2.3.2 Принципы диагностирования устройств и узлов
Известные методы диагностирования можно разделить на три группы:
а) структурное диагностирование (функциональный контроль);
б) поэлементное диагностирование (внутрисхемное диагностирование);
в) комбинированное диагностирование (поэлементно – структурное).
При структурном диагностировании осуществляется тестирование ОД в целом. При этом на входы ОД подаются тестовые воздействия, а также на выходах ОД или в специальных внутрисхемных контрольных точках проверяется правильность выполнения функции, реализуемой контролируемой схемой. О годности ОД судят по разности между эталонными реакциями и выходными сигналами.
Достоинства структурного диагностирования:
а) простота подключения к ОД;
б) малое число каналов устройства связи;
в) быстрота проверки по принципу «годен – негоден».
Недостатки структурного диагностирования:
а) большая трудоёмкость поиска дефектов;
б) невозможность определения скрытых дефектов;
в) сложность и большая трудоёмкость разработки тестов.
При поэлементном диагностировании проверяется выход параметров за допустимые пределы.
При создании систем поэлементного диагностирования (СПД) решаются следующие задачи:
а) обеспечение доступа к внутренним контрольным точкам (КТ) ОД;
б) исключение влияния схемы при проверке пассивных электро -, радиоэлементов – режим разделения;
в) защита активных электро -, радиоэлементов (транзисторов, ИМС) от повреждений при тестировании;
г) автоматизация получения тестовых воздействий и измерений.
2.4 Построение функциональной модели
Контроль и диагностирование РЭА предполагает определенную её идеализацию, при которой выделяются некоторые существенные (для контроля и диагностики) характеристики и отбрасываются второстепенные, т.е. реальная РЭА заменяется моделью.
При поиске неисправностей РЭА представляют в виде функциональной модели. Функциональная модель отличается от структурной схемы выбросом функциональных элементов.
Под функциональным элементом понимают часть объекта диагностирования (узел, каскад, группу каскадов, блок, отдельный радиоэлемент), которая может находиться только в одном из двух состояний; исправна или неисправна.
Как показывает практика, диагностирование необходимо вести до отказавшего радиокомпонента. При этом наиболее рационально производить поиск последовательно на разных уровнях: блок – модуль - каскад –радиокомпонент. В соответствии с этим строят несколько функциональных моделей: для устройства в целом с глубиной поиска до каскада или отдельного радиомониторинга.
Исходными данными для построения функциональной модели являются:
а) структурная схема объекта контроля и диагностики (ОКД);
б) принципиальная схема ОКД;
в) описание процессов, протекающих в ОКД;
г) заданная глубина поиска неисправностей.
При построении функциональной модели необходимо руководствоваться следующими правилами:
а) в каждом функциональном элементе должны быть известны значения (номинальные, допуски) входных и выходных параметров, параметров, их функциональная зависимость и способ контроля;
б) при выходе из допустимых пределов хотя бы одного из выходных сигналов появляется выходной сигнал, который также выходит из допустимых пределов;
в) функциональный элемент модели ОД считается неисправным, если при всех входных сигналах, лежащих в пределах допуска, на его выходе появляется сигнал, значения которого выходят из допустимых пределов;
г) значения внешних входных сигналов всегда находятся в пределах допусков;
д) если выходной сигнал i-го функционального элемента является входным для j-го функционального элемента, то значения этих сигналов совпадают;
е) линии связи между функциональными элементами абсолютно надежны;
ж) любой функциональный элемент может иметь только один выходной сигнал при произвольном конечном числе выходных сигналов.
Функциональная модель выполняется в виде графической схемы (Рис. 4)
Z1 Z2 Z4 Z7 Z8
1
2
4
7
8
9
Z3 Z5 Z6
3
5
6
Рис. 4 Функциональная модель объекта контроля и диагностирования
После построения функциональной модели определяется множество возможных состояний ОД. Общее их число при его разделении на N функциональных элементов равно 2N-1. Однако в высоконадежных устройствах одновременное появление двух независимых отказов маловероятно. Тогда число возможных состояний ОД равно числу элементов N .
Число различных состояний ОД с учетом отказов одновременно одного функционального элемента сводится в таблицу или матрицу неисправностей. Последняя представляет собой таблицу, в которой число строк равно числу состояний ОД, а число столбцов – числу контрольных точек (сигналов на выходах элементов). Матрица неисправностей для вышесказанной функциональной модели (Рис. 4) представлена в табл. 2.
Табл. 2
|
Z1 |
Z2 |
Z3 |
Z4 |
Z5 |
Z6 |
Z7 |
Z8 |
Z9 |
S1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
S2 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
S3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
S4 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
S5 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
S6 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
S7 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
S8 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
S9 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Матрица неисправностей заполняется на основании логического анализа функциональной модели ОД при условии, что все параметров в контрольных точках на выходах функциональных элементов контролируются. При этом предполагается, что если ОД находится в Si состоянии, то неисправен только i-й функциональный элемент. Этому событию соответствует недопустимое значение выходного параметра Zi, и тогда на пересечении Si – и Zi – столбца записывается символ 0.
Если при этом любой другой j – й функциональный элемент имеет также недопустимое значение Zj , то на пересечении Si – строки и Zj – столбца также записываются символ 0. Если значение параметра находиться в допуске, то на пересечении записывается 1.
Полученная матрица используется при разработке программы поиска неисправностей.