Устройство для контроля параметров

(5 ц 5 6 0 Е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРМ 550664, кл. 6 06 Р 15/46, 1977,Алексеенко А.Г. Основы микросхемотехники. - М.; Сов. радио, 1977,Сикарев А.АЛебедев О.Н, Микроэлектронные устройства формирования и обра-,ботки сложных сигналов. - М.: Радио исвязь, 1983.Авторское свидетельство СССРМ 1275472, кл. 6 06 Г 15/46, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ(57) Изобретение относится к измерительно-вычислительной технике и может бытьиспользовано при создании систем автоматического контроля параметров сложныхрадиоэлектронных объектов. Цель изобретения - уменьшение времени контроля параметров радиоэлектронных иэделий за Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при создании систем автоматического контроля параметров сложных радиоэлектронных объектов.Цель изобретения - уменьшение временй контроля радиоэлектронных изделий за счет измерения комплексного показателя, являющегося функцией от ряда параметров контролируемого изделия.В качестве такого комплексного показателя предлагается использовать коэффициент взаимного различия (КВР) эталонного ЯО, 16653 счет измерения комплексного показателя, являющегося функцией от ряда параметров контролируемого изделия, В качестве такого комплексного показателя предлагается испольэовать коэффициент взаимного различия (КВР) эталонного сигнала и сигнала контролируемого изделия. Для решения поставленной задачи в устройство введены формирователь эталонного сигнала, электронный ключ, элемент И и измеритель коэффициента взаимного различия сигналов, состоящий из фазовращателя, двух пере- множителей, двух квадраторов, двух интеграторов, сумматора, стробирующего и нормирующего блоков и элемента задержки. Измеренное значение КВР сравнивается с некоторым пороговым значением, при превышении которого делается вывода том, что параметры, от которых зависит данный коэффициент, находятся в пределах допустимых значений и нет необходимости в их измерении, в противном случае, если КВР окажется ниже порогового значения, все параметры измеряются в полном объеме. 4 ил. а сигнала, параметры которого имеют номи- ) нальные значения, и контролируемого сигнала (с выхода объекта контроля).На фиг.1 изображена структурная схема1 предлагаемого устройства; на фиг,2 - один Фф иэ вариантов выполнения устройства; на ф фиг.З - функциональная схема блока вычисления отклонения и оценки параметров; на фиг,4 - алгоритм работы микропроцессора,Устройство для контроля параметров объекта 1 содержит задающий коммутатор 2, опрашивающий коммутатор,З, аналогоцифровой преобразователь 4, блок 5 вычис 166539040 45 10 ления отклонения и оценки параметров, блок 6 вывода результата контроля, блок 7 стимулирующих сигналов, блок 8 управления, переключатель 9 сигналов, ключ 10, формирователь 11 эталонного сигнала, измеритель 12 коэффициента взаимного раз личия сигналов и элемент И 13.В состав задающего коммутатора 2 входят усилители 14.1-14 лп и реле 15;1-15,щ.Опрашивающий коммутатор 3 содержитусилители 16.1-16.п и реле 17.1-17.п. В аналого-цифровом преобразователе 4 показан , выходной регистр 18,Блок 5 вычисления отклонения и оценкипараметров содержит микропроцессор 19,блок 20 автоматического управления (на, пример, дешифратор кодов), цифровой ре гистр 21 отклонения параметра, группу , элементов И 22 - 25 и группу элементов ИЛИ 26 (например, интерфейсные шины),Блок 8 управления содержит кнопки 27и 28 "Пуск" и "Сброс" соответственно, эле, менты ИЛИ 29 - 31, триггер 32, генератор 33 импульсов, элемент И 34, элемент 35 задержки, усилители 36-39, счетчик 40, блок 41 постоянной памяти, дешифратор 42 команд со стробирующим входом, регистры 43 и 44 команд управления коммутаторами 2 и 3 и регистры кодов стимула 45, номинала 46 и допуска 47,В переключатель 9 сигналов входят усилитель 48 и реле 49. Блок 6 вывода результата контроля содержит входной регистр 50.Кроме того, в состав микропроцессора19 входят узел 51 ввода информации, узел 52 вывода информации, узел 53 постоянной памяти, узел 54 микропрограммного управления, арифметико-логический узел (АЛУ) 55 и узел 56 оперативной памяти.Узел 54 микропрограммного управления содержит собственно блок 57 микропрграммного управления (МПУ), служащий для формирования адресов микрокоманд в зависимости от условий, поступающих из АЛУ 55, и блок 58 микропрограммной памяти, обеспечивающий хранение микропрограмм принятой в микропроцессоре 19 системы команд. Генератор 59 обеспечивает синхронизацию работы устройства микропроцессора 19,Микропроцессор 19 служит для выполнения арифметических операций над операндами, вводимыми в него, и дляобеспечения требуемого при этом алгоритма взаимодействия блоков устройства. Формирователь 11 эталонного сигнала предназначен для формирования сигнала, аналогичного выходному сигналу радиоэлектронного объекта 1 контроля, но при этом 5 10 15 20 25 30 35 параметры эталонного сигнала имеют номи-. нальные значения.В измеритель 12 КВР сигналов входят фазовращатель 60, осуществляющий преобразование эталонного сигнала по Гиль- берту, два перемножителя 61,1 и 61.2, два интегратора 62.1 и 62,2, два квадратора 63,1 и 63.2, сумматор 64, стробирующий блок 65, нормирующий блок 66 и элемент 67 задержки.Выходы регистра 43 являются выходами адреса источника информации блока 8, выходы регистра 44 - выходами адреса приемника информации блока 8, выход регистра 45 - информационным выходом блока 8, выход регистра 46 - выходом номинального значения параметра блока, выход регистра 47 - выходом допуска блока 8. Один иэ вхо-довэлемента ИЛИ 29 является входом пуска блока 8, один из входов элемента ИЛИ 31 - входом сброса блока 8, один из входов зле; . мента ИЛИ 30 - входом "Стоп" блока 8, выход усилителя 36 является выходом сброса блока программ.Устройство работает следующим образом.Сначала контролируют- 1 параметров (из совокупности параметров, характеризующих техническое состояние радиоэлектронного объекта 1), не влияющихна значение коэффициента взаимного различия контролируемого и эталонного сигналов, При этом преобразуют в код контролируемый сигнал, сравнивают его с кодом номинального значения, вычисляя величину отклонения параметра, затем сравнивают полученный результат преобразования с кодом допустимого значения отклонения параметра, определяя оценку параметра ("в норме" или "не в норме").После этого вместо оставшихся ипараметров, характеризующих качество выходного сигнала радиоэлектронного объекта 1, измеряют коэффициент взаимного различия контролируемого и эталонного , сигналов 9, являющийся комплексным параметром показателем качества контролируемого сигнала). Результат измерения преобразуется в цифровую форму и сравнивается с кодом порога (допустимого значения). При полном совпадении контролируемого сигнала с эталонным, что соответствует случаю равенства всех и- параметров объекта контроля номинальным значениям, коэффициент 9 будет иметь максимальное значение.Если измеренное значение коэффициента 9 превышает установленное пороговое значение 9 пор, то выносится решение, что все и- параметров находятся в пределахваемого параметра. При этом содержимое ди счетчика 40 меняется на единицу всякий раз эл допусков и контроль объекта 1 на этом заканчивается. В противном случае, если9 дпор, контроль каждого из и -параметров,осуществляется в обычном порядке, Предварительный выбор порогового значения 5коэффициента взаимного различия упор, являющегося функцией многих параметров,осуществляется с учетом допусков на параметры,Перед началом работы устройство при водят в исходное состояние подачей сигнала "Сброс" от кнопки 28 через элемент ИЛИ 31 и усилитель 36 на сбросовые входы всех регистров и триггеров устройства, а также на сбросовый вход микропроцессора 19. 15 В исходном состоянии содержимое регистров 18, 21, 43-47 и 50 узла 56 микропроцессора 19 равно нулю, триггер 32 и счетчик 40 сброшены, а элемент И 34 закрыт для прохождения импульсов от генератора 33. 20 В исходном состоянии выход блока 7 стимулирующих сигналов отключен при помощи реле 15.1-15,в задающего коммутатора 2 от входов объекта 1 контроля, выходы которого также отключены при помощи ре ле 17.1-17.п опрашивающего коммутатора3 от первого сигнального входа переключа-теля 9 сигналов.В то же время в исходном состоянииинформационный вход аналого-цифрового 30 преобразователя 4 подключен к выходу опрашивающего коммутатора 3 через нормально замкнутые контакты реле 49.Автоматический цикл контроля начинается подачей от кнопки 27 сигнала "Пуск", 35 который, пройдя через элемент ИЛИ 29 на установочный вход триггера 32, обеспечивает наличие на выходе последнего сигнала, равного логической единице, чем открывает элемент И 34 для прохождения импульсов 40 от генератора 33 на вход элемента 35 задержки и счетный вход счетчика 40.Поступив на счетный вход счетчика 40, первый импульс от генератора 33 меняет содержимое этого счетчика на единицу, т,е, 45 в данном случае формирует на выходе счетчика 40 код адреса первого слова программы контролируемого параметра. Спустя время, необходимое для завершения переходных процессов в счетчике 40, с генерато ра 33 поступает импульс через элемент 35 задержки на вход постоянного запоминающего устройства 41 в качестве сигнала "Счи.тывание", а на вход усилителя 37- в качестве синхроимпульса. По сигналу "Считывание" 55 постоянное запоминающее устройство 41 выполняет с частотой генератора 33 считывание слов программы контроля рассматрипри поступлении на его счетный вход импульсов от генератора 33. Программная информация считывается постоянным запоминающим устройством 41 одновременно с адресом одного из регистров 43-47 или дешифратора 42, куда эта информация должна поступить. В регистр 45 вводят код, определяющий вид стимулимрующего сигнала, формируемого блоком 7,В регистр 43 вводят команды, определяющие точку в обьекте 1 контроля, куда этот стимулирующий сигнал будет подан,В регистр 44 вводят команды, определяющие точку в объекте 1 контроля, с которой должен быть снят контролируемый сигнал,В регистр 46 вводят код, определяющий номинальное значение контролируемого параметра,В регистр 47 вводят код, определяющий допустимое значение отклонения параметра от номинального значения (допуск на параметр).После ввода программной информации в регистры 43-47 на вход дешифратора 42 подают код, в соответствии с которым последний формирует импульсную команду "Запуск" аналого-цифрового преобразователя 4 и микропроцессора 19,Последним на дешифратор 42 подается код, обеспечивающий формирование на его выходе импульсной команды "Стоп". По этой команде считывание программной информации постоянным запоминающим устройством 41 прекращается, так как команда "Стоп", поступая на вход элемента ИЛИ 30 и далее на сбросовый вход триггера 32, снимает разрешающий потенциал с входа элемента И 34, запрещая прохождение через него импульсов с генератора 33.Когда команда "Запуск" поступает на вход микропроцессора 19, запускается записанный в узел 53 алгоритм управления вычислениями и взаимодействием блоков 4, 6 и 8 между собой в автоматическом режиме, В блок 20 автоматического управления с управляющего выхода микропроцессора 19 вводится код, в соответствии с которым формируется управляющий сигнал, обеспечивающий ввод кода номинального значения с выхода регистра 46 через группу элементов И 23 и группу элементов ИЛИ 26 в АЛУ 55 микропроцессора 19 в качестве первого операнда. После получения сигнала "Конец преобразования" с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 микропроцессором 19 выдается в блок 20 код, обеспечивающий формирование блоком 20 сигнала, по которому код, хранящийся в регистре 18, ввотся в качестве операнда через группуементов И 22 и группу элементов ИЛИ 26в АЛУ 55 микропроцессора 19, где вычисляется величина и знак отклонения параметра контролируемого сигнала от его номинального значения.Полученный код и знак отклонения микропроцессор 19 выдает на свой информационный выход. Одновременно микропроцессор 19выдает через управляющий выход в блок 19 код адреса регистра 21, куда заносятся пол ученные код и знак отклонения.Следующим тактом с управляющего выхода микропроцессора 19 на вход блока 20 , вводится код, в соответствии с которым фор( мируется управляющий сигнал, обеспечива-ющий ввод кода допустимого значения , отклонения параметра с выхода регистра 47 , через группу элементов И 24 и группу эле ментов ИЛИ 26 в АЛУ 55 микропроцессора19 в качестве первого операнда, Далее мик ропроцессор.19 выдает в блок 20 код, по , которому содержимое регистра 21 через ( элементы И 25 и ИЛИ 26 вводят в качестве ( второго операнда в АЛУ 55 микропроцессо ра 19, где происходит сравнение величиныотклонения параметра контролируемогосигнала от номинального значения с допуском на отклонение параметра.Результат сравнения выводят через информационный выход микропроцессора 19 в регистр 50 блока 6 вывода результата контроля. При этом микропроцессор 19 выдает на вход блока 20 код адреса регистра 50, В качестве разрядов, несущих информацию , об оценке контролируемого параметра, используют знаковые разряды полученного результата контроля (описан режим контроля по принципу "не менее"), Выход знакового разряда "Минус" в этом случае связан с входом "Оценка:негоден", блока 6, а выход знакового разряда "Плюс" - с входом "Оценка:годен" соответственно.Выдав результат контроля в блок 6 длярегистрации индикации, микропроцессор 19 подает на вход блока 20 последовательно . двав управляющих кода. По первому из нихблок 20 формирует и выдает в блок 8 сигнал "Сброс", поступающий на вход элемента ИЛИ 31 и далее на усилитель 36, в результате устройство приводится в исходное состояние. По второму коду блок 20 обеспечивает выдачу сигнала "Пуск", который поступает на вход элемента ИЛИ 29 и далее на установочный вход триггера 32, процедура контроля второго и последующих параметров прЬтекает аналогично, После контроля 1-1параметров появится сигнал на 1-м выходеиз второй группы управляющих выходов блока 8 программ. Этот управляющий сиг. нал, поступая через усилитель 48 на реле 49, обеспечивает в переключателе 9 сигналовЮ5 10 коммутацию первого сигнального входа с вторым сигнальным выходом. Кроме того, сигнал с 1-го управляющего выхода блока 8 программ открывает электронный ключ 10, обеспечивая при этом прохождение стимулирующего сигнала с выхода блока 7 на вход формирователя 11 эталонного сигнала. Таким образом, на первый сигнальный вход измерителя 12 коэффициента взаимного различия сигналов с выхода опрашивающего коммутатора 3 через переключатель 9 поступает контролируемый сигнал а(е), а на второй сигнальный вход измерителя 12 с выхода формирователя 11 подается эталон ный сигнал ф). При этом на первые входыперемножителей 61,1 и 61.2 поступает контролируемый сигнал, эталонный сигнал подается на второй вход перемножителя 61.1 непосредственно, а на второй вход пере множителя 61.2 - через фазовращатель 60,обеспечивающий получение сигнала, сопряженного по Гильберту с поступающим на его вход сигналом. Результаты перемножения с выходов блоков 61,1 и 61.2 поступа ют на сигнальные входы интеграторов 62.1и 62.2, где и происходит процесс интегрирования на интервале времени, равном длительности элемента эталонного сигнала. С выходов интеграторов сигналы поступают 30 на входы квадраторов 63.1 и 63.2, а затем сих выходов - на соответствующие входы сумматора 64, С выхода сумматора 64 сигнал поступает .на информационный вход стробирующего блока 65, на управляющий 35 вход которого в момент времени -Т с одного из выходов элемента 67 задержки поступает стробирующий импульс. Затем с второго выхода элемента 67 задержки поступает импульс на управляющие входы ин теграторов 62.1 и 62,2 для их сброса в нулевоесостояние. Вход элемента 67 является управляющим входом измерителя 12 коэффициента взаимного различия сигналов и подключен к выходу электронного ключа 10. С выхода 45 стробирующего блока 65 сигнал поступает навход нормирующего блока 66, состоящего из измерителя мощности эталонного сигнала и делителя напряжения(не показаны). На выходе нормирующего блока 66 будет присутство вать напряжение, представляющее собойрезультат измерения коэффициента взаимного различия сигнала контролируемого обьекта и эталонного сигнала, описываемого следующим выражением;55 тт. - Яг(+р,(цн) (Йщй,(цйЗ р)огде ф), ь(1) - функции времени, определяющие структуры соответственно контролируемого и эталонного сигналов;сО 2 = ЖР =- % - степень искажения начальных фаз составляющих сложногосигнала;5Оз = Ак/Аур- неравномерность уровнейсоставляющих сложного сигнала;04 = Р - мощность контролируемогосигнала,Определяем выражение, характеризующее зависимость коэффициента д от каждого из параметров О при условии, чтоостальные параметры имеют номинальныезначения И=ен,1 1 . Затем, подставляя в это выражение допустимое значение,находим пороговый уровень коэффициента 159 пор (с индексом) для каждого 1-го параметра, который будет представлять собой некоторсе положительное число.1После этого из совокупности пороговыхуровней (двор )" 1,й выбираем порого- щвое значение КВР дпор без индекса) по критерию максимума порогового уровнядп р= вах(Впор), С 5)т,е, дпор - это максимальное из ( 9 пор).Поэтому при контроле радиоизделия, 25если измеренное значение коэффициентавзаимного различия д окажется выше порогового ддпор, то делается вывод о нахождении всех параметровО, для которыхпросчитывалось двор, в пределах допустимых значений и нет необходимости в ихдальнейшем измерении.Ф о р мул а из о бр ете н и яУстройство для контроля параметров,содержащее задающий коммутатор, сигнальные выходы которого являются выходами устройства для подключения к входамобъекта контроля, опрашивающий коммутатор, сигнальные входы которого являютсявходами устройства для подключения к выходам объекта контроля, переключательсигналов, аналого-цифровой преобразователь, блок вычисления отклонения и оценкипараметра, блок вывода результата контроля, блок стимулирующих сигналов и блок 45управления, информационный выход которого подключен к входу блока стимулирующих сигналов, выход которого подключен кинформационному входу задающего коммутатора, адресные входы которого соединены с выходами адреса первой группы блокауправления, выходы адреса второй группыкоторого соединены с адресными входамиопрашивающего коммутатора; выход кото, рого подключен к первому информационному входу переключателя сигналов, первыйинформационный выход которого соединенс информационным входом. аналого-цифро-. ".вого преобразователя, выход готовности йинформационный выход которого соединены соответственно с первым входом прерывания и первым информационным входом блока вычисления отклонения и оценки параметра, вход запуска аналого-цифрового преобразователя и второй вход прерывания блока вычисления отклонения и оценки параметра подключены к выходу запуска блока управления, управляющий и информационный входы блока вывода результата контроля соединены соответственно с первым управляющим и информационным выходами блока вычисления отклонения и оценки параметра, входы пуска и сброса блока управления соединены соответственно с выходами пуска и сброса блока вычисления отклонения и оценки параметра, четвертый управляющий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, информационный выход которого подключен к первому информационному входу блока вычисления отклонения и оценки параметра, второй и третий информационные входы которого соединены соответственно с выходом номинального значения параметра и выходом запуска блока управления, выход сброса которого соединен с входами сброса аналого-цифрового преобразователя, блока вывода результата контроля и блока вычисления отклонения и оценки параметра, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени контроля радиоэлектронных изделий за счет измерения комплексного показателя, являющегося функцией от ряда параметров контролируемого изделия, в него введены измеритель коэффициента взаимного различия сигналов, формирователь эталонного сигнала, ключ и элемент И, выход которого соединен с входом "Стоп" блока управления, один из выходов группы выходов адреса приемника информации которого соединен с управляющими входами переключателя сигналов и ключа и первым входом элемента И, второй вход которого подключен к информационному выходу блока вычисления отклонения и оценки параметра, информационный вход электронного ключа соединен с выходом блока стимулирующих сигналов, а выход - с входом формирователя эталонных сигналов и входом запуска измерителя коэффициента взаимного различия сигналов, первый, второй информационные входы и выход которого соединены соответственно с вторым информационным выходом переключателя сигналов, выходом формирователя эталонных сигналов, вторым информационным входом переключателя сигналов.