5.6 Функціональна модель апаратури.
При пошуку несправностей апаратуру зазвичай представляють у вигляді функціональної моделі або функціонально-логічної схеми.
Функціональна модель відрізняється від структурної схеми вибором первинних функціональних елементів. Під функціональним елементом розуміють частину об'єкту діагностування (вузол, каскад, групу каскадів, окремий радіокомпонент), яка може знаходиться тільки в одному з двох станів: справний або несправний.
Початковими даними для побудови функціональної моделі є:
структурна і принципова схеми об'єкту діагностування;
опис процесів, що протікають в об'єкті діагностування;
задана глибина пошуку несправностей.
При побудові функціональної моделі необхідно керуватися наступними правилами:
а) значення зовнішніх вхідних сигналів завжди знаходяться в межах допусків;
б) при виході з допустимих меж хоч би одного з вхідних сигналів функціонального елементу з'являється вихідний сигнал, який також виходить з допустимих меж;
в) функціональний елемент моделі об'єкту діагностування вважається несправним, якщо при всіх вхідних сигналах, лежачих в допустимих межах, на його виході з'являється сигнал, значення якого виходять з допустимих меж;
г) лінія зв'язку між функціональними елементами абсолютно надійні;
д) будь-який первинний функціональний елемент моделі може мати тільки один вихідний сигнал при довільному кінцевому числі вхідних сигналів;
Функціональна модель виконується у вигляді графічної схеми, на якій кожен функціональний елемент позначається прямокутником з деякою кількістю вхідних стрілок (вхідних сигналів) і однією вихідною стрілкою (вихідним сигналом). Приклад функціональної моделі апаратури показаний на рис.5.3
Рис. 5.3 Функціональна модель апаратури
Входи, які не сполучені ні з одним виходом, називаються зовнішніми. Вони передають зовнішні дії на об'єкт діагностування. Зовнішні дії позначаються Хij, де i – номер функціонального елементу, а j – номер входу цього елементу.
Виходи функціональних елементів позначаються Zi (i – номер функціонального елементу).
5.7 Таблиця станів функціональної моделі.
Після побудови функціональної моделі визначається множина можливих станів об'єкту діагностування. Загальне число станів об'єкта при його розділенні на N функціональни елементів
при двох альтернативних результатах для кожного елементу
рівно
.
Проте у високонадійних пристроях, до яких належить електронна апаратура, поява одночасна двох незалежних відмов маловірогідно, тому число можливих станів апаратури, діагностування, можна визначити як число поєднань з N по одному:
.
Число різних станів апаратури діагностування з урахуванням відмов одночасно одного функціонального елементу зводиться в таблицю станів або матрицю несправностей. В таблиці станів число рядків рівне числу функціональних елементів моделі, а число стовпців – числу контрольних точок (виходів елементів).
Матриця несправностей для функціональної моделі, зображеної на рис. 5.3 приведена в табл. 5.1.
Таблиця 5.1
Si |
zi |
||||||||
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 |
1 |
0 |
0 |
S8 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
S9 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Кожний рядок таблиці є двійковий код стану моделі при відмові відповідного елемента. Двійкові коди рядків не співпадають один з одним, тобто всі одиночні відмови мають відмінність на повному наборі вихідних параметрів.
Матрицю несправностей можна мінімізувати. Для цього число рядків не змінюється, а число стовбців, що визначають число контрольованих параметрів, зводять до мінімуму, який забезпечує різні коди в рядках. В мінімізовану сукупність параметрів, очевидно, увійдуть всі вихідні параметри моделі і всі параметри, відповідні нерозгалуженим виходам елементів ( для моделі, зображеної на рис.5.3 в мінімізовану матрицю несправностей увійдуть всі параметри, за виключенням z2 ). Якщо виявиться, що в мінімізованій матриці двійкові коди деяких рядків співпадають, то таку вкорочену матрицю треба доповнити мінімально необхідним числом параметрів, щоб всі рядки відрізнялися.
Отримана матриця несправностей використовується при розробці програми пошуку несправностей.