7.8.2 Принципы построения и работы периферийных устройств контроля
Принципы построения периферийных устройств контроля и их взаимодействие с блоком диагностирования рассмотрим на примере ячейки типа Б2ХЛ44, предназначенной для контроля питающих напряжений (рис.7.15). Устройство и работа остальных ячеек контроля аналогичны. Отличия могут состоять в исполнении отдельных элементов в зависимости от того, что контролирует ячейка: аналоговые сигналы или цифровую информацию.
Основу ячейки контроля (рис.7.15) составляет компаратор СА и мультиплексор. На входы мультиплексора подаются контролируемые напряжения (в рассматриваемом случае U1-U24), приведенные с помощью делителей напряжения в цепях контроля к единому уровню. Это позволяет в дальнейшем обойтись одним компаратором (в общем случае сдвоенным). Процесс контроля напряжений в соответствующих точках блока сводится к управлению мультиплексором так, чтобы обеспечить поочередное подключение контролируемых точек ко входу компаратора. Это обеспечивается устройством управления мультиплексором под действием сигналов, поступающих из блока диагностирования. Результаты контроля с выхода компаратора СА подаются на устройство «укорочения» импульса (на рис.7.15. это устройство обведено штриховой линией).
С целью уменьшения числа соединительных линий и повышения надежности работы аппаратуры диагностического контроля взаимодействие блока диагностического контроля с каждой ячейкой контроля осуществляется посредством только одной однонаправленной линии связи. Для передачи различных команд из блока диагностирования на ячейку контроля используется широтно-импульсная модуляция. Из ячейки контроля в блок диагностирования по каждой контролируемой точке необходимо передать всего лишь один бит информации: в норме или не в норме. Поэтому, чтобы не усложнять линию связи, в обратном направлении сигналы не передаются, а процесс съема информации совмещается с процессом опроса ячейки контроля. Признаком нормы контролируемого параметра является уменьшение длительности опросного сигнала, которое осуществляется устройством «укорочения» импульса.
На ячейку контроля из блока диагностирования поступают три типа импульсов: «ОПРОС», «СЧЕТ» и «СБРОС». Импульсы «ОПРОС» длительностью 14 мкс («неукороченные») или 3 мкс («укороченные») выполняют две функции: опрос состояния контролируемой точки и, случае ее нормального состояния, переключение мультиплексора на следующую точку. Импульсы «СЧЕТ» длительностью 60 мкс обеспечивают только переключение мультиплексора на следующую точку независимо от результатов предыдущего опроса. Импульсы «СБРОС» длительностью 220 мкс обеспечивают установку мультиплексора в исходное состояние, то есть на первую точку. Рассмотрим теперь последовательность формирования импульсов в процессе контроля очередного блока.
Рис.7.15. Упрощенная функциональная схема блока диагностического контроля и эпюры сигналов, выдаваемых в линию связи
При взятии блоком диагностирования на контроль очередного проверяемого блока мультиплексор ячейки контроля этого блока находится в исходном состоянии (подключен к первой точке 1Т) и блок диагностирования формирует импульсы «ОПРОС» длительностью 14 мкс (см. рис.7.15. эпюры). Если сигнал в точке 1Т находится в пределах нормы, то на выходе компаратора СА будет сигнал логической единицы, который разрешает работу устройства «укорочения» импульса. Устройство «укорочения» работает следующим образом. Импульс «ОПРОС» подается на RC-цепь, параметры которой подобраны так, что передний фронт импульса растягивается по времени на 3 мкс. Задержанный таким способом импульс поступает на схему И, и при наличии с выхода компаратора СА разрешающего сигнала запускает ждущий мультивибратор. Мультивибратор вырабатывает импульс длительностью 11-12 мкс и шунтирует с помощью Кл1 на это время линию связи. В результате этого происходит «укорочение» импульса «ОПРОС» с 14 мкс до 3 мкс.
Факт «укорочения» воспринимается в блоке диагностирования как признак нормы контролируемого параметра и соответствующим образом фиксируется. Одновременно под действием «укороченного» импульса устройство управления мультиплексором обеспечивает подключение к компаратору СА следующей контролируемой точки (в рассматриваемом случае точки 2Т). Если вторая точка в норме, то снова произойдет «укорочение» импульса «ОПРОС» и автоматическое подключение к компаратору СА третьей точки.
Предположим теперь, что сигнал в точке 3Т ниже нормы. На выходе компаратора СА будет сигнал логического нуля и устройство «укорочения» импульса работать не будет. Во избежание случайных сбоев процесс опроса контролируемой точки может повторяться несколько раз в течении определенного времени, которое задается в блоке диагностирования программой контроля. При этом устройство управления мультиплексором на «неукороченные» импульсы «ОПРОС» не реагирует и переключение на следующую контролируемую точку не происходит. Если в результате цикла опросов (в рассматриваемом случае после трех опросов) «укорочение» импульса «ОПРОС» не произошло, то в блоке диагностирования принимается решение о неисправности одного или нескольких функциональных узлов, замыкающихся на контролируемую точку. Если же в блоке диагностирования имеется информация, что обнаруженные узлы данного блока, устройства или системы в настоящий момент отключены и не работают, то неисправность не фиксируется и блок диагностирования продолжает поиск неисправностей, посылая в канал связи импульс «СЧЕТ» длительностью 60 мкс. Под действием этого импульса устройство управления мультиплексором обеспечивает переход к следующей контролируемой точке.
После проверки всех точек контролируемого блока (число точек для каждого блока определено программой контроля в блоке диагностирования и может быть меньше, чем число входов мультиплексора) блок диагностирования вырабатывает импульс «СБРОС» длительностью 220 мкс, который обеспечивает установку мультиплексора в исходное состояние, то есть на первую точку. На этом контроль блока заканчивается.