждающий логический "О" на его прямом выходе 21 и логическую "1" на инверсном выходе 22; поступающую на вход элемента И 15 и поддерживающую его в открытом состоянии.Импульс с выхода элемента 17 (фиг, Зп), задержанный на время, достаточное для переключения триггера 13, через элемент И 15 поступает на вход элемента ИЛИ 16 и далее на установочные входы 34.1 - 34.п блоков 7.1 - 7 п интегрирования, возвращая их в исходное состояние и обнуляя естественное напряжение дрейфа, накопившееся на конденсаторах 51, а также через инкрементный вход 29 блока 1 дестабилизирующих воздействий на счетный вход 45 счетчика 35, увеличивая число на его разрядных выходах 46(фиг,Зв) и напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 36, а следовательно, и уровень десталибизирующего воздействия, оказываемого блоком 39 возбуждения помехи на объект 59 контроля.В дальнейшем анализатор работает аналогичным образом, периодически увеличивая амплитуду дестабилизирующих воздействий, оказываемых блоком 39 на объект 59 контроля, При этом может случиться так, что после некоторого К-го увеличения уровень воздействий будет таким, что эффективность средств защиты объекта 59 контроля окажется недостаточной и в сигнале контролируемой в нем цепи, а следовательно, и на входной шине 18 (фиг,2 м) появится случайная компонента, синхронизированная с сигналами генератора 2 случайных состояний (фиг,2 л), хотя, возможно, и задерканная на некоторое время, не превышающее суммарного быстродействия блоков 60 - 62 объекта 59 контроля. В этом случае случайная компонента начинает накапливаться на одном из блоков 7, интегрирования, например на блоке . 7,1,напряжение на выходе которого начинает монотонно изменяться, например уменьшаться (фиг.Зг), а напряжение на выходе 5 10 15 20 25 30 35 40 соответствующего блока 8. инвертирования, в данном случае на выходе блока 8,1, начинает увеличиваться (фиг.Зе), что приводит к соответствующему увеличению напряжения на выходе блока 9 селекции (фиг,Зз) и формированию логической "1" на выходе амплитудного компаратора 11 (фиг,Зи). При этом очередной импульс с выхода делителя 12 частоты (фиг,Зо) при его поступлении на вход 28 синхронизации триггера 13 устанавливает на его инверсном выходе 22 логический "0", закрывающий элемент И 15 и блокирующий дальнейшее наращивание амплитуды помехи,На прямом выходе 21 триггера 13 устанавливается логическая "1" (фиг.Зб), поступающая на вход блока 14 индикации и возбуждающая его, что указывает на дости- жение предела помехозащищенности, численное значение которого считывается по показаниям элемента 41 индикации амплитуды помехи, проградуированного непосредственно в единицах соответствующих физических величин и отражающего такой уровень дестабилизирующих воздействий, при котором еще не возникает ни отказов, ни сбоев в работе, ни существенного искажения метрологических параметров объекта контроля, но уже сказывается начальное влияние на режим работы его элементов, предшествующее нарушению устойчивости их функционирования.В случае, если помехоустойчивость данной цепи объекта контроля достаточно велика и ни при каком другом уровне дестабилизирующих воздействий взаимосвязи между ними и сигналами объекта не возникает, после перебора всех состояний счетчика 35 на его выходе 44 переполнения возникает импульс, поступающий на второй вход триггера 40 и устанавливающий на его выходе логическую "1", что приводит к возбуждению элемента 42 индикации режима, указывающего на положительный исход испытаний, которые при необходимости могут быть повторены при подключении шины 18 к другим цепям объекта контроля или при использовании блока 39 другого, например разрядного, типа,Использование в анализаторе новыхэлементов, а именно генератора 2 случайных состояний, блоков 6.1 - б,п коммутации, блоков 7,1 - 7,п интегрирования, блоков 5 и 8.1 - 8,п инвертирования, блока 9 селекции максимального сигнала, сдвигового регистра 3, генератора 4 синхроимпульсов, триггера 13, элементов И 15 и ИЛИ 16 и элемента 17 задержки, и их связи позволяет селектировать из всей совокупности сигналов любых цепей объекта контроля сигналы, вызванные(О О Р М ,/ Л а И З О ( . ЕЕ(4 Я Р 1 ( а л:,1 3 а ( 0 (П О 8 Х ОСо (1 к3 О С ( ., Деря(ВЩий блок Дестабили(зиру(ОЩих Д 8 йствиЙ, делитель частоты, ампглГГГуд(ь( едмпа(рэтор соедиее(;:-(в(й (ервь: 4 входо.; ДИКаЦИИ; т Л ( Ч а К.;(1,:ЦЕЛ В(О Г(С ВЫЕНИЯ 6 О( товесОС Г; а.ВЛ, -,вв( дан --," Вратэо ча".1-, ь:хвнии, блои ( Омму(д,:( 8 Р ""блоки (,. В,(иоовани,;. б;(О,( (;(;С( МВЛ( (О О НаЛа, СДВИО: - ( - ,й Рег С-, бЛОК( И(чтегСИрееая ( ВН; - г;,атоп " , подклгоче(нного раз(рядными выхода;и,( входам упоавления соответству(ОЩих блскоз коммута(.,Ии, первые вход.( (:ОГО, ы,.: э : шиной анализатора, со - ,-: . - пеэвый блок инвертирова," Бто;; входами блоОВ коммутаЦии,выход .(а(до(о из которых через соответст, сэ .,: -.,Ло,(Тскроваия соединен сс(:О;,;:8(ст:, . и;, Вым ВхОдОм блока сеего:,т:рого олока инверти,(э:.-,н.,:я.:ь:ход( втооых блоков инвертиро-О За Н;.; СОЭД;НеЫ С СООТВВТС ( ВУ(ОЩИМИБто;.,ыь(л входа Олока селекции максийальноГс с(и на;я, СОединеннОГО ВыхОдОм с.: . ."( .: 8:;: ; . 8 н ( О го выходом с уста н О Воч, (,:., ,;ор,-: ;,;Лохов (,;(тегриоования, выхоо Г (азат(1,: с.:нхоонмпульсов соединен ,. л,; о; с(",;зп,изаци сдвигового регистоас ет.( входо( делителя частоты,:3 = КОДО( ( С ВХОДОМ СИН ХРОНИ зац. т,:и; 8(за, с .:ходом элемента задерх(,(., выод второго соединен с вторым1636812 Ооктор А.Осауленко Заказ 815 Тираж 426 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 оизводственно Составитель ВДворкРедактор О,Юрковецкая Техред М.МоргенталЮфИ