Устройство для проверки помехоустойчивости электронного блока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 09) ( ) Н 01 Н 69 01 РЕТВУ САНИ. ОБ улаги т конып. 144,иВиль 5.4О УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИД(56) 1. Автоматический конисправности электронных защтактной сети. Труды РИИЖТ,1978, с.20-25,2, Сборник трудов кПомехи в цифровой тенюс, 1971, гл. 5.( )(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИП МЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА, содержащее имитатор помех, связанный с проверяемым блоком, замыкающий ключ, блок управления и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения достоверностипроверки, в него дополнительно введены блок управляемых опорных состояний, элемент сравнения, второй замыкающий ключ, переключатель, программный блок, дополнительный источникпитания, сумматор, при этом одинвход переключателя соединен с выходом источника питания, другой вход -с выходом сумматора, управляемыйвход через блок управления - с первьввыходом программного блока, а выходс входом питания проверяемого блока,первый вход сумматора соединен с выходом дополнительного источника пи- .тания, а второй вход - с выходомимитатора помех, входы которого соединены соответственно с третьим,четвертым, пятым и шестым выходамипрограммного блока, второй выходкоторого через блок управляемыхопорных состояний соединен с первымвходом элемента сравнения, второйвход которого соединен с выходом проверяемого электронного блока, информационный вход которого через эамыкающий ключ соединен с входом программного блока, а управляемый входэтого ключа соединен с первым выходом программного блока, выход жеэлемента сравнения через второй замыкающий ключ соединен с индикатором,а управляемый вход второго замыкающего ключа соединен с выходом сумматора.2, Устройство по и1, о т л нч а ю щ е е с я тем, что имитатор помех содержит генератор сигналов переменной амплитуды, формы, длительности и частоты следования, манипулятор, модулятор, фильтр и ключ, при этом первый и второй входы генерато, ра сигналов и вход манипулятора слу жат соответственно входами всего имитатора помех, а выходы генератора сигналов и манипулятора соединены с , входами модулятора, выход которого через параллельно соединенные фильтр и ключ соединен с выходом имитатора помех, управляемый же вход ключа служит четвертым входом имитатора помех.3. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что программный блок содержит датчик тока, индикатор, генератор контрольного сигнала, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, ключ, переключатель, блок имитации выходного сопротивления источников информационных сигналов, пять органов управления параметрами имитирующих сигналов (помех) три выключателя и клемму питания, причем вход датчика тока служит входом всего программного блока, второй выход которого соединен с первым выходом указанного датчика, второй (информационный) выход которого соединен с индикаторсе, выход генератора контрольного сигнала через последовательно соединенные усилитель с . регулируемым коэффициентом усиления,1067546 ключ и переключатель соединен с вторым выходом программного блока, второй вход переключателя соединен с выходом блока имитации выходного сопротивления источников информационных сигналов, один орган управления соединен с управляемым входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, остальные четыре органа управления соединены с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами программного блока, а клемма питания программного блока через первый выключатель соединена с управляемым входом ключа, через второй выключатель - с управляемым входом переключателя и через третий выключательс первым выходом программного блока.4, Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что манипулятор выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов. Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам контроля правильности функционирования различной электронной аппаратуры в период ее работы или перед включением. 5Известно устройство для проверки ,правильности работы, например, электронной аппаратуры защиты, содержащее узел задания параметров срабатывания элементы коммутации,. элементы фикса" ции срабатывания (,13.Однако это устройство не позволяет проверить устойчивость электронной аппаратуры в условиях воздействия на нее различных, имеющих место в эксплуатации, помех.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для проверки электронной аппаратуры на помехоустойчивость, содержащее блок имитации помех, связанный с цепями проверяемой аппаратуры, узел коммутации, позволяющий подключить указанный имитатор помех в различные точки схемы проверяемой аппаратуры, элемент сигнализации 25 .срабатывания 23. Недостатками этого устройства яв" ляются сравнительно невысокая достоверность проверки, обусловленная, главным образом, проверкой помехо устойчивости только по входным каналам, отсутствием возможности имитации помехи в широком диапазоне изменения ее параметров (амплитуды, Формы, длительности, частоты следова ния), отсутствие возможности имита-5. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ющ е е с я тем, что модулятор выполнен в виде блока с переменным коэффициентом передачи, например в виде размыкающего ключа (или усилителя) . 6. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сумматор выполнен в виде блока сложения двух напряжений,. например в виде суммирующего операционного усилителя. 7. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управляемых опорных состояний выполнен в виде электронного эталонного блока и индикатора, причем вход и выход блока управляемых опорных состояний служат входом и выходом электронного эталонного блока, а вход индикатора подключен к выходу указанного блока. 2ции выходного сопротивления источника помехи в широком диапазоне изменения его величины, а также реализации условий планирования эксперимента прн сочетании различных воздействующих факторов и сравнения результата с ожидаемым (опорным) состоянием.Цель изобретения - повышение достоверности проверки помехоустойчивости электронного блока.Указанная цель достигается тем, что в устройство для проверки помехоустойчивости электронного блока, содержащее имитатор помех, связанный с проверяемым блоком, замыкающий ключ, блок управления и индикатор, дополнительно введены блок управляемых опорных состояний, элемент сравнения, второй замыкающий ключ, переключатель, программный блок, дополнительный источник питания, сумматор, при этом один вход переключателя соединен с выходом источника питания, второй вход - .с выходом сумматора, управляемый вход - с первым выходом программного блока, а выход - с входом питания проверяемого блока, первый вход сумматора соединен с выходом дополнительного источника питания, а другой вход - с выходом имитатора помех, входы которого соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестыа выходами программного блока, второй выход которого через блок управляемых опорных состояний соединен с1067546 5 30 15 20 25 30 тор 19 контрольного сигнала, усили тель 20 с регулируемым коэффициентом усиления, замыкающий ключ 21,40 В блок 11 управления входят много позиционный переключатель 40 и инди 55 катор 41При проверке и блоков вво 60 переключатель 39 может быть выполпервым входом элемента сравнения,второй вход которого соединен с выходом проверяемого электронногоблока, информационный вход которогочерез замыкающий ключ соединен свходом программного блока, а управляемый вход этого ключа соединен спервым выходом программного блока,выход же элемента сравнения черезвторой замыкающий ключ соединен синдикатором, а управляемый вход второго замыкающего ключа соединен свыходом сумматора.Имитатор, помех содержит генератор сигналов переменной амплитуды,формы, длительности и частоты следования, манипулятор, модулятор, фильтри ключ, при этом первый и второйвходы генератора сигналов и вход манипулятора служат соответственновходами всего имитатора помех, а выходы генератора сигналов и манипулятора соединены с входами модулятора,выход которого через параллельносоединенные Фильтр и ключ соединенс выходом имитатора помех, управляемый же вход ключа служит четвертымвходом имитатора помех,Программный блок содержит датчиктока, индикатор, генератор контрольного сигнала, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, ключ,переключатель, блок имитации выходного сопротивления источников информационных сигналов, пять органовуправления параметрами имитирующихсигналов (помехи), три выключателяи клемму питания, причем вход датчика тока служит входом всего программного блока, второй выход которогосоединен с первым выходом указанного датчика, второй (информационный)выход которого соединен с индикатором, выход генератора контрольногосигнала через последовательно соединенные усилитель с регулируемым ко.эффициентом усиления, ключ и переключатель соединен с вторым выходомпрограммного блока, второй вход переключателя соединен с выходом блокаимитации выходного сопротивленияисточников информационных сигналов,один орган управления соединен суправляемым входом усилителя с регулируемым коэффициентом усилителя,остальные четыре органа управлениясоединены с третьим,. четвертым, пя-.тым и шестым выходами программногоблока, а клемма питания программного блока через первый выключательсоединена с управляемым входом ключа, через второй выключатель - суправляемым входом переключателя ичерез третий выключатель - с первымвыходом программного блока.Манипулятор может быть выполненв виде генератора прямоугольныхимпульсов. 6 Модулятор может быть выполнен в виде блока с переменным коэффициентом передачи, например в виде размыкающего ключа (или усилителя)Сумматор может быть выполнен в виде суммирующего операционного усилителя.Блок управляемых опорных состояний может быть выполнен в виде электронного эталонного блока и Индикато- ра, причем вход и выход блока управляемых опорных состояний служат входом и выходом электронного эталонного блока, а вход индикатора подключен к выходу указанного блока..На чертеже представлена функциональная схема одного из вариантов реализации устройства для проверки помехоустойчивости электронного блока.Устройство содержит имитатор 1 помех, дополнительный источник 2 питания, сумматор 3, замыкающие ключи 4 и 5, переключатель 6, программный блок 7, блок 8 управляемых опорйых состояний, элемент 9 сравнения, индикатор 10 и блок 11 управления.Имитатор 1 помех содержит генератор 12 сигналов переменной амплитуды, Формы, длительности и частоты следования, манипулятор 13, модулятор 14, фильтр 15 и размыкающий ключ 16.ПрОграммный блок 7 содержит датчики 17 тока, индикатор 18, генерапереключатель 22, блок 23 имитации выходного сопротивления источниковинформационных сигналов, органы 2428 управления параметрами имитирующих сигналов (помехи), выключатели29-31 и клемму 32 питания, Блок 8управляемых опорных состояний содержит эталонный электронный блок 33 и индикатор 34,На чертеже изображены также источник 35 электроэнергии, каналы 36 передачи .и распределения энергии,источники 37 питания (например, выпрямители) контролируемые электронные блоки 38 и для случая проверки п количества электронных блоков 38 многопозиционный переключатель 39. дят также логический элемент 42 ИЛИ вв программный блок 7На чертежеизображены также клеммы 43-45 и выключатели 46 и 47 . Многопозиционный нен из ключей 48.При необходимости повысить надежность функционирования устройства за счет разнесения в цространстве (уменьшения паразитных .емкостей) ли 1067546ний подведения рабочих и имитирующихсигналов вводится многопозиционныйпереключатель 49, который может бытьвыполнен из ключей 50. Источник 35электроэнергии соединен через каналы 36 передачи и распределения элект роэнергии с входами источников 37 питания, выходы которых соединены с первыми входами переключателей 6Вторые входы переключателей 6 соединены (через многопозиционный перек- ц лючатель 49) с выходом сумматора 3Управляемые входы переключателей 6(через блок 11 управления) соединены с первым выходом программного блока 7. Выходы переключателей 6 соединены с входами питания, проверяемых электронных блоков 38, выходы которых (через многопозиционный переключатель 39) соединены с вторымвходом элемента 9 сравнения.Информационные входы проверяемых электронных блоков 38 через замыкающие ключи 4 соединены с входами программного блока 7 . Управляемые входы ключа 4, а также многопозиционных 2переключателей 4 Ь и 39 соединены свыходами блока 11 управления, входкоторого соединен с первым выходомпрограммного блока 7Второй вход программного блока 7 соединен с входом блока 8 управляемых опорных состояний, выход котррого соединен с первым входом элемента 9 сравнения, выход которого через замыкающий ключ 5 соединен с входом индикатора 10. Управляемый вход замыкающего 35 ключа 5 соединен с выходом сумматора 3, первый вход которого через последовательно соединенные дополнительный источник 2 питания и выключатель 46 соединен с клеммой 43, к 4 О которой подведено напряжение, например, постоянного тока. Второй вход сумматора 3 соединен с выходом имитатора 1 помех, первый второй, тре тий и четвертый входы которого соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым и шестым выходами программного блока 7. Вход питания имитатора 1 помех соединен с выходом выключателя 46. Клеммы 44 через выключатели 47 соединены с клеммами 45, которые соединены с информационными входами проверяемых электронных блоков 38В блоке. имитатора 1 помех первый и второй входы служат входами генератора 12 сигналов переменной амплитуды, Формы, длительности и частоты следования, третий вход - входом манипулятора 13, а четвертый вход - управляемый входом размыкающего клю ча 16. Выход генератора 12 сигналов переменной амплитуды, формы, длительности и частоты следования соединен с первым входом модулятора 14, а выход манипулятора 13 - с вторым управляемым входом модулятора 14, выходкоторого через параллельно соединенные фильтр 15 и размыкающий ключ 16соединен с выходом всего имитатора 1помех.В программном блоке 7 его входыслужат входами датчиков 17 тока, выходы которых подсоединены к второмувыходу программного блока 7 и к выходу переключателя 22, первый входкоторого через последовательно соединенные замыкающий ключ 21 и усили-.,тель 20 с регулируемым коэффициентом усиления соединен с выходом генератора 19 контрольного сигнала, авторой вход переключателя 22 соединен с выходом блока 23 имитации выходного сопротивления информационного сигнала. Информационные выходыдатчиков 17 тока через логическийэлемент 42 ИЛИ соединены с индикатором 18. Клемма 32 через выключатели29 и 30 соединена с управляемымивходами замыкающего ключа 21 и переключателя 22, а через выключатель31 - с первым выходом программногоблока 7, третий, четвертый, пятый ишестой выходы которого служат выходами органов 27, 26, 25 и 24 управления сигналов,В блоке 8 управляемых опорныхсостояний его вход алужит входом эталонного электронного блока 33, выход которого соединен с индикатором34 и с выходом всего блока 8 управляемых опорных состояний.В блоке 11 унравления его выходыслужат выходами многопоэиционногопереключателя 40, а вход - входоминдикатора 41,В многоозиционном переключателе 39 выходы служат входами замыкающих ключей 48, выходы которых соединены с выходом всего многопозиционного переключателя 39. Управляемыйже вход многопозиционного переключателя 39 соединен с управляемыми входами всех входящих в него замыкающихключей 48.В многопозиционном переключателе49 выходы являются выходами входящихв него замыкающих ключей 50, входыкоторых соединены с общим входомэтого многопозиционного переключателя 49. Управляемые же входы многопозиционного переключателя 49 служатуправляемыми входами замыкающих ключей 50.Работа устройства происходит следующим образом,Перед вводом электронных блоков38 в эксплуатацию, а также в периодыпрофилактических работ и ремонтовосуществляется проверка их работоспособности и помехоэащищенности.Проверка может быть осуществленав следующих режимах: первый - приналичии помех в питании. электронногоблока 38 и наличии сигнала на егоинформационном входе от штатного источника информационного сигнала;второй - при наличии помех в питанииэлектронного блока 38 и отсутствиисигнала на его информационном входе;третий - при наличии помех в питанииэлектронного блока 38 и подаче наего информационный вход контрольного сигнала из программного блока 7;четвертый - при наличии помех в питании электронного блока 38 и имитации выходного сопротивления штатного источника информационного сигнала(сам информационный сигнал при этомна информационном входе электронного блока 38 отсутствует),Возможна организация и других режимов проверки.,Перед процессом собственно проверки в программном блоке 7 с помощью органов 24-28 управления, которые могут представлять20собой регулируемые усилители напря 1 жения постоянного тока со шкалами,выставляются необходимые параметрыиь.лтируемых сигналов. Напряжения свыходов органов 24-27 управленияподключаются на соответствующие четыре входа имитатора 1 помех. Затемс помощью блока 11 управления (с по-.мощью находящегося в нем многопозиционного переключателя 40) подключаютчерез переключатель 6 и.многопозиционный переключатель 49 к выходу сумматора 3 вход питания. того электронного блока 38, номер которого соответствует установленному положению 35многопозиционного переключателя 40Одновременно с этим с помощью соот. -ветствующего замыкающего ключа 48в многопозиционном переключателе 39информационный вход выбранного электронного блока 38 подключается к соответствующему датчику 17 тока впрограммном блоке 7, а выход выбранного электронного блока 38 подключается соответственно к второму входуэлемента 9 сравнения. 45 Затем в зависимости от выбранного 50 в результате чего на выходе сумматора 3 появляются имитируемые сигналы,для электронного блока 38 режима .проверки проводят установку органа 28 управления и в той или иной комбинации (которые раскрыты далее) :замыкают ключи 29-31 в программном блоке 7, после чего с первого выхода программного блока 7 получают сигнал на вход 5 лока 11 управления (на вход индикатора 41) о готовно ети всего устройства к проверке выбранного электронного блока 38 в заданном режиме и при заданных параметрах имитирующих сигналов.Получив эту.информацию, замыкают 60 ключ 46, что ведет к подаче напряжения питания на имитатор 1 помех и дополнительный источник 2 питания,представляющие собой алгебраическуюсумму калиброванных помех и питания,которые поступают по подготовленнымуказанным цепям на вход питания выбранного для проверки электронногоблока 38, а также на управляемыйвход замыкающего ключа 5, вызываяего замыкание, в результате чего выход элемента 9 сравнения подключается к входу индикатора 10.В связи с тем, что сигнал с второго выхода программного блока 7 поступает на вход блоКа 33 управляемыхопорных состояний в момент поступле-.ния сигнала готовности с первоговыхода программного блока 7 на индикатор 41 в блоке 11 управления, ток моменту поступления на второй входэлемента 9 сравнения сигнала (отклика) с выхода выбранного для проверки электронного блока 38, на первомвходе элемента 9 сравнения уже присутствует сигнал.Информация о состоянии сравниваемых сигналов через замыкающий ключ 5поступает на индикатор 40 в качестве результата проверки.Если отклик (реакция) проверяемого электронного блока, например38-1, на поданные на него допустимыевоздействия (по любым входам), на еговыходе соответствует установленномудля данного случая опорному состоянию на выходе блока 8 управляемыхопорных состояний, то помехозащищен-,ность этого электронного блока нахо-,дится в норме, сигнал рассогласования на выходе элемента 9 сравненияотсутствует, и индикатор 10 не показывает аварийного состояния,В противном случае появление сигнала рассогласования на выходе элемента 9 сравнения ведет к индикациисигнала аварийности электронногоблока 38-1 на индикаторе 10.Указанный алгоритм подготовки кпроверка предполагает (что как правило, имеет место на практике), чтофункциональные зависимости амплитуды, Формы, длительности и частотыследования сигналов имитатора 1 помех от величин подаваемых на его соответствующие входы напряжений стретьего, четвертого, пятого и шестого выходов программноГо блока 7 уста"новлены заранее, т.е. априорно известны к моменту проверки.Если же такая информация отсутствует, то первый подготовительнойоперацией к проверке является включение выключателя 46, т.е. подачанапряжения питания на имитатор 1 помех и дополнительный источник 2 питания:после чего проделывают необходимые установочные операции в программном блоке 7, а затем по сигналуготовности иа индикатор 41 с помощьюблока 11 управления (как указывалось)выбирают проверяемый электронныйблок 38.В этом случае управляемый вход замыкающего ключа 5 подсоединяется к дополнительному выходу блока,11 управления (выключатель в блоке 11 управления - не показан", чтобы не затруднять восприятие), включение, которого является последней операцией, а не к выходу сумматора 3, как для указанного случая.Следует пояснить, что при подаче на вход блока 8 управляемых опорных состояний сигнала (с второго выхода программного блока 7), на его выходе появляется соответствующее опорное (эталонное) состояние, например, логическая единица, соответствующая наличию информационного сигнала на входе проверяемого блока 38, или логический нуль, соответствующий отсутствию информационного сигнала на информационном входе проверяемого блока 38. Выбор того или иного состояния формируется с помощью прог- раммного блока 7 в зависимости от наличия или отсутствия на клемме 45 (информационном входе электронного блока 38) информационного сигнала, информацию о чем получают через ключи 4 с помощью датчиков 17 тока и индикатора 18. Так например, с по 5 15 25 30 10 20 мощью органа 27 управления может быть выставлена необходимая амплитуда имитируемого сигнала (если напряжение на выходе органа 27 управления испольэовать как напряжение питания генератора 12); с помощью напряжения с выхода органа 26 управления можно изменять частоту генерации синусоидальных сигналов на выходе генератора 12, если это напряжение подавать . на частотнозадающий элемент генератора 12, например, варикап.С помощью напряжения с органа 25 управления можно изменять аналогичным образомчастоту генерации сигналов с выхода манипулятора 13. Сигна 35 40 45 лы с.выхода манипулятора 1:, поступаяна управляемый вход модулятора 14 формируют паузы в сигналах, генерируе мых генератором 12, Если модулятор 14 выполнен в виде ключа, то это достигается периодическим размыканием ключа, а если модулятор 14 выполнен в виде усилителя, то периодическим переводом его рабочей точки в зону насыщения вольт-амперной характеристики усилителя. С помощью напряжения с выхода органа 24 управления обеспечивают создание определенной Формы имитируемых сигналом вводом Фильтра 15 (размыкая ключ 16) в цепь ,имитируемого сигнала, либо исключая этот. Фильтр 15 из указанной цепи.С помощью органа 28 управления регулируется коэффициент передачи 50 55 60(усиления) усилителя 20, чем достигается регулировка уровня контрольногосигнала,При необходимости отключения выходного сопротивления источника сигнала от электронного блока 38 и подключения вместо него блока 23 имитации выходного сопротивления замыкается выключатель 30 и переключатель22 переводится в положение П,При необходимости осуществлениярежима проверки в условиях подлечина информационный вход электронногоблока 38 контрольного сигнала замыкается выключатель 29, что приводитк замыканию ключа 21 и подаче контрольного сигнала на второй выходпрограммного блока 7, В этом режимевыключатель 30 должен находиться вразомкнутом состоянии, что обеспечивает нахождение переключателя 22 вположении 1.После выбора заданного режима проверки замыкается выключатель 31, подавая в блок 11 управления (на индикатор 41) сигнал о готовности к проверке, после чего в блоке 11 управления с помощью многопозиционногопереключателя 40 выбирается поверяемый электронный блок 38.С целью исключения появления ложной информации на входе индикатора10, в период времени, когда сигнална первом входе элемента 9 сравненияуже присутствует, а на втором входееще отсутствует; между выходом элемента 9 сравнения и входом индикатора 10 ввецен замыкающий ключ 5, замыкание которого может осуществляться либо по сигналу с выхода сумматора 3, либо лучше с выхода блока11 управления.После завершения проверки состояния помехозащищенности первогоэлектронного блока 38, многопозиционные переключатели 49 и 39 по коман.де с блока 11 управления переводятся в следующую позицию, для проверки, например, второго электронногоблока 39. Одновременно переключается переключатель 6 и замыкаетсяключ 4 второго проверяемого блока,а переключатель б и ключ 4 первогоблока возвращаются в исходное состояние, Проводится проверка второгоэлектронного блока 38 и т.д,Процесс проверки помехозащищенности и работоспособности электронных блоков 38 может совершаться какв автоматическом режиме (не показан),так и операторам (вручную) . При этомможет быть снята характеристика каждого блока в зависимости от амплитуды, формы, длительности и частотыследования помех в цепи питания,Эти характеристики могут документироваться и затем сравниваться при очередных проверках. Тенденция их изменения может быть использована для1067546 Составитель В. Зимак Редактор А.Химчук Техред С, Мигунова Э ректор Ю.Макаренко,Заказ 11218/54 Тираж 687 Подл ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4исн филиал ППП фПатентф, г,ужгород, ул.Проектн прогнозирования остаточного ресурса электронных блоков нагрузки,Достоверность достижения поставленной цели проверена аэкспериментально и теоретически.Технико-экономический эффект пред ложения заключается в повышении надежности эксплуатации электроустановки, а также в упрощении процесса ее дефектацин и ремонтапри комплектовании или выходахнз строя отдельных потребителей,что дает прямой экономическийэффект.