SU1278819A1

SU1278819A1 - Device for detecting failures of analog units

Info

Publication number: SU1278819A1
Application number: SU853910443A
Authority: SU
Inventors: Валерий Павлович Волков; Виталий Пантелеймонович Морозов; Александр Юрьевич Погосов; Владислав Максимович Чернышов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7760; Ордена Ленина Институт Проблем Управления
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1986-12-23

Abstract

Изобретение относитс к контрольноизмерительной технике и может быть исполь зовано дл двупорогового контрол выходного импеданса аналоговых блоков, имеющих на выходе операционный усилитель с цеп ми обратной св зи. Цель изобретени - повышение достоверности обнаружени отказов за счет исключени вли ни рабочих сигналов, вырабатываемых аналоговым блоком , на результат контрол выходного импенданса . Устройство содержит два пороговых автоколебательных блока, элемент равно значности, индикатор отказов. Каждый пороговый автоколебательный блок содержит п ть резисторов, конденсатор, дифференциальный операционный усилитель, электромеханический резонатор. За счет введени п того резистора и электромеханического резонатора и нового включени конденсатора обеспечиваетс компенсаци помех, поступающих на вход устройстг а и образующихс при изменении состо ни выхода контролируемого аналогового блока, что повышает достоверность контрол . 1 ил. The invention relates to reference measurement technology and can be used for double-threshold control of the output impedance of analog blocks having an output amplifier with feedback circuits. The purpose of the invention is to increase the reliability of failure detection by eliminating the influence of operating signals produced by the analog unit on the result of monitoring the output impedance. The device contains two threshold self-oscillatory blocks, an element equal to the value, a failure indicator. Each threshold self-oscillating unit contains five resistors, a capacitor, a differential operational amplifier, and an electromechanical resonator. Due to the introduction of the fifth resistor and the electromechanical resonator and the new switching on of the capacitor, it is possible to compensate for the noise entering the input of the device and generated when the output state of the monitored analog block changes, which increases the reliability of the control. 1 il.

Description

to to

ос 00OS 00

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл двупорогового контрол выходного импеданса аналоговых блоков, например , имеющих на выходе операционный уси литель с цеп ми обратной св зи.The invention relates to instrumentation engineering and can be used for dual-threshold control of the output impedance of analog blocks, for example, having an output amplifier with feedback circuits.

Цель изобретени - повышение достовер;ности обнаружени отказов за счет исключени вли ни рабочих сигналов, вырабатываемых контролируемым аналоговым блоком, на результат контрол выходного импедан:Са .The purpose of the invention is to increase the reliability of failure detection by eliminating the influence of the working signals produced by the monitored analog block on the result of monitoring the output impedan: Ca.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит индикатор 1 отказов , элемент 2 равнозначности, первый 3 ;И второй 4 пороговые автоколебательные блоки идентичные по составу элементов. : Каждый из блоков 3 и 4 содержит дифференциальный операционный усилитель 5, резистор 6 положительной обратной св зи, второй ограничивающий резистор 7, резистор 8 отрицательной обратной св зи, первый ограничивающий 9 и разв зывающий 10 резисторы, компенсирующий конденсатор 11, электромеханический резонатор 12, вход 13.The device contains an indicator of 1 failures, an element of equivalence, the first 3; and the second 4 threshold self-oscillatory blocks of identical composition. : Each of blocks 3 and 4 contains a differential operational amplifier 5, a positive feedback resistor 6, a second limiting resistor 7, a negative feedback resistor 8, a first limiting 9 and a breaking resistor 10, a compensating capacitor 11, an electromechanical resonator 12, an input 13.

Устройство работает следующим образом .,The device works as follows.,

Каждый из пороговых автоколебательных блоков 3 и 4 настроен на определенную частоту генерации колебаний. Нахождение порогового автоколебательного блока 3(4) в устойчивом состо нии или в состо нии возбуждени зависит от значени выходного импеданса контролируемого блока 14 на соответствующей частоте автоколебаний. Если значение выходного импеданса по модулю меньше номинала резистора 9, то действие отрицательной обратной св зи дифференциального операционного усилител 5, образованной резисторами 8 и 9, преобладает над действием положительной обратной св зи, образованной резистором 6 и выходным импедансом контролируемого блока 14.Each of the threshold self-oscillatory blocks 3 and 4 is set to a certain frequency of oscillation generation. The finding of the threshold auto-oscillatory unit 3 (4) in a steady state or in the state of excitation depends on the value of the output impedance of the monitored unit 14 at the corresponding frequency of self-oscillations. If the modulus output impedance is less than the resistor 9, then the negative feedback of the differential op amp 5, formed by resistors 8 and 9, prevails over the positive feedback formed by resistor 6 and the output impedance of the monitored block 14.

За счет резистора 8 обеспечиваетс режим по посто нному току дифференциального усилител 5, поэтому на выходе блока 3(4) - посто нное напр жение, близкое к нулю.Due to the resistor 8, a constant-current mode of the differential amplifier 5 is provided, so the output of the block 3 (4) is a constant voltage close to zero.

Аналоговые сигналы, обрабатываемые контролируемым блоком 14, передаютс на его выход и вл ютс дл предлагаемого устройства сигналами помех. Эти сигналы не проход т через пороговый автоколебательный блок 3(4), так как импеданс электромеханического резонатора 12 на всех частотах , кроме собственной частоты резонанса, очень велик, а прохождение сигнала через статическую емкость Со резонатора 12, образованную его электродами и пьезоэлектриком , нейтрализуетс с помощью конденсатора 11, номинал которого выбираетс примерно равным Со, и резистором 10, который уравновешивает импедансы инвертирующего и неинвертирующего входов дифференциального операционного усилител 5 по посто нному току. В результате прохождение сигналов через статическую емкость электромеханического резонатора 12 компенсирует с по влением аналоговых сигналов на инвертирующем входе дифференциального операционного усилител 5.The analog signals processed by the monitored unit 14 are transmitted to its output and are interference signals for the proposed device. These signals do not pass through the threshold auto-oscillatory unit 3 (4), since the impedance of the electromechanical resonator 12 at all frequencies except the natural resonance frequency is very high, and signal passing through the static capacitance Co of the resonator 12 formed by its electrodes and piezoelectric is neutralized with using a capacitor 11, whose nominal value is approximately equal to Co, and a resistor 10, which balances the impedances of the inverting and non-inverting inputs of the differential operational amplifier 5 at constant to the current. As a result, the passage of signals through the static capacitance of the electromechanical resonator 12 compensates with the appearance of analog signals at the inverting input of the differential operational amplifier 5.

Если значение выходного импеданса контролируемого блока 14 оказываетс по модулю большим, чем номинал резистора 9, то действие положительной обратной св зи оказываетс сильнее действи отрицательной обратной св зи и на выходе дифференциального операционного усилител 5 возникают колебани , определ емые частотой резонанса электромеханического резонатора 12.If the output impedance of the monitored unit 14 is greater in magnitude than the value of resistor 9, then the positive feedback effect is stronger than negative feedback and the output of the differential operational amplifier 5 oscillates, determined by the resonance frequency of the electromechanical resonator 12.

Номиналы резисторов 6-10 и резонансные частоты резонаторов 12 в блоках 3 и 4 подбираютс таким образом, что при значени х выходного импеданса блока 14, меньших первого поро1 ового значени (П1), блок 3 находитс в устойчивом режиме (эквивалентном логическому нулю на его выходе ), а при значени х выходного импеданса блока 14, больших второго порогового значени (П2), (П1)-(П2), блок 4 находитс в режиме самовозбуждени (эквивалентном логической единице на его выходе). В результате при нахождении выходного импеданса блока 14 в допуске на выходах блоков 3 и 4 имеютс уровни нул и единицы соответственно. Если же выходной импеданс блока 14 превышает П1 или меньше П2, то на выходах блоков 3 и 4 имеютс комбинации уровней 1,1 и 00 соответственно . Эти комбинации 1,1 и 00 выдел ет элемент 2 разнозначности, включа индикатор 1 отказов.The values of the resistors 6-10 and the resonant frequencies of the resonators 12 in blocks 3 and 4 are chosen in such a way that when the output impedance values of block 14 are smaller than the first threshold value (P1), block 3 is in stable mode ), and when the output impedance values of block 14 are greater than the second threshold value (П2), (П1) - (П2), block 4 is in self-excitation mode (equivalent to the logical unit at its output). As a result, when the output impedance of block 14 is found, the tolerance at the outputs of blocks 3 and 4 are zero and one, respectively. If the output impedance of block 14 exceeds P1 or less than P2, then at the outputs of blocks 3 and 4 there are combinations of levels 1.1 and 00, respectively. These combinations of 1.1 and 00 highlight the 2 element of ambiguity, including the failure indicator 1.

Устройство реализовано в виде макетного образца переносного щупа-пробника, в котором использованы светодиод, диоды, логический элемент, операционные усилители и электромеханические резонаторы на 10 и 100 кГцThe device is implemented in the form of a mock-up sample of a portable probe probe that uses LEDs, diodes, a logic element, operational amplifiers, and electromechanical resonators at 10 and 100 kHz.

Таким образом, за счет введени электромеханического резонатора 12 и резистора 10 и новых св зей в блоках 3 и 4 устройство обеспечивает подавление помех, возникающих на его входе при работе (переключении выхода) блока 14, и оказываетс чувствительным только к выходному амплитудному импедансу блока 14, контролиру его нахождение в заданных пределах, что повышает достоверность обнаружени отказов.Thus, by introducing an electromechanical resonator 12 and a resistor 10 and new connections in blocks 3 and 4, the device suppresses interference at its input during operation (switching the output) of block 14, and is only sensitive to the output amplitude impedance of block 14, controlling its location within the specified limits, which increases the reliability of the detection of failures.

Claims

Invention Formula

An analog block failure detection device comprising a fault indicator connected by an input to an output of an element of equivalence, first and second threshold self-oscillating blocks whose inputs are connected and are an input of a device, and each threshold self-oscillating block contains a compensating capacitor connected by a first output to an inverting input of a differential operational amplifier, and the first and second limiting resistors connected by the first pins to the total thickness of the device, the resistors positive and positive feedback, the first terminals of which are connected to the outputs of the differential operational amplifier, which is the output of the threshold auto-oscillatory unit, the non-inverting input of the differential operational amplifier is connected to the second output of the second limiting resistor, in order to increase the reliability of the detection of failures by eliminating the influence of the working signals produced by the monitored analog block on the result of monitoring the output impedance, in to Each threshold self-oscillating unit is inserted into an electromechanical resonator and a decoupling resistor, with the outputs of the first and second threshold self-oscillating blocks being connected to the corresponding first and second inputs of the equivalence element, and in each of the threshold self-oscillating blocks negative feedback, the second output is with the inverting input of the differential operational amplifier, the second the water of the compensating capacitor is the input of the threshold self-oscillating unit and is connected to the second output of the positive feedback resistor and to the first output of the electromechanical resonator, the second output of which is connected to the non-inverting input of the differential operational amplifier.