Устройство для контроля источников сигналов

3 СОВЕТСКИХКЕЦКПЩЕОИ СПУЬ ЛИК К 21/3 М; Н 03 К 5/1 БРЕТЕНИ ю ,ь СТВ 31) Зф 33912/18"2(56) 1. Кудрицкизация контроля рпаратуры. М., "С1977, с. 15-16,2. Авторскоепо заявке И 32273кл. Н 03 К 5/19,(088,8) Автомати-. ой апоУ В Д диоэлектрон ветское рад видетель.с77/18-21,1981,ОСХДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ САНИЕ ТОРСКОМУ СВИДЕ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯИСТОЧНИКОВ СИГНАЛОВ, содержащеегруппу входных шин, элемент И, коммутатор сигналов, счетчик и формирователь управляющих сигналов, выходысчетчика соединены с адресными входами коммутатора сигналов, информаци"онные входы которого соединены сгруппой входных шин, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности локализации неисправностей взаимодействуоцих аналого"вых устройств, в него введены шинауправления, пороговый блок, блокизменения порога, дешифратор, регистри блок анализа неисправностей, информационные входы которого соединеныс выходами регистра, информационные.входы которого соединены с выходамидешифратора, входы которого соединеныс выходами счетчика, шина управления .соединена с первым входом формирователя управляющих сигналов, второйвход которого соединен с дополнительным выходом счетчика, выход коммутатора сигналов соединен с первым входом порогового блока, второй вход и. выход которого соединены соответственно с выходом блока изменения порога и с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым управляющим входом регистра, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы Формирователя управляющих сигналов соединены соответственно со счетным входом счетчика, с входом блока изменения порога, с вторым входом элемента И, с вторым управляющим входом регистра и с управляющим входом блока анализа неисправностей.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок анализа неисправностей содержит группу элементов НЕ, элементы И-НЕ, по коли- . честву элементов НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ и три дополнительных элемен та И-НЕ, выход элемента ИЛИ соединен с первыми входами элечентов И-НЕ, вторые входы которых соединены через элементы НЕ с первой частью информационных входов блока анализа неисправностей, остальные информационные входы которого соединены с остальными входами элементов И-НЕ, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ и с первой группой выходных шин, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами трех дополнитель" ных элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с шинами управления и с входами элемента ИЛИ, выходы дополнительных элементов И-НЕ соединены с дополни тельными выходными шинами.5781048Изобретение относится к импульс"ной технике, в частности к устройствам для контроля источников электрических сигналов, и может быть использовано для контроля работоспособ-,5ности и допускового контроля аналого-вых. устройств.Известна система контроля аналоговых сигналов, содержащая ЦВИ, блокпреобразования аналог-код, блок10сопряжения, Информация, полученнаяпосле преобразования аналог-код,сравнивается в ЦВИ с номинальнымизначениями, заранее записанными вДЗУ. По результатам сравнения ЦВИ 15осуществляет оценку общей работоспособности контролируемых устройства при выходе за пределы допусководного или нескольких параметровЦВИ по специальной подпрограмме . 20осуществляет локализацию неисправности и устанавливает ее причину.Известная система контроля. обладаетвысокими техническими характеристиками 1 ),.25Недостатком известной системыявляется ее относительная сложность,требующая больших аппаратурных затратеИзвестно устройство для контроля оисточников сигналов, содержащеегруппу входных шин, два элемента И,два элемента НЕ, элемент ИЛИ, комму"татор сигналов, счетчик, Формировательуправляющих сигналов, выходы счетчи ка соединены с адресными входамикоммутатора сигналов, ийФормационныевходы которого соединены с группойвходных шин и с выходом генератора,выход коммутатора сигналов соединен 4 Ос первым входом первого элемента Ии соединен через первый элемент Нбс первым входом второго элементаИ, выход Формирователя управляющихсигналов соединен со вторым входомпервого элемента И и соединен черезвторой элемент НЕ со вторым входомвторого элемента И, выходы элементовИ соединены со входами элементаИЛИ, выход которого соединен сосчетным входом счетчика,Известное устройство работает следующим образом. При исправной работе всех источников входных импульсов на информационные входы ком мутатора сигналов поступают импульсы ., На выход коммутатора сигналов проходит импульс с информацяонногс входа, разрешенного. соответствующейкомбинацией двоичного кода, посту"пающего со счетчика.,С выхода комму"татора сигналов иипульс через элемент И, открытый сигналом с формирователя управляющих сигналов, и элементИЛИ поступает на счетный вход счетчи-,ка и наращивает информацию в немна единицу. При это на вход коммутатора сигналов подключается очередной контролируемый канал; При отсут-ствии импульсов в контролируемомканале уровень логического "0"или логической "1" ) счетчик не переключится и его состояние будет соот- "ветствовать номеру отказавшего ис"точника импульсов, В этом случаепереключение счетчика производитсясигналом, поступаоцим с формирователя управляющих сигналов, который.совпадает с постоянйым уровНем напервом элементе И или на второмэлементе И и через элемент ИЛИ поступает на,счетчик, При отсутствиинеисправностей код на выходе счетчика меняется с частотой входныхимпульсов, На контрольный информацион"ный вход коммутатора счетчиков поступают импульсы от генератора контрольного канада, причем частота импульсов генератора контрольного ка.нада во много раз ниже частоты входных контролируемых импульсов и определяет периодичность опроса конт"ролируемых каналов. Известное устройство выявляет неисправный канал толь,ко циФровых. устройств 21Недостатком известного устройстваявляется то, что оно не позволяет выявить неисправный канал аналоговыхустройств, а тем более локализовать неисправность взаимодействующиханалоговых устройств.Цель изобретения - обеспечениевозможности локализации неисправности взаимодействующих аналоговыхустройств,Указанная цель достигается тем,что в устройство для контроля источников сигналов, содержащее группувходных шин, элемент И, коммутаторсигналов, счетчик и формировательуправляоцих сигналов, выходы счетчика соединены с адресными входамикоммутатора сигналов, информационные входы которого соединены с группой входных шин, введены шина,управления, пороговый блок, блок изменения1048578 зпорога, дешифратор, регистр и блок . анализа неисправностей, информационные входы которого соединены с выходами регистра, информационные входы которого соединены с выходами дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, шина управления соединена с первым входом формирователя управляющих сигналов, второй вход которого соединен с дополнитель- щ ным выходом счетчика, выход коммутатора сигналов соединен с первым вхо" дом порогового блока, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом блока изменения порога и с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым управляющим входом регистра, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы формирователя управляющих сигналов соединены соответственно со счетным входом счетчика, со входом блока изменения порога, со вторым входом элемента И, со вторым управляющим входом регистра и с управляю-, р щим входом блока анализа неисправностей.В устройстве для контроля источников сигналов блок анализа неисправностей содержит группу элементов НЕ, элементы И-НЕ по количеству элементов НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ и три дополнительных элемента И-НЕ, выход элемента ИЛИ соединен с первыми входами элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены через элементы НЕ с первой частью информационных входов блока анализа неисправностей, остальные информационные входы которого соединены с остальны О ми входами элементов И-НЕ, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ-НЕ и с первой группой выходных шин, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами трех дополнительных элементов И-НЕ, вторые. входы которых соединены соответственно с шинами управления и со входами элемента ИЛИ, выходы дополнитель. ных элементов И-НЕ соединены с дополнительными выходными шинами.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для контроля источников сигналов, на фиг. 2 - диаграммы работы устройства для контроля источников сигналов, на фиг. 3 - схема блока анализа неисправностей устройства для контроля источников сигналов. 4Устройство содержит группу 1 входных шин, коммутатор 2 сигналов, формирователь 3 управляющих сигналов, счетчик 4, пороговый блок 5, блок 6 изменения порога, элемент 7 И, дешифратор 8, регистр 9, блок 10 анализа неисправностей, выходные шины 11 - 14 и шину 15 управления,Группа 1 входных шин соединена с информационными входами коммутатора 2 сигналов, выход которого соединен с первым входом порогового блока 5,. второй вход и выход которого соедине" ны соответственно с выходом блока 6 изменения порога и с первым входом элемента 7 И, выход которого соединен с первым управляющим входом регистра 9, выходы и информационные входы которого соединены соответственно с информационными входами блока 10 анализа неисправностейи с выходами дешифратора 8, входы которого соединены с адресными входами коммутатора 2 сигналов и соединены с выхо" дами счетчика 4, дополнительный выход которого соединен с первым входом формирователя 3 управляющих сигналов, второй вход, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с шиной 15 управления, со счетным входом счетчика 4 со входом блока 6 изменения порога, со вторым входом элемента 7 И, со вторым управляющим входом регистра 9 и с управляющим входом блока 10 анализа неисправностей, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с выходными шинами 11, 12 и 13, до- полнительные выходы блока 10 анализа неисправностей соединены с выходными шинамиНа фиг. 2 представлены диаграммы 16 - 20 сигналов соответственно на первом, втором, третьем, четвертом и пятом выходах формирователя 3 управляющих сигналов. Блок 10 анализа неисправностей3 10485нены со входами элемента 26 ИЛИ, выход которого соединен с первымивходами элементов 24-1 и 24-2 И-НЕ,.вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов 525- 1 и 25-2 НЕ, входы которых соединены соответственно с информационными входами 23-1, 23-2 блока 10 анализа неисправностей, информационныевходы 21 и 22 которого соединены 10соответственно .с третьими входамиэлементов 24-1 и 24-2 И-НЕ, выходыкоторых соединены соответственно с додополнительными выходами 34-1 и 34-2:блока 10 анализа неисправностей исоединены со входами элемента.27ИЛИ-НЕ, выход которого соединенсо вторыми входами элементов 28-30И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с выходами 31-33 блока1 О анализа неисправностей .Коммутатор 2 сигналов являетсякоммутатором аналоговых сигналов,обеспечивающий коммутацию на свовыход сигналов, поступивших навход, номер которого соответствует коду, поданному на адресныевходы коммутатора 2.Информационные входы коммутатора2 являются входами, на которые пода-З 0ются нормированные сигналы контролируемых аналоговых устройств по груп-,пе 1 входных шин.формирователь 3 управляющих сигналов предназначен для обеспечения ,35взаимодействия всех составных частей устройства в необходимой временной последовательности. Период контроля состоит из трех циклов: циклконтроля работоспособности взаимодействующих аналоговых устройств,цикл контроля по нижнему допустимомууровню входных сигналов, и циклконтроля по верхнему допустимомууровню входных сигналов. 45В каждом цикле работа устройствасостоит из двух тактов: такта выявления неисправного канала и тактаанализа выявленных неисправностей.Формирователь 3 на каждом тактевырабатывает следующие сигналы:на первом выходе - счетные. импульсы фиг, 2, диаграмма 16), на второмвыходе - сигнал управления величинойпорогового уровня (фиг. 2 диаграмма 17), на третьем выходе - сигналПРОВЕРКА (Фиг. 2,. диаграмма 18),начетвертом выходе - сигнал СБРОС 78 в( фиг. 2, диаграмма 19), на пятомвыходе - сигнал АНАЛИЗ (фиг. 2,диаграмма 20) .формирователь имеет два входа.Первый вход соединен с дополнитель"ным вь,ходом счетчика 4, второй входпредназначен для подачи по шине 15уйравления команд перевода Формирователя 3 управляющих сигналов в режимпоочередного формирования либо всехтрех циклов контроля, либо периодического повторения любого одного изциклов.Формирователь 3 может быть реали зован на элементах дискретной и цифровой техники - мультивибраторе илогических узлах.Счетчик 4 является обычным счетчиком импульсов, Переключение счетчика происходит по переднему Фронтуимпульсов отрицательной .полярности(Фиг. 2, диаграмма 16);Пороговый блок 5 обеспечиваетсравнение нормированных уровнейконтролируемых сигналов, поступающих с выхода коммутатора 2, с поро"говым уровнем, поступающим с блока6 изменения порога, Еслив первомцикле входной сигнал превышает уро."вень Чо ( Уа - порог, соответствую-щий началу срыва функционирования:контролируемых устройств), во втором цикле входной сигнал прееышмтН МН - нижний допустимый уровень,при котором устройства еще Функционируют, но величины сигналов занижены по сравнению с нормальными, уровнями , ах в третьем цикле - не превыивет У вМ в " верхний допустииийуровень, при котором устройства ещеФункционируют, но величины сигналовзавышены по сравнению с нормальнымиуровнями , пороговый блок 5 выдаетна свой выход уровень логической"1 нв При других соотношениях междунормированными уровнями входныхсигналов и пороговыми уровнями навыходе порогового устройства формируется уровень логического "О".1Блок 6 изменения порога обеспечивает по командам, поступающимс формирователя 3 управляющих сигналов, изменение пороговых уровнейдля порогового блока 5. Блок б реализуется на основе коммутаторованалоговых сигналов и источниковнапряжений, соответствующих пороговым уровням,10185 В течение интервала времени (1 в, 55 Д из этого канала на вход порогового блока 5 поступает нормирован" ный сигнал, уровень которого сравни 7Элемент 7 И является обычнымдвухвходовым элементом совпаденияодноименных логических уровней, например уровней "1", Дешифратор 8является обычным логицеским элементом,преобразующим входной код числа,например двоичный, в его позиционный кдд.Регистр 9 представляет собой М-разрядное ОЗУ с организацией вх 1, 1 Опостроенное, например, на К 5 -триггерах. Число щ равно числу входов1 устройства, т.е. числу контролируемых сигналов,Блок 10 анализа неисправностейобеспечивает сопоставление поступающих на него с регистра 9 логическихуровней-, отображающих исправное(логическая "1"1 или неисправноелогический "0") состояние выходоввзаимосвязанных контролируамых устройств. При возникновении неисправности блок 10, путем сопоставления этих.. уровней вырабатывает сигнал неисправ"ности определенного устройства, 2локализуя тем самым неисправность,а также формирует обобщенный сигналнеисправности совокупности контроли-руемых устройств.Работа предложенного устройствапроисходит следующим образом.Первоначально на второй вход фор-мирователя 3 управляющих сигналовпо вине 15 подается команда,. перево-дящая формирователь 3 в режим. пооче".редного формирования трех циклов.На первом такте каждого цикла.неисправного канала контроля, Навтором такте каждого цикла производи;".ся анализ выявленных. неисправностей40и вырабатываются сигналы о неисправности определенного контролируемогоустройства и обобщенный сигнал неисправности совокупности контроли-:руемых устройств.В начале первого такта вырабатывается сигнал СБРОС (фиг. 2, диаграм".ма 19), обнуляющий все п 1 ячеек регйст"ра 9. По переднему фронту счетногоимпульса (фиг. 2, диаграмма 16)счетчик 4 устанавливается .в единицуподключая тем самым на выход коммутатора 2 первый контролируемый канал,78 8вается с порогом, вырабатываемымблоком 6. Если результат сравненияудовлетворяет заданным критериям, навыходе порогового блока 5 формируется уровень логической "1", что ха-рактеризует для каждого. из цикловконтроля исправное состояние контролируемого в данный интервал времениканала .Критерием исправного состоянияканала являются:.на первом цикле Ч В ) Чона втором цикле Ч вЧЧна третьем цикле Ч с Чгде Уо - у ровен ь, соот ветст вующийнеработоспособному состоянию контролируемых устройств",Чн - предельно-допускаемое минимальное значение уровнейсигналов контролируемыхУ устройств;"в - предельно-допускаемое максимальное значение уровнейсигналов контролируемыхустройств.Таким образом, при исправном.состоянии канала на элемент 7 И спорогового блока 5 поступает логическая т 1", а на второй вход элемента 7 И поступает сигнал ПРОВЕРКА с формирователя 3 управляющихсигналов (фиг. 2,.диаграмма 17,интервал 11, 1). Поэтому сигналлогической "1" с горогового блока5 проходит на выход элемента 7 И,.поступает на первый управляющийвход регистра 9 и устанавливает всостояние "1" ячейку регистра, соответствующую номеру проверяемогов данный момент канала. Затем аналогичным образом проверяется следующий канал, и если все каналы исправны, к окончанию первого такта всеячейки регистра 9 будут находитьсяв единичном состоянии. Если жекакой-то канал неисправен, то в течение времени проверки этого каналана выходе порогового блока 5 выраба- .тывается уровень логического "0"и поэтому соответствующая данномуканалу ячейка регистра окажется внулевом состоянии.Таким образом, при наличии каких"либо неисправностей на первом цикле контроля выявятся неработо- способнь:е каналы, на втором - каналы, с заниженными уровнями сигналов,78 1 О 4первого устройства. Выходные сигналы всех элементов 24- 1, 24-2 И-НЕ подаются на элемент 27 ИЛИ,-НЕ и поэтому на его выходе появляется уровень логической "1". А так как сигнал АНАЛИЗ 1 подан на первый вход элемента 26 ИЛИ и на первый вход элемента 28 И-НЕ, на выходе элемента.28 И-НЕ и на ваходе 31 появляется уровень логического "0", что является обобщенным сигналом неработоспособности совокупности взаимодействующих контролируемых устройств.Во втором случае. один из сигналов на входах 21 и 22 - логический "О" и поэтому, несмотря на то, что и сигнал на входе 23-1 - логический "0", на выходе элемента 24-1 И-НЕ появляется уровень логической "1", что соответствует исправному состоянию первого устройства. Сигнал неисправности в этом случае будет выдан для другого устройства, у которого, при наличии всех его входных сигнаЧвых"о)Аналогичным образом происходит работа блока 1 О анализа неисправностей на втором и третьем циклах. При этом на втором цикле выявляются устройства с заниженным уровнем выходных сигналов, а на третьемс завышенным уровнем.Так как при последовательной смене циклов появление логического "0" на одном из выходов 34-1 и 34-2 характеризует лишь неисправное состояние какого-либо устройства, для уточнения характера неисправности ( отказ; занижение или завышение выходных уровней) оператор переводит формирователь 3 управляющих сигналов; подавая соответствующий сигнал на его второй вход, в режим последовательного повторения только первого, затем второго и затем третьего цикла, что и позволяет уточнить характер неисправности какого-тс устройства.Таким образом, предложенное устройство обеспечивает локализацию неисправностей взаимодействующих аналоговых устройств, выявляя при этомхарактер неисправности - отказ, занижение или завышение выходных уровней этих устройств. 9 10485а на третьем цикле - каналы с завышенными уровнями сигналов, причемномеру неисправного канала соответствует номер ячейки регистра 9, оставшейся к концу первого такта в5нулевом состоянии.По окончании первого такта формирователь 3 управляющих сигналовфиг. 2, диаграмма 20) вырабатывает сигнал АНАЛИЗ 1 на первом цикле, Осигнал АНАЛИЗ 2 - на втором и сигналАНАЛИЗ 3 - на третьем цикле и прекращает на время действия этих сигналовформирование сигнала ПРОВЕРКА(фиг. 2, диаграмма 17). Сигнал5АНАЛИЗ 1 (2, 3). поступает на блок 10анализа неисправностей,. разрешаяего работу. Работа этого блока(фиг. 3) при поступлении сигналаАНАЛИЗ 1 происходит следующим образом.Входы 21 и 22 блока 10 подключенык выходам ячеек регистра 9 устройстваконтроля таким образом, что на этивходы подаются сигНалы с таких яче лов, выходной сигнал отсутствуетек регистра, в которых по окончаниитакта 1 записана информация о работоспособности Ч хЧо) или неработоспособностиЧ всЧ ) тех контролируемыхустройств, сигналы которых являютсявходными для аналогового устройства,формирующего из этих входных сигналов21 и 22 свой выходной сигнал, поступающий на входы 23-1 или 23-2.Если аналоговое устройство, например первое, исправно, то сигнал навходе 23- 1 - логическая "1". На выходе элемента 23-1 И-НЕ в этом случаепоявится уровень логической "1",что характеризует исправное состояние 40первого устройства.Если при проверке в первом тактевыявлена неработоспособность первогоустройства, это может быть следствиемтого, что первое устройство неисправ но,или того, что первое устройствоисправно, но отсутствует один изего входных сигналов.В первом случае сигналы на входах21 и 22 - логическая "1", а навходе 23-1 - логический "0", следовательно элемент 24-1 И-НЕ сформируетна своем выходе и на выходе 34-1уровень логического "0", что ихарактеризует неисправное состояние104.8578 оставитель Рановехред 4,Бабинец Корректор.В. Гирня актор Т, Ко аз 7941/5 а щиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. П ая, 4 Тираж 93 б ПИ Государственн о делам иэобрете 35, Иосква, ЖПодписноего комитета СССРий и открытийРаушская наб., д.