Лекція 6

6 Мікропроцесорні вбудовані засоби діагностування аналогових та аналого-цифрових пристроїв телекомунікацій

1. Автоматизація процесу діагностування аналогових пристроїв телекомунікацій

Однією з важливих задач діагностики є автоматизація процесу діагностування ОД, що дає змогу діагностувати засоби телекомунікацій в процесі їх експлуатації. На рис.6.1 представлена узагальнена структура процесу діагностування аналогових пристроїв.

На вхід ОД через вхідний аналоговий комутатор поступають різні тестові впливи: синусоїдальний сигнал, імпульсний сигнал, сигнал постійного струму і ін. в залежності від типу ОД. Відповідно до тестового впливу до виходу ОД повинен бути підключений той чи інший контрольно-вимірювальний прилад: вольтметр постійного чи змінного струму, вимірювач пікових значень амплітуди сигналу тощо. Для усунення завад і підвищення точності вимірювання можуть додатково включатися між виходом ОД і входом контрольно-вимірювального приладу фільтри. Автоматизація процесу діагностування передбачає використання певних вбудованих засобів.

Рисунок 6.1 - узагальнена структура діагностування аналогових пристроїв

2. Функції вбудованих засобів діагностування аналогових та аналого-цифрових пристроїв

Вбудованими будемо називати засоби діагностування, що є інтегрованими в структуру пристроїв телекомунікацій і постійно присутні в них. Вбудовані засоби діагностування покликані повністю або частково автоматизувати процес діагностування.

Вбудовані засоби діагностування можуть виконувати наступні функції:

• забезпечувати реалізацію процедури діагностування при періодичних чи безперервних режимах діагностування з використанням зовнішніх контрольно-вимірювальних приладів, наприклад, забезпечувати подачу на входи пристроїв тестових впливів, забезпечувати доступ контрольно-вимірювальних приладів до контрольних точок пристроїв тощо. У таких випадках вбудовані засоби діагностування представляють собою аналогові комутатори зі схемами керування, а також генератори тестових впливів;

• забезпечувати отримання діагностичної інформації про відповідність контрольованого параметру вимогам нормативно-технічної документації або очікуваним (розрахунковим) значенням на основі порівняння з еталонними значеннями (уставками). У таких випадках вбудовані засоби діагностування повинні забезпечувати формування і подачу на входи об’єктів діагностування (ОД) тестових впливів, забезпечувати формування уставок, порівнювати вихідні сигнали ОД з уставками і формувати повідомлення про відповідність контрольованого параметру наперед заданим значенням у формі «так» або «ні». Якщо ми маємо аналоговий ОД, то уставки представляють собою аналогові сигнали, наприклад, еталонні значення напруги постійного струму, порівняння забезпечується аналоговим компаратором, а результатом порівняння є логічний сигнал: «так» – лог. «1», «ні» - лог. «0»;

• забезпечувати отримання діагностичної інформації про відповідність контрольованих параметрів вимогам нормативно-технічної документації або очікуваним (розрахунковим) значенням на основі їх вимірювання вбудованими засобами без оброблення результатів вимірювання або ж з підтримкою функцій оброблення вбудованими засобами обчислювальної техніки.

Розглянемо приклади реалізації вбудованих засобів діагностування за наведеними вище варіантами. Рис.6.2 ілюструє перший варіант реалізації вбудованих засобів діагностування. На цьому рисунку показано організацію доступу до ОД в режимі діагностування за допомогою вхідного S1 і вихідного S2 перемикачів. Об’єктом діагностування є функціональний пристрій, що входить у склад системи чи приладу, що підлягають діагностуванню. Вбудованими засобами діагностування у даному прикладі є перемикачі S1, S2, а також може бути і генератор тестових впливів ГТВ. Робочому режиму відповідає положення Р обох перемикачів, а режиму діагностування – положення К. В режимі діагностування перемикач S1 забезпечує подачу на вхід ОД тестових впливів, що формуються генератором тестових впливів ГТВ, а перемикач S2 – сполучення виходу ОД з контрольно-вимірювальним приладом КТВ. Такий варіант найбільш придатний для ручних методів діагностування. У наведеній схемі в якості генератора тактових впливів також можуть використовуватися і стандартні прилади, які будуть зовнішніми по відношенню до системи, що діагностується.

Рис.6.2 Приклад діагностування аналогових функціональних пристроїв в складі системи чи приладу

Н а рис.6.3 представлений варіант тестування ОД методом порівняння його реакцій на тестові впливи U_ei з відповідними уставками U_уі. Подача тестових впливів забезпечується вхідним комутатором S1, який почергово комутує вхід ОД з робочим сигналом U_p чи одним з тестових впливів U_ei. Порівняння вихідного сигналу ОД з уставками забезпечується схемою порівняння, яка визначає попадання вихідного сигналу ОД в зону допустимих значень U_уі±Δ. Якщо вихідний сигнал ОД попадає в зону допустимих значень, то на виході схеми порівняння Rz_i встановлюється рівень лог. «1», якщо ні, то лог. «0». Такий підхід дозволяє здійснювати діагностування в автоматичному режимі, проте набір контрольованих параметрів буде обмеженим через ускладнення схеми. За таким способом, наприклад, можна контролювати вольтову характеристику ОД по двох-трьох точках характеристики.

Рис.6.3 Приклад діагностування ФП за порівнянням з уставками

Н а рис.6.4 представлений варіант тестування ОД з використанням вбудованого аналого-цифрового перетворювача (АЦП), який забезпечує перетворення в цифровий код вихідних сигналів ОД при подачі на його вхід тестових впливів. Використання АЦП дозволяє здійснювати кількісне оцінювання вихідних сигналів ОД, а також проводити тестування при різних вхідних впливах і при цьому контролювати ширше коло параметрів, наприклад, вольтову характеристику, амплітудно-частотну характеристику тощо.

Рис.6.4 Приклад діагностування функціональних пристроїв ФП з використанням вбудованих генератора тестових впливів ГТВ і аналого-цифрового перетворювача АЦП

Генератор тестових впливів ГТВ і аналого-цифровий перетворювач, як правило, є вбудованими в систему, що підлягає діагностуванню.